BR112018008508B1 - Fechamento deslizante no bico de um recipiente metalúrgico - Google Patents
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Abstract
fechamento deslizante no bico de um recipiente metalúrgico. a invenção refere-se a uma unidade de fechamento de lâmina (10) no bico de um vaso metalúrgico, preferivelmente um forno de cobre-ânodo (1), compreendendo um alojamento (9) no qual placas de fechamento refratário (6, 8), bem como em pelo menos um invólucro interno refratário de conexão (13) é disposto. um aquecedor por indução removível (14) é fornecido, tendo pelo menos uma bobina de indução envolvendo o revestimento interno refratário (13) fora do alojamento (9). deste modo, é possível manter constantemente o material fundido localizado no canal de saída do bico suficientemente quente que não congele antes e / ou durante o vazamento do material fundido, ou que qualquer metal e / ou escória congelada possa ser derretida no bico.
Description
[001] A invenção refere-se a um fechamento deslizante no bico de um recipiente metalúrgico de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
[002] Este tipo de fechamento deslizante é divulgado na publicação EP 2 318 559, por exemplo em um forno de cobre de ânodo. O cobre fundido é limpo dentro deste último por meio do refino de fogo para formar ânodo de cobre, e então o cobre é vertido na forma de ânodo, a velocidade de fluxo do cobre sendo regulada por controlar a quantidade de fluxo de saída por meio do fechamento deslizante disposto na extremidade do bico. Desta forma, o processo de fundição pode ser realizado sem rotação adicional do tambor do forno. No entanto, com este tipo de forno, é uma desvantagem que quando o fechamento deslizante está fechado ou muito restringido, e também quando está aberto, a fusão localizada no canal de bico pode congelar, e a capacidade funcional do vazamento é afetada tal que a operação do sistema é interrompida.
[003] Com certos fornos metalúrgicos, é feita a provisão para manter o canal de saída do bico fechado com uma massa de entupimento no forno que contém fundido durante a operação antes do vazamento ocorrer. Consequentemente, esta massa de entupimento deve ser perfurada para fora do canal de saída e o fundido e / ou escória que congelou no mesmo deve ser fundido com uma lança. Isso geralmente leva ao desgaste descontrolado e rápido dos materiais refratários que formam o bico.
[004] O objetivo subjacente da invenção é evitar estas desvantagens e conceber um fechamento deslizante para um recipiente metalúrgico do tipo especificado no início, o que garante a capacidade funcional completa do recipiente durante todo o processo de vazamento.
[005] De acordo com a invenção, este objetivo é conseguido por meio de um aquecedor de indução removível sendo fornecido, tendo pelo menos uma bobina de indução pelo menos parcialmente circundando o pelo menos um invólucro interno refratário do lado de fora e / ou dentro do alojamento.
[006] Deste modo, é possível manter constantemente o fundido localizado no canal de saída do bico suficientemente quente para que este não congele antes e / ou durante o vazamento do fundido, ou que qualquer metal e / ou escória congelada possa ser fundida no bico.
[007] Consequentemente, o fundido e / ou a escória congelada no canal de saída já pode ser fundida com a bobina de indução antes de ser vertida se o fechamento deslizante estiver fechado. Desta forma, todo o processo de fundição pode ser realizado com maior segurança e pode ser controlado ou monitorado melhor, e, além disso, uma vida útil mais longa dos materiais refratários do bico é alcançada. Desta forma, pode-se dispensar o uso de uma massa de entupimento e a perfuração a partir da última ou com a fusão do fundido ou escória congelada com uma lança convencional.
[008] A invenção também prevê que o aquecedor de indução seja composto por uma bobina de indução em torno do bico e um sistema de arrefecimento que inclui o último. Por esta medida, a bobina de indução é impedida de ser aquecida através do revestimento ou do revestimento externo do forno, como é o fechamento deslizante que superaquece durante a operação.
[009] A fim de concentrar a saída de calor da bobina de indução no canal de vazamento com as menores perdas possíveis, a invenção prevê que a bobina de indução seja embutida em um corpo de suporte feito de material ferrítico e que o sistema de arrefecimento seja fornecido com uma câmara de arrefecimento que envolve o corpo de suporte perifericamente e com uma câmara de arrefecimento adjacente à parede lateral do corpo de suporte dirigida para o forno.
[0010] O sistema de arrefecimento da bobina de indução oferece uma vantagem adicional, nomeadamente que a solidificação alvejada do fundido ou escória no bico de um forno é feita possível quando o fechamento deslizante é fechado. Isso também pode servir, por exemplo, como proteção contrarruptura, de modo a garantir a operação segura de um forno entre dois processos de fundição, o que poderia ser importante com certos fornos metalúrgicos, por exemplo, quando seu bico está abaixo do nível do banho durante a operação.
[0011] De acordo com a invenção, o corpo de suporte, juntamente com as câmaras de arrefecimento à sua volta, é encaixado em uma placa de suporte fixada ao revestimento de aço, um anel espaçador, feito, por exemplo, de material de cobre, suportado contra o corpo de suporte da bobina de indução, sendo inserido entre a placa de suporte e o fechamento deslizante. O fechamento deslizante ou os materiais refratários no bico podem assim ser encaixados e removidos separadamente a partir do conjunto que consiste no corpo de suporte, a bobina de indução e as câmaras de arrefecimento.
[0012] De acordo com a invenção, o bico é constituído por um tijolo perfurado disposto no revestimento de forno refratário e um invólucro interno feito de material refratário conectado ao referido tijolo perfurado e formando o canal de saída do bico, cujo invólucro interno é proporcionado na região da bobina de indução com uma inserção anelar tendo propriedades elétricas e térmicas apropriadas, tais como, por exemplo, feito de grafite ou material contendo grafite. O efeito de aquecimento da bobina de indução no fundido e / ou na escória localizada dentro do canal de bico é assim aumentado.
[0013] Dependendo do metal e / ou a escória fundida que deve ser moldada, o invólucro interno é fornecido na região da inserção com uma camada rígida que protege a superfície interna da inserção, feita, por exemplo, de material de argila ou SiC. O fundido e / ou a escória de fluxo de saída e / ou o gás oxidante, tal como, por exemplo, ar, é / são assim impedidos de atacar a inserção. Este efeito protetor pode também ser estendido a todo o invólucro interno pela camada rígida sendo estendida para além da inserção.
[0014] A seguir, a invenção é explicada em maior detalhe por meio de uma modalidade exemplar com referência aos desenhos. Estes mostram o seguinte:
[0015] Figura 1 uma seção transversal parcial ou uma vista parcial de um fechamento deslizante de acordo com a invenção e o bico de um forno de ânodo de cobre;
[0016] Figura 2 uma seção transversal esquemática ampliada através de um aquecedor de indução do fechamento deslizante de acordo com a Figura 1, e
[0017] Figura 3 um forno de ânodo de cobre de acordo com a invenção com um dispositivo, ilustrado de modo perspectivo.
[0018] A Figura 1 mostra um fechamento deslizante 10 em um bico 5 de um forno metalúrgico, preferivelmente um forno de cobre-ânodo 1, que compreende um revestimento de aço exterior 2 e um forro refratário 3. No forro 3, este bico 5 é formado correndo radialmente para fora com um tijolo perfurado 11 com a abertura de saída 12.
[0019] Em vez de um forno de ânodo-cobre, outros recipientes com fechamento deslizante ou dispositivo de fechamento similar também poderiam ser fornecidos, como, por exemplo, um conversor com um escoamento que é formado por um número de invólucros alinhados sem um tijolo perfurado, um forno de fundição instantânea, um forno de fusão elétrica ou recipientes metalúrgicos similares.
[0020] O fechamento deslizante 10, do qual nem todos os detalhes são exibidos, é desenhado de uma maneira convencional. Em particular, este último está fornecido de um alojamento 9 fixo ao exterior do forno, dentro deste alojamento pelo menos uma placa de fechamento refratária 6 é inserida e um invólucro interno 13 adjacente acima do último é fixado de modo removível. Este fechamento deslizante 10 tem adicionalmente uma placa deslizante refratária móvel 8, como indicado, que é mantida em uma unidade (não detalhada) e é pressionada contra a placa de fechamento superior 6 e pode ser movida em relação a esta última para uma posição aberta ou fechada do fechamento deslizante.
