BR112021010797A2

BR112021010797A2 - Máquina de endurecimento

Info

Publication number: BR112021010797A2
Application number: BR112021010797-5A
Authority: BR
Inventors: Andrej Schulakow-Klass
Original assignee: Paul Wurth S.A.; Paul Wurth Deutschland Gmbh
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-08-24
Also published as: EP3894770C0; EP3667221A1; EP3894770A1; UA127875C2; CA3121048A1; EA202191591A1; EP3894770B1; KR20210099648A; WO2020120318A1; CN113227695B; US12050058B2; CN113227695A; US20220026149A1

Abstract

máquina de endurecimento. trata-se de uma máquina de endurecimento (1), com - uma grelha móvel (2) para transportar material a granel ao longo de uma direção de transporte (t) de uma zona de aquecimento (5) para aquecer e/ou secar o material para uma zona de resfriamento (6) para resfriar o material através de gás de resfriamento; - uma cobertura (7) disposta sobre a grelha móvel (2) que tem uma primeira seção de cobertura (8) na zona de aquecimento (5) e uma segunda seção de cobertura (9) na zona de resfriamento (6); e - dois dutos de recuperação (11) para guiar o gás de resfriamento usado da segunda seção de cobertura (9) para a primeira seção de cobertura (8), em que os dutos de recuperação (11) estão dispostos em lados opostos da cobertura (7), são lateralmente deslocados em relação à cobertura (7), e estão conectados à segunda seção de cobertura (9) por um duto coletor de gás em forma de v (15) e cada duto de recuperação (11) é conectado à primeira seção de cobertura (8) por pelo menos um duto de fornecimento de gás (14) e tem pelo menos uma abertura de purga de pó (16) disposta na parte mais inferior (11.1) do duto de recuperação (11) para purgar o pó do duto de recuperação (11).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “MÁQUINA DE ENDURECIMENTO”

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A invenção refere-se a uma máquina de endurecimento com uma cobertura, também denominada cobertura PhilAnt.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Na metalurgia de ferro, as máquinas de endurecimento são comumente usadas para aglomerar finas partículas de um material a granel através de um processo de peletização e/ou secagem. O material inicialmente particulado é tratado termicamente à medida que é transportado em uma grelha móvel. A grelha móvel, que pode ser usada em máquinas de secagem ou peletização, é realizada por uma cadeia sem fim de carros de paletes (ou carrinhos de grelha) que se movem ao longo de trilhos. Os carros de paletes são abastecidos com o material a granel e passam pela queima de pellet ou secadora, na qual eles são termicamente tratados.

[003] A fim de realizar um tratamento térmico do material a granel, a máquina de endurecimento na peletização tem uma linha de processo com várias zonas de tratamento com diferentes regimes de temperatura. Por exemplo, pode ser uma ou mais zonas de secagem que são seguidas por uma zona de pré-aquecimento e uma zonas de queima, a última sendo em grande parte responsável pelo processo de peletização. Posteriormente, a grelha móvel geralmente passa por uma ou mais zonas de resfriamento, em que o resfriamento ativo é normalmente realizado pela passagem de um fluxo de gás de resfriamento através do material a granel. Da mesma forma, é comum passar um fluxo de gás (por exemplo, que consiste em ar ou outro gás de processo) através do material a granel na zona de secagem, pré-aquecimento e/ou queima. O fluxo de gás pode servir para permitir uma secagem ou aquecimento mais eficaz ou para fornecer suprimento de oxigênio para a combustão de um combustível de aquecimento (sólido, líquido ou gasoso).

[004] A fim de direcionar de forma adequada o fluxo de gás através do material a granel e para selar as diferentes zonas umas contra as outras e contra a atmosfera externa, uma série de caixas de vento são fornecidas sob a grelha móvel e uma cobertura é fornecida acima da grelha móvel. As caixas de vento e a cobertura são conectadas de uma maneira (mais ou menos) compacta a gás com a grelha móvel. Normalmente, há pelo menos uma caixa de vento para cada uma das zonas mencionadas acima e a cobertura é dividida em diferentes seções que correspondem às zonas. Cada uma das caixas de vento e cada uma das seções da cobertura podem ser conectadas a pelo menos um duto ou canal para introdução ou remoção de gás. O fluxo de gás através de tal canal é normalmente intensificado por um ou vários ventiladores.

[005] A fim de aquecer de forma mais eficaