BR112017012246B1

BR112017012246B1 - Conjunto de sublança de imersão e sonda de imersão para um forno conversor e sonda de imersão

Info

Publication number: BR112017012246B1
Application number: BR112017012246-4A
Authority: BR
Inventors: Peterney Sasso
Original assignee: Vesuvius Refratarios Ltda
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2022-04-26
Also published as: BR102014033086A2; CN107407669A; EP3241024B1; CL2017001649A1; BR112017012246A2; EP3241024A1; TW201636612A; WO2016107821A1; AU2015373430B2; US10428399B2; KR20170103843A; TWI682171B; US20180002770A1; AU2015373430A1; KR102463162B1; CN107407669B

Abstract

A presente invenção se refere a um conjunto de sublança de imersão (1) e sonda de imersão (2) para um forno conversor (100), sendo que a dita sublança (1) compreende um guia (16) uma extremidade de conexão de guia (16a), sendo que a dita extremidade de conexão de guia (16a) é configurada de modo a ser acoplada a uma primeira extremidade de acoplamento (10a) de um prendedor de sublança (10), sendo que o dito prendedor de sublança (10) se estende longitudinalmente a partir da primeira extremidade de acoplamento (10a) até uma segunda extremidade de acoplamento (10b), sendo que o dito prendedor de sublança (10) é conectado à sonda de imersão (2) por meio de uma conexão entre a segunda extremidade de acoplamento (10b) do prendedor de sublança (10) e uma porção ajustável (11) da sonda de imersão (2). A presente invenção ainda se refere a uma sonda de imersão (2) para um forno conversor (100) que compreende um invólucro (12) e uma porção ajustável (11), sendo que o dito invólucro (12) apresenta uma cavidade interna para receber uma porção ajustável (11), sendo que a dita porção ajustável (11) se estende longitudinalmente ao longo da cavidade interna do invólucro (12) a partir de uma porção de conexão (11a) até uma porção fixa (11b), sendo que a dita porção de conexão (11a)(...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma sonda de imersão e a um conjunto de sublança de imersão e sonda de imersão para executar medições e/ou retirar amostras de um forno conversor compreendendo metal fundido, sendo que a dita sonda de imersão é configurada para apresentar um comprimento variável.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Sublanças de imersão e sondas de imersão são amplamente utilizadas em fornos conversores durante a produção de aço. Tipicamente, ferro gusa e sucata são despejados no interior do forno conversor, o qual, em alta temperatura (1.600 a 1.750 °C), realiza a fusão produzindo assim o aço.

[003] A fim de que seja produzido um produto de alta qualidade, apresentando características químicas ideais, muitas vezes o metal a ser fundido deve passar por várias análises químicas. Esta tem como objetivo monitorar todos os elementos químicos contidos no aço, realizando, por exemplo, controle do teor de carbono, carbono equivalente, silício, dureza, resistência, usinabilidade, temperatura, nível de oxidação.

[004] Tais análises químicas são realizadas por meio de sensoriamento ou amostragem do metal fundido, que são realizados por sensores dispostos na extremidade da sonda de imersão.

[005] Convencionalmente, durante a produção de metal fundido, uma lança de sopro é utilizada para soprar oxigênio em velocidade supersônica no interior do forno conversor sobre a escória fundida e metal fundido.

[006] Paralelamente, o conjunto de sublança de imersão e sonda de imersão é inserido do ambiente externo longitudinalmente em direção ao interior do forno conversor, de maneira que apenas a sonda de imersão do dito conjunto é submersa na escória fundida e posteriormente no metal fundido. Uma vez em contato com o metal fundido, a sonda de imersão é capaz de realizar medições e/ou amostragens de metal fundido por meio de sensores ou câmaras de amostragem. Após realizar tais funções, o conjunto de sublança e sonda de imersão é retirado do forno conversor, a sonda de imersão então é desconectada da sublança de imersão e então descartada.

[007] A conexão da sonda de imersão na sublança de imersão é realizada antes do conjunto ser inserido no interior do forno conversor, sendo que a dita conexão é parcialmente automatizada.

[008] Conforme mencionado anteriormente, a sonda de imersão é utilizada uma única vez durante o processo de imersão e/ou medição. Por outro lado, a sublança de imersão é reutilizável por apresentar uma vida útil prolongada.

[009] Tendo em vista que a sublança de imersão é utilizada em diversas imersões e/ou medições, é observado que esta pode sofrer deformações devido à alta temperatura dentro do forno conversor, condições severas do ambiente, consecutivas imersões e/ou medições. Tais deficiências são bastante comuns e graves, resultando em uma dificuldade na conexão de uma nova sonda de imersão à sublança de imersão.

[010] Mais especificamente, uma sublança de imersão deformada pode apresentar problemas ao ser conectada a uma nova sonda de imersão, resultando em uma folga entre o prendedor de sublança e a sonda de imersão. Tal característica não é desejável, uma vez que pode causar diversos problemas.

[011] Pelo fato da sonda de imersão ter sua estrutura confeccionada a partir de papelão, não possuindo comprimentos precisos, é observado que esta pode não cobrir totalmente o prendedor da sublança de imersão. Ademais, dependendo das condições climáticas, bem como do local onde as sondas de imersão são armazenadas, é sabido que o papelão que constitui o invólucro das sondas pode também sofrer deformações, apresentando variações longitudinais ou radiais. Considerando tal problema, é sabido que quando o conjunto de sublança de imersão e sonda de imersão é inserido no interior do forno conversor, respingos de metal fundido podem se depositar no prendedor de sublança, dificultando a conexão de uma nova sonda de imersão.

[012] A fim de contornar tal problema, é conhecido no estado da técnica uma tentativa para neutralizar a deformação da sublança de imersão. A Patente Europeia EP-A1-69433 descreve uma sublança apresentando uma porção superior fixa e uma porção inferior a qual pode se rotacionar. É especificamente revelado que a sublança de imersão tem sua porção inferior deformada após as primeiras imersões no metal fundido, a sublança então é retirada do forno conversor e tem sua porção inferior rotacionada em 180°. Após a dita rotação, a sublança é então imersa novamente. Segundo os ensinamentos da Patente Europeia EP-A1-69433, tal característica permite que a porção inferior volte a sua posição original (antes das primeiras imersões).

[013] Outra solução conhecida é descrita pela Patente Norte- Americana US-A-4566343. Tal patente revela um sensor de imersão compreendendo uma vedação de borracha configurada para impedir que metal fundido penetre na sublança de imersão.

[014] Adicionalmente, é conhecido no estado da técnica uma solução para melhorar a conexão entre a sonda de imersão e o prendedor da sublança. A Patente Norte-Americana US-B2-7370544 descreve o uso de uma mola ou um anel elástico no prendedor da sublança. Tal solução apresenta problemas, tendo em vista que as sublanças de imersão atualmente comercializadas precisam ser adaptadas para abrigar a mola ou o anel elástico. Desta maneira, torna-se obrigatório a parada do atual processo de medição para que a sublança seja adaptada como descrito anteriormente.

[015] Considerando as soluções acima, é observado que não é conhecida do estado da técnica a utilização de uma sonda de imersão com comprimento de conexão variável, capaz de compensar variações de comprimento no sentido longitudinal e/ou radial de sublanças de imersão devido a deformações.

[016] Ademais, não é conhecida no estado da técnica solução para a utilização de uma sonda de imersão com comprimento de conexão variável que não demande a adaptação da sublança de imersão, de maneira que as sublanças de imersão atualmente comercializadas podem ser utilizadas sem que haja necessidade de adaptação.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[017] A presente invenção tem como primeiro objetivo prover uma sonda de imersão que possibilita uma maior eficiência na conexão com o prendedor da sublança de imersão.

[018] A presente invenção tem como segundo objetivo prover uma sonda de imersão capaz de se conectar às sublanças de imersão atualmente comercializadas sem que haja necessidade de adaptá-las.

[019] Outro objetivo da presente invenção é de prover uma sonda de imersão capaz de se conectar às sublanças de imersão com comprimento de conexão variável.

[020] É ainda objetivo da presente invenção, prover uma sonda de imersão capaz de se conectar às sublanças de imersão deformadas devido às consecutivas imersões no forno conversor.

[021] Adicionalmente, é objetivo da presente invenção, prover uma sonda de imersão capaz de evitar a aderência de metal fundido no prendedor da sublança de imersão.

[022] É também objetivo da presente invenção, prover uma sonda de imersão que evite falhas de conexão ou folgas com a sublança de imersão.

[023] Por fim, a presente invenção tem por objetivo compensar variações de comprimento longitudinais e/ou radiais na sublança de imersão na conexão.

[024] Os objetivos da presente invenção são alcançados por meio de um conjunto de sublança de imersão e sonda de imersão para um forno conversor, sendo que a sublança compreende uma extremidade de conexão, sendo que a extremidade de conexão é configurada de modo a ser acoplada a uma primeira extremidade de acoplamento de um prendedor de sublança, sendo que o dito prendedor de sublança se estende longitudinalmente a partir da primeira extremidade de acoplamento até uma segunda extremidade de acoplamento, sendo que o dito prendedor de sublança é conectado à sonda de imersão por meios de conexão entre a segunda extremidade de acoplamento do prendedor de sublança e uma porção ajustável da sonda de imersão.