[0021] De acordo com a invenção, um aquecedor de indução removível 14, que tem uma bobina de indução 15 envolvendo o invólucro interno 13 acima do alojamento 9, é colocado no bico 5. Vantajosamente, é atribuído ao alojamento 9 um anel de suporte 23 que é fixo em uma placa de suporte 2' fixa no revestimento de aço 2 do forno 1.
[0022] De modo a otimizar o efeito de aquecimento da bobina de indução 15 no canal de saída 12 do bico, é fornecida uma inserção anelar 30, de preferência feita de grafite ou um material contendo grafite, no invólucro interno 13 na região da bobina de indução 15. Vantajosamente, a inserção 30 é fornecida com uma camada isolante no lado traseiro e / ou nos dois lados frontais.
[0023] Dependendo do metal e / ou a escória fundida que deve ser vertida, é vantajoso se o invólucro interno 13 é fornecido com uma camada rígida 31, de preferência, feita de argila Al2O3 ou SiC, na região da inserção 30 por meio da qual camada a superfície interna da inserção é protegida contra o fundido e / ou a escória de fluxo de saída e / ou gás oxidante, tal como, por exemplo, ar. A camada rígida 31 pode, opcionalmente, ser prolongada para além da inserção anelar 30. De modo a facilitar o encaixe, o invólucro interno 13 está centrado no alojamento 9 e no anel espaçador 24 e é inserido no tijolo perfurado 11 a partir do exterior.
[0024] Em alternativa, a inserção anelar 30 poderia ser produzida pelo menos parcialmente a partir de SiC, sobre o qual nenhuma camada rígida deve ser fornecida no interior, ou poderia ser produzida a partir de um grafite revestido.
[0025] Como é evidente na Figura 2, a bobina de indução 15 está embebida em um corpo de suporte 17 feito de material ferrítico. O corpo de suporte 17 juntamente com as câmaras de arrefecimento 18, 19 que o envolvem são encaixados na placa de suporte 23. Além disso, o aquecedor de indução 14 é vantajosamente encerrado nas paredes traseira e lateral com uma camada isolante. Além disso, um anel espaçador 24, de preferência feito de material de cobre, é inserido entre este corpo de suporte 17 e o fechamento deslizante 10. Este anel espaçador 24 serve igualmente para centrar o invólucro interno 13 no bico 5. No entanto, dois anéis separados poderiam também ser fornecidos. Uma linha correndo longitudinalmente com uma ranhura ou semelhante para receber pelo menos uma linha 26, tal como uma linha de fornecimento de energia e uma linha de refrigerante, para a bobina de indução 15 é também fornecida entre a placa de suporte 23, a placa de retenção 2' e o alojamento 9.
[0026] O alojamento 9 é fixado à placa de suporte 23 ou à placa de retenção 2' e pode ser encaixado e removido separadamente e em conjunto com o invólucro interno 13 a partir do aquecedor de indução 14 com o corpo de suporte 17, a bobina de indução 15 e as câmaras de arrefecimento 18, 19.
[0027] A Figura 3 ilustra um forno de ânodo-cobre 1 com um fechamento deslizante 10 montado no seu bico, cujo fechamento deslizante compreende um tambor do forno tendo um revestimento de aço 2 e uma abertura de enchimento 4. O cobre fundido que é limpo no forno por um tratamento especial é então vertido através do fechamento deslizante 10 que é encaixado no bico na periferia do tambor do forno.
[0028] No forno de ânodo-cobre 1, um gerador externo 27 e um transformador 28 conectado a este através das linhas 25, são preferencialmente fornecidos no bico para a operação do aquecedor de indução 14, referido transformador sendo anexado, por exemplo, ao forno 1. Além disso, esta linha de fornecimento de energia 26 que conduz a partir do transformador 28 à bobina de indução 15, bem como à linha de arrefecimento são fornecidas. O gerador e o transformador também podem ser formados como uma unidade e ser anexados ao forno ou posicionados separadamente deste último.
[0029] Por meio de um sistema de arrefecimento 16 tendo uma unidade de arrefecimento 29 e linhas de alimentação e retorno 20, 21 por um lado, refrigerante é transportado para a bobina de indução 15 e as câmaras de arrefecimento 18, 19 do aquecedor de indução 14 e por outro lado ao gerador 27 e ao transformador 28 com capacidade de arrefecimento suficiente.