[025] Os objetivos da presente invenção são ainda alcançados por meio de uma sonda de imersão para um forno conversor compreendendo um invólucro e uma porção ajustável, sendo que o dito invólucro apresenta uma cavidade interna para receber a porção ajustável, sendo que a dita porção ajustável se estende longitudinalmente ao longo da cavidade interna do invólucro a partir de uma porção de conexão até uma porção fixa, sendo que a porção de conexão e a porção fixa são associadas entre si por meio de uma porção elástica, sendo que a porção elástica é configurada para variar o comprimento da porção ajustável quando um primeiro ponto de contato tiver sido estabelecido com a superfície da porção de conexão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[026] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As Figuras mostram: - Figura 1 - é uma vista do interior de um forno conversor com uma lança de sopro e um conjunto de sublança de imersão e sonda de imersão imersa dentro do metal fundido; - Figura 2 - é uma representação do conjunto de sublança de imersão e sonda de imersão da presente invenção em uma realização preferencial; - Figura 3a - é uma representação da sublança de imersão quando desconectada da sonda de imersão em uma realização preferencial; - Figura 3b - é uma representação da sublança de imersão quando desconectada da sonda de imersão, a cavidade interna do prendedor de sublança sendo ilustrada em uma realização preferencial; - Figura 4 - é uma representação da sonda de imersão quando desconectada da sublança em uma realização preferencial; - Figuras 5a, 5b, 5c, 5d e 5e - são representações passo a passo de como a sublança é conectada à sonda de imersão da presente invenção em uma realização preferencial; - Figuras 6a, 6b, 6c, 6d e 6e - são representações passo a passo de como a sublança é conectada à sonda de imersão da presente invenção, ilustrando em detalhes a cavidade interna do prendedor de sublança que é ilustrada em uma realização preferencial; - Figuras 7a, 7b, 7c e 7d - são representações passo a passo do estabelecimento de um primeiro ponto de contato entre o prendedor de sublança e a sonda de imersão da presente invenção em uma realização preferencial; - Figuras 8a, 8b, 8c e 8d - são representações passo a passo do estabelecimento de um segundo ponto de contato entre o prendedor de sublança e a sonda de imersão da presente invenção em uma realização preferencial; - Figura 9 - é uma representação da cabeça de detecção e de seus componentes da presente invenção em uma realização preferencial; - Figura 10 - é uma representação de uma segunda realização da presente invenção; - Figura 11 - é uma representação de uma terceira realização da presente invenção; e Quaisquer referências as figuras 7e e 12 deverão ser consideradas como inexistentes.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[027] A Figura 1 ilustra uma vista do interior de um forno conversor 100 utilizado na siderurgia para produção e refino de aço. Durante a produção de metal fundido, uma lança de sopro 30 é utilizada no interior do forno conversor 100, sendo que a dita lança de sopro 30 é responsável por injetar oxigênio em velocidade supersônica sobre a escória fundida 40 e o metal fundido 50.

[028] Ainda com referência à Figura 1, é observado um conjunto formado por uma sublança de imersão 1 conectada a uma sonda de imersão 2, sendo que o dito conjunto formado pelos ditos componentes é inserido no interior do forno conversor 100. O conjunto de sublança de imersão 1 e sonda de imersão 2 sendo configurado para se projetar longitudinalmente do ambiente externo em direção ao interior do forno conversor 100. Mais especificamente, tal projeção é realizada para que a sonda de imersão 2 seja imersa no metal fundido 50 disposto abaixo da escória fundida 40. Quando imersa, a sonda de imersão 2 realiza medições e/ou amostragens de metal fundido 50. Posteriormente, esta é desconectada da sublança 1 e então descartada.

[029] A partir da Figura 2, pode ser observado o conjunto de sublança de imersão 1 e sonda de imersão 2 em uma configuração preferencial da presente invenção, sendo mostrado em detalhes a conexão de ambos elementos para constituir o dito conjunto.

[030] Observa-se que caso a sublança de imersão 1 seja utilizada para medição do metal fundido 50, esta é realizada por meio de sensores 21 dispostos na extremidade da sonda de imersão 2 a ser imersa no metal fundido 50. Em geral, os sensores 21 são conectados a um aparelho de medição (não mostrado), disposto no ambiente externo do forno conversor 100. A conexão entre os sensores 21 e o aparelho de medição (não mostrado) sendo realizada por linhas de contato que percorrem o interior da sonda de imersão 2 e da sublança de imersão 1 até o ambiente exterior. Após a medição, a sonda de imersão 2 é desconectada da sublança 1 e então descartada.

[031] Caso a sublança de imersão 1 seja utilizada para amostragem de metal fundido 50, é observado que esta é realizada por meio de uma câmara 22 disposta na extremidade da sonda de imersão 2 a ser imersa no metal fundido 50. Após a amostragem, o metal fundido 50 coletado é retirado para posterior análise, a sonda de imersão 2 sendo desconectada da sublança 1 e então descartada.

[032] Como alternativa, a sublança de imersão 1 pode simultaneamente efetuar a medição e a amostragem do metal fundido 50, tendo por características a presença de uma câmara 22 e sensores 21, tal como descrito acima.

[033] A fim de proporcionar um melhor entendimento da presente invenção, a sublança de imersão 1 e a sonda de imersão 2 serão descritas abaixo separadamente. Posteriormente, a conexão de ambos elementos para constituição do conjunto de sublança de imersão 1 e sonda de imersão 2 será detalhada.

[034] Em uma realização preferencial, é observado a partir da Figura 3 a sublança de imersão 1 em detalhes.

[035] As Figuras 3a e 3b mostram a estrutura mecânica da sublança de imersão 1, a sublança 1 sendo dotada de um guia 16 e de um prendedor de sublança 10.

[036] Em uma realização preferencial da presente invenção, o guia 16 apresenta um formato substancialmente cilíndrico/tubular, sendo oco ao longo de todo seu comprimento. Tal configuração proporciona a criação de uma cavidade interna para passagem das linhas de contato de sensores 21 até o ambiente externo e posteriormente para um aparelho de medição (não mostrado).

[037] O dito guia 16 é preferencialmente confeccionado a partir de materiais metálicos capazes de suportarem altas temperaturas (1600 a 1750°C) típicas em um forno conversor 100.

[038] Ainda com referência às Figuras 3a e 3b e em uma realização preferencial, pode ser observado que o guia 16, em sua porção mais próxima do fundo do forno conversor 100, apresenta uma extremidade, a qual será doravante denominada extremidade do guia 16a. Como pode ser observado, a extremidade do guia 16a é acoplada ao prendedor de sublança 10 da sublança 1.

[039] Preferencialmente, o prendedor de sublança 10 apresenta um formato substancialmente cilíndrico/tubular, sendo que o dito prendedor de sublança 10 se estende longitudinalmente a partir de uma primeira extremidade de acoplamento 10a, em direção ao fundo do forno conversor 100, até uma segunda extremidade de acoplamento 10b.

[040] Pode ser observado que a primeira extremidade de acoplamento 10a é acoplada à extremidade do guia 16a, de maneira que o diâmetro da extremidade do guia 16a seja igual ao diâmetro externo da primeira extremidade de acoplamento 10a, apresentando assim um perfeito acoplamento.

[041] Com relação à segunda extremidade de acoplamento 10b, como será posteriormente descrito, esta deve apresentar um diâmetro externo similar ao da cavidade interna da sonda de imersão 2.

[042] Observa-se, a partir da Figura 3b, que, em uma configuração preferencial, a cavidade interna da sublança de imersão 1 disposta na extremidade de acoplamento 10b. Ademais, pode ser notado que a dita cavidade pode apresentar, em uma configuração preferencial, ao menos uma linha de contato do prendedor 25c, ao menos uma linha 25c sendo circunferencialmente disposta em torno da parede interna da cavidade da extremidade de acoplamento 10b do prendedor 10. Ao menos uma linha 25c sendo interligada ao aparelho de medição disposto no ambiente externo do forno conversor 100.

[043] Tendo sido descrita a sublança de imersão 1, a partir deste momento será descrita a sonda de imersão 2 Em uma realização preferencial, é observado a partir da Figura 4 a sonda de imersão 2 em detalhes.

[044] A Figura 4 mostra a estrutura mecânica da sonda de imersão 2, sendo que a dita sonda compreende um invólucro 12, uma porção ajustável 11 e uma cabeça de detecção 20.

[045] Preferencialmente, o invólucro 12 da sonda de imersão 2 é confeccionado a partir de papelão, podendo apresentar diferentes comprimentos ou diâmetros, estes sendo dimensionados de acordo com o usuário.

[046] O invólucro 12 é projetado para apresentar diversas camadas de papelão, de maneira que o invólucro 12 da sonda de imersão 2 não se decomponha totalmente quando a sonda de imersão 2 é imersa no metal fundido 50. Tendo em vista que a imersão dura poucos segundos, a estrutura do invólucro 12 formada por diversas camadas de papelão é capaz de suportar altas temperaturas (1.600 a 1.750 °C) típicas em um forno conversor 100.

[047] Em uma realização preferencial, o invólucro 12 apresenta um formato substancialmente cilíndrico/tubular ao longo de todo seu comprimento, tal configuração proporcionando a criação de uma cavidade interna para receber a porção ajustável 11, o diâmetro interno sendo suficiente para receber a dita porção 11.

[048] Ademais, ainda pode ser observado a partir da Figura 4 que, em uma realização preferencial, sendo que o dito invólucro 12 compreende uma porção superior do invólucro 12a e uma porção inferior do invólucro 12b. Tendo em vista que ambas porções 12a e 12b apresentam o mesmo diâmetro, é observado que uma porção intermediária do invólucro 12 apresentará um menor diâmetro.