[0030] A invenção também pode ser usada basicamente em todos os fornos metalúrgicos, cujo bico é fornecido de uma tampa deslizante disposta na extremidade do bico.
[0031] O aquecedor de indução 14 de acordo com a invenção é ativado manual ou automaticamente em cooperação com o dispositivo de acionamento do fechamento deslizante. Dependendo do tipo ou estrutura do forno, podem ser incluídas várias bobinas de indução distribuídas ao longo do comprimento do bico.
Claims (10)
1. Unidade de fechamento deslizante no bico de um recipiente metalúrgico, de preferência um forno de cobre- ânodo (1), compreendendo um alojamento (9) no qual as placas de fechamento refratário (6, 8) bem como pelo menos um invólucro interno refratário de conexão (13) são dispostos CARACTERIZADApelo fato de que o aquecedor de indução removível (14) é fornecido, tendo pelo menos uma bobina de indução (15) pelo menos parcialmente circundando o pelo menos um invólucro interno refratário (13) fora e / ou dentro do alojamento (9), onde a bobina de indução (15) que tem essas câmaras de arrefecimento encerrando (18, 19) é embutida em um corpo de suporte (17) feito de material ferrítico e é fornecida com uma câmara de arrefecimento (18) que envolve o corpo de suporte (17) perifericamente e com uma câmara de arrefecimento adjacente à parede lateral do corpo de suporte em direção ao recipiente, onde o corpo de suporte (17), juntamente com as câmaras de arrefecimento (18, 19) em torno do mesmo, é encaixado de forma removível em uma placa de suporte (23) fixada ao bico (5), um anel espaçador (24) suportado contra o corpo de suporte (17) sendo inserido entre a referida placa de suporte e o fechamento deslizante (6).
2. Unidade de fechamento deslizante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADApelo fato de que a bobina de indução (15) e as câmaras de arrefecimento (18, 19) do aquecedor de indução (14) são alimentadas com um refrigerante por meio de um sistema de arrefecimento (16) que tem uma unidade de arrefecimento (29) nas proximidades do forno.
3. Unidade de fechamento deslizante, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADApelo fato de que a solidificação do fundido e / ou escória no bico de um forno pode ser conseguida com o sistema de arrefecimento (16) da bobina de indução.
4. Unidade de fechamento deslizante, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, CARACTERIZADApelo fato de que o sistema de arrefecimento (16) com a unidade de arrefecimento (29) também fornece um gerador (27) e um transformador (28) para fornecer a fonte de energia da bobina de indução (15) com um refrigerante.
5. Aquecedor de indução para um bico em um recipiente metalúrgico, de preferência em um forno de cobre-ânodo (1) CARACTERIZADOpelo fato de que pelo menos uma bobina de indução (15) pelo menos parcialmente ao redor do pelo menos um invólucro interno refratário (13) do bico é fornecida.
6. Bico de um recipiente metalúrgico tendo uma unidade de fechamento deslizante, conforme definido na reivindicação 1 ou 4, tendo um tijolo perfurado disposto no revestimento de forno refratário, CARACTERIZADOpelo fato de que o tijolo perfurado (11) é conectado a um invólucro interno refratário (13) formando o canal de saída (12) do bico, cujo invólucro interno é fornecido na região da bobina de indução (15) com uma inserção refratária anelar (30) feita de um material aumentando o efeito de aquecimento e que tem as propriedades elétricas e térmicas apropriadas.
7. Bico, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a inserção (30) é produzida a partir de grafite ou material contendo grafite ou pelo menos parcialmente de SiC ou de um grafite revestido.
8. Bico, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADOpelo fato de que o invólucro interno (13) é fornecido na região da inserção anelar (30) com uma camada rígida (31) que protege a superfície interna da inserção, de preferência de argila ou SiC.
9. Bico, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada rígida (31) é estendida para além da inserção anelar (30).
10. Bico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, CARACTERIZADOpelo fato de que pelo menos um invólucro interno (13) com a inserção (30) poder ser inserido no tijolo perfurado (11) a partir do exterior.
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