[049] Como alternativa, tal como observado a partir das Figuras 11 e 12, o invólucro 12 pode apresentar um diâmetro constante ao longo de todo seu comprimento.

[050] Com relação à porção ajustável 11, é observado a partir da Figura 4, que a mesma se estende longitudinalmente ao longo do interior da cavidade interna do invólucro 12 a partir de uma porção de conexão 11a até uma porção fixa 11b. A porção de conexão 11a sendo próxima à porção superior do invólucro 12a e a porção fixa 11b sendo próxima à porção inferior do invólucro 12b. A porção de conexão 11a e a porção fixa 11b sendo associadas entre si por meio de uma porção elástica 11c, de maneira que a porção ajustável 11 apresente um comprimento variável.

[051] Em uma realização preferencial, é observado que a porção de conexão 11a e a porção fixa 11b apresentam um formato substancialmente cilíndrico/tubular compreendendo diâmetros inferiores ou iguais ao da cavidade interna do invólucro 12.

[052] Com relação à porção elástica 11c, esta pode ser uma mola, um anel elástico, um elastômero ou qualquer outro material que apresente elasticidade, capaz de se comprimir e tracionar mediante uma aplicação de força quando um primeiro ponto de contato P1 é estabelecido tal como observado a partir das Figuras 5a a 5e, 6a a 6e e 7a a 7e e que será posteriormente descrito em detalhes.

[053] Com relação à porção de conexão 11a, é observado a partir da Figura 4 que esta compreende uma base de conexão 14 e um conector 15. A base de conexão 14 sendo disposta na extremidade da porção de conexão 11a mais próxima do fundo do forno conversor 100. O conector 15 é disposto na extremidade da porção de conexão 11a que está mais próximo do topo do forno conversor 100. A base de conexão 14 sendo associada ao conector 15 e à porção elástica 11c. O conector 15 que se projeta em direção ao topo do forno conversor 100.

[054] Em uma realização preferencial, pode se observar a partir das Figuras 7a a 7e que o conector 15 é dotado de ao menos uma linha de contato do conector 25b, sendo que ao menos uma linha 25b é circunferencialmente disposta em torno da superfície do conector 15. Como será descrito posteriormente, ao menos uma linha de contato do conector 25b será conectada a ao menos uma linha de contato do prendedor 25c.

[055] Preferencialmente, o conector 15 é dimensionado para apresentar um diâmetro substancialmente menor que o da base 14, sendo que o conector 15 apresenta um diâmetro menor ou igual ao diâmetro da segunda extremidade de acoplamento 10b. A base 14 apresentando por sua vez um diâmetro igual ao diâmetro externo da segunda extremidade de acoplamento 10b. Tal configuração proporciona uma perfeita conexão entre a sublança de imersão 1 e a sonda de imersão 2, como será posteriormente descrito.

[056] Com relação à porção fixa 11b, como pode ser observado a partir da Figura 4, a mesma se projeta em direção ao fundo do forno conversor 100, a porção fixa 11b sendo acoplada à porção inferior do invólucro 12b. Observa-se que a cabeça de detecção 20 é também acoplada à porção inferior do invólucro 12b.

[057] Em uma realização preferencial, mas não obrigatória, pode ser observado a partir da Figura 9, que a cabeça de detecção 20 é dotada de ao menos um sensor 21, este podendo ser um sensor de temperatura, um sensor de oxigênio 21 ou quaisquer outros sensores necessários para análise química do metal fundido 50. Ao menos um sensor 21 sendo dotado de ao menos uma linha de contato de sensor 25a, a linha 25a se estendendo até a porção de conexão 11a, onde é então conectada a ao menos uma linha de contato do conector 25b.

[058] Adicionalmente, a cabeça de detecção 20 pode compreender uma câmara de amostra 22, sendo que a dita câmara é configurada para coletar metal fundido 50 quando a sonda de imersão é imersa, o metal fundido 50 coletado se solidificando quando a sonda de imersão 2 é retirada do forno conversor 100.

[059] Tendo sido descritas a sublança de imersão 1 e a sonda de imersão 2, a partir deste momento será descrito como é realizada a conexão entre a sublança de imersão 1 e a sonda de imersão 2, tal conexão resultando em um conjunto de sublança de imersão 1 e sonda de imersão 2.

[060] Durante a fabricação do aço em um forno conversor 100, o usuário deve conectar uma nova sonda de imersão 2 na sublança de imersão 1, constituindo assim o conjunto de sublança de imersão 1 e sonda de imersão 2.

[061] É possível observar, a partir das Figuras 5a a 5e e 6a a 6e, o passo a passo da dita conexão, tendo como foco principal apenas a extremidade de guia 16a da sublança de imersão 1.

[062] As Figuras 5a e 6a ilustram o cenário onde a sublança de imersão 1 e a sonda de imersão 2 estão totalmente desconectadas. Observa- se que uma flecha A representa o sentido de conexão realizado pelo usuário para a dita conexão dos elementos.

[063] Uma vez movimentada a sonda de imersão 2 no sentido de conexão A, o prendedor de sublança 10 da sublança de imersão 1 é conectado à sonda de imersão 2. Mais especificamente, a segunda extremidade de acoplamento 10b é projetada na cavidade interna da sonda de imersão 2 em direção à porção ajustável 11, como observado a partir da Figura 5b. Como comentado anteriormente, o diâmetro externo da segunda extremidade de acoplamento 10b é menor ou igual ao da cavidade interna da sonda de imersão 2.

[064] Observa-se assim que o invólucro 12 da sonda de imersão 2 irá envolver o prendedor de sublança 10 e a porção ajustável 11. Após a inserção da segunda extremidade de acoplamento 10b no interior da cavidade interna da sonda de imersão 2, a segunda extremidade de acoplamento 10b se projeta em direção ao conector 15 da porção de conexão 11a.

[065] Considerando que o conector 15 apresenta um diâmetro igual ou menor que o diâmetro interno da segunda extremidade de acoplamento 10b, sendo que o dito conector irá se projetar em direção à cavidade interna da segunda extremidade de acoplamento 10b.

[066] Como pode ser observado a partir das Figuras 5b, 5c e 5d, o conector 15 se projeta até que a superfície da segunda extremidade de acoplamento 10b estabeleça um primeiro ponto de contato P1 com a superfície da base de conexão 14 da porção de conexão 11a.

[067] Tal primeiro ponto de contato é estabelecido pelo fato da base de conexão 14 da porção de conexão 11a apresentar diâmetro igual ao diâmetro externo da segunda extremidade de acoplamento 10b.

[068] Ainda considerando a movimentação da sonda de imersão 2 no sentido de conexão A e tendo sido estabelecido um primeiro ponto de contato P1, é observado que a porção elástica 11c será comprimida, variando assim seu comprimento.

[069] Ademais, é observado a partir da Figura 7a, uma visão detalhada da conexão entre o conector 15 e a extremidade de acoplamento 10b, bem como as linhas de contato do conector 25b e as linhas de contato do prendedor 25c. Ao ser projetado em direção à cavidade interna da extremidade de acoplamento 10b, as linhas de contato do conector 25b se conectam às linhas de contato do prendedor 25c. Tal conexão pode ser observada a partir das Figuras 7b e 7c. Ainda, pode ser notado a partir das Figuras 7b e 7c, que uma perfeita conexão entre as linhas 25b e 25c é realizada quando o primeiro ponto de contato P1 é estabelecido.

[070] Preferencialmente, a porção elástica 11c é comprimida até que a porção superior do invólucro 12a seja conectada à extremidade do guia 16a, tal como observado a partir da Figura 5e. Observa-se que quando estas são conectadas, um segundo ponto de contato P2 será estabelecido.

[071] Observa-se assim que um primeiro e um segundo pontos de contato P1, P2 são estabelecidos na conexão realizada entre a sublança de imersão 1 e a sonda de imersão 2, tais pontos de contato P1, P2 estabelecendo uma perfeita conexão para constituírem o conjunto de sublança de imersão 1 e sonda de imersão 2. O conjunto apresenta uma perfeita conexão elétrica por meio das conexões entre as linhas de contato 25b e 25c e mecânica por meios de conexão entre a porção superior do invólucro 12a e a extremidade do guia 16a.

[072] Pode ser observado ainda que após a conexão da sublança de imersão 1 à sonda de imersão 2, o conjunto está pronto para ser utilizado no forno conversor 100. Observa-se que, pelo fato deste ser utilizado no interior de um forno conversor 100, a sublança de imersão 1 pode sofrer deformações tal como observado anteriormente.

[073] Como mencionado anteriormente, o prendedor de sublança 10, quando submetido a altas temperaturas (1600 a 1750°C) e sucessivas imersões, pode sofrer deformações, apresentando variações longitudinais ou radiais.

[074] Tais variações longitudinais ou radiais são compensadas pela porção elástica 11c, não sendo assim necessária a troca da sublança de imersão 1, podendo esta ser utilizada centenas de vezes. Observa-se que a porção ajustável 11 apresenta um comprimento que varia em função do comprimento do prendedor de sublança 10 da sublança 1.

[075] A porção elástica 11c apresenta uma tensão de efeito mola maior que a força necessária do conector 15 sobre a segunda extremidade de acoplamento 10b. Ademais, a porção elástica 11c apresenta uma tensão de efeito mola menor que a força necessária para a conexão da porção ajustável 11 da sonda de imersão 2 ao prendedor de sublança 10 da sublança 1.

[076] Observa-se que mesmo que o prendedor de sublança 10 da sublança de imersão 1 esteja ligeiramente deformado, a conexão do conector 15 à segunda extremidade de acoplamento 10b poderá ser feita pelo fato da porção elástica 11c permitir que o conector 15 se movimente no sentido longitudinal da sonda de imersão 2.

[077] Ademais, a compensação de variações longitudinais ou radiais realizada pela porção elástica 11c permite que o usuário utilize sublanças de imersão 1 apresentando variação no comprimento de conexão. Adicionalmente, tendo em vista que o invólucro 12 confeccionado a partir de papelão pode apresentar variações longitudinais ou radiais dependendo das condições climáticas, bem como do local onde as sondas de imersão são armazenadas, é observado que a porção elástica 11c também compensará tais variações.

[078] Tendo sido descrito um exemplo de realização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apenas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims

1. CONJUNTO DE SUBLANÇA DE IMERSÃO (1) E SONDA DE IMERSÃO (2) PARA UM FORNO CONVERSOR (100), sendo que o conjunto é caracterizado pela sublança (1) compreender: um guia (16) compreendendo uma extremidade de conexão de guia (16a), e um prendedor de sublança (10) compreendendo uma primeira extremidade de acoplamento (10a) e uma segunda extremidade de acoplamento (10b); em que a extremidade de conexão de guia (16a) é acoplada à primeira extremidade de acoplamento (10a) do prendedor de sublança (10), e em que o prendedor de sublança (10) se estende longitudinalmente a partir da primeira extremidade de acoplamento (10a) até a segunda extremidade de acoplamento (10b), a sonda de imersão (2) compreendendo um invólucro (12) tendo uma porção superior (12a) e uma cavidade interna; e uma porção ajustável (11) localizada na cavidade interna; sendo que a porção ajustável (11) compreende uma porção de conexão (11a), uma porção elástica (11c) e uma porção fixa (11b), em que a porção de conexão (11a) está fixada a porção elástica (11c) e a porção elástica (11c) está fixada a porção fixa (11b); e em que a porção ajustável (11) se estende longitudinalmente ao longo da cavidade interna do invólucro (12) da porção de conexão (11a) até a porção fixa (11b), e em que a segunda extremidade de acoplamento (10b) da sublança de imersão (1) é conectada à porção de conexão (11a) da porção ajustável (11) da sonda de imersão (2); em que a porção de conexão (11a) compreende um conector (15) conectado a uma base de conexão (14), em que o conector (15) é localizado dentro da cavidade interna do invólucro (12), e em que a base de conexão (14) é conectada à porção elástica (11c); e a porção elástica (11c) é disposta entre a porção fixa (11b) e a porção de conexão (11a) de modo que a compressão da porção elástica (11c) diminua um comprimento da porção ajustável (11) depois que um primeiro ponto de contato (P1) é estabelecido entre uma superfície da base de conexão (14) da porção de conexão (11a) e uma superfície da segunda extremidade de acoplamento (10b) do predendor de sublança (10), e em que a porção elástica (11c) é configurada para comprimir até que um segundo ponto de contato (P2) seja estabelecido entre a porção superior do invólucro (12a) da sonda de imersão (2) e a extremidade de conexão de guia (16a) da guia (16) da sublança de imersão (1).

2. CONJUNTO, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pela porção ajustável (11) apresentar um comprimento que varia em função do comprimento do prendedor de sublança (10).

3. CONJUNTO, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pela porção elástica (11c) compreender uma mola, um anel elástico, um elastômero ou qualquer outro material elástico.

4. CONJUNTO, de acordo com a reinvindicação 3, caracterizado pela porção elástica (11c) compreender uma mola.

5. CONJUNTO, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pela sublança (1) e a sonda de imersão (2) serem tubulares.

6. CONJUNTO, de acordo com a reinvindicação 5, caracterizado pela sublança (1) e a sonda de imersão (2) serem cilíndricos.

7. CONJUNTO, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pela segunda extremidade de acoplamento (10b) ter um diâmetro externo e uma cavidade interna com um diâmetro interno; a base de conexão (14) ter um diâmetro externo; e o conector (15) ter um diâmetro externo; em que o diâmetro da base de conexão (14) é igual ao diâmetro externo da segunda extremidade de acoplamento (10b) e o diâmetro externo do conector (15) é menor do que o diâmetro da cavidade interna da segunda extremidade de acoplamento (10b).

8. CONJUNTO, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pela segunda extremidade de acoplamento (10b) ter uma cavidade interna e o conector (15) se estender ao longo da cavidade interna da segunda extremidade de acoplamento (10b) até que seja estabelecido o primeiro ponto de contato entre uma superfície da segunda extremidade de acoplamento (10b) do prendedor de sublança (10) e uma superfície da base de conexão (14) da porção de conexão (11a).

9. CONJUNTO, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pela porção ajustável (11) da sonda de imersão (2) compreender uma cabeça de detecção (20).

10. CONJUNTO, de acordo com a reinvindicação 9, caracterizado pela cabeça de detecção (20) compreender um um sensor de temperatura, ou um sensor de oxigênio, ou uma câmara de amostragem (22), ou uma combinação de qualquer um deles.

11. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela cabeça de detecção (20) compreender pelo menos um sensor (21), e a sonda de imersão (2) compreender adicionalmente pelo menos uma linha de contato de sensor (25a) conectada a pelo menos uma linha de contato do conector (25b) localizada em uma superfície exterior do conector (15) da porção de conexão (11a) da porção ajustável (11) do sensor de imersão (2).

12. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela segunda extremidade de acoplamento (10b) compreender uma cavidade interna e compreender adicionalmente pelo menos uma linha de contato de prendedor (25c) localizada em uma superfície interior da cavidade interna; em que a pelo menos uma linha de contato de prendedor (25c) e a pelo menos uma linha de contato de conector (25b) estão em contato e formam uma conexão elétrica entre a sublança de imersão (1) e a sonda de imersão (2).

13. SONDA DE IMERSÃO (2) configurada para se conectar a uma sublança de imersão (1) para formar um conjunto de uma sonda de imersão (2) e uma sublança de imersão (1) para um forno conversor (100), conforme definido na reivindicação 1, sendo a sonda de imersão (2) caracterizada por compreender: um invólucro (12) tendo uma porção superior (12a) e uma cavidade interna; e uma porção ajustável (11) localizada na cavidade interna; sendo que a porção ajustável (11) compreende uma porção de conexão (11a), uma porção elástica (11c) e uma porção fixa (11b), em que a porção de conexão (11a) está fixada a porção elástica (11c) e a porção elástica (11c) está fixada a porção fixa (11b); e em que a porção ajustável (11) se estende longitudinalmente ao longo da cavidade interna do invólucro (12) da porção de conexão (11a) até a porção fixa (11b); em que a porção de conexão (11a) compreende um conector (15) conectado a uma base de conexão (14), em que o conector (15) é localizado dentro da cavidade interna do invólucro (12), e em que a base de conexão (14) é conectada à porção elástica (11c); e a porção elástica (11c) é disposta entre a porção fixa (11b) e a porção de conexão (11a) de modo que a compressão da porção elástica (11c) diminua um comprimento da porção ajustável (11) depois que um primeiro ponto de contato (P1) é estabelecido entre uma superfície da base de conexão (14) da porção de conexão (11a) e uma superfície da segunda extremidade de acoplamento (10b) do predendor de sublança (10), e em que a porção elástica (11c) é configurada para comprimir até que um segundo ponto de contato (P2) seja estabelecido entre a porção superior do invólucro (12a) da sonda de imersão (2) e a extremidade de conexão de guia (16a) da guia (16) da sublança de imersão (1); em que a cavidade interna do invólucro (12) é configurada para receber a segunda extremidade de conexão de guia (16b) da sublança de imersão (1); e em que o conector (15) é configurado para ser recebido em uma cavidade interna da segunda extremidade de conexão de guia (16b) de uma sublança de imersão (1).

14. SONDA DE IMERSÃO (2), de acordo com a reinvindicação 13, caracterizada pela porção elástica (11c) compreender uma mola, um anel elástico, um elastômero ou qualquer outro material elástico.

15. SONDA DE IMERSÃO (2), de acordo com a reinvindicação 14, caracterizada pela porção elástica (11c) compreender uma mola.

16. SONDA DE IMERSÃO (2), de acordo com a reinvindicação 13, caracterizada pela sonda de imersão (2) ser cilíndrica.

17. SONDA DE IMERSÃO (2), de acordo com a reinvindicação 13, caracterizada por compreender adicionalmente uma cabeça de detecção (20).

18. SONDA DE IMERSÃO (2), de acordo com a reinvindicação 17, caracterizada pela cabeça de detecção (20) compreender um sensor de temperatura, ou um sensor de oxigênio, ou uma câmara de amostragem (22), ou uma combinação de qualquer um deles.

19. SONDA DE IMERSÃO (2), de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pela cabeça de detecção (20) compreender pelo menos um sensor (21), e a sonda de imersão (2) compreender adicionalmente pelo menos uma linha de contato de sensor (25a) conectada a pelo menos uma linha de contato do conector (25b) localizada em uma superfície exterior do conector (15) da porção de conexão (11a) da porção ajustável (11) do sensor de imersão (2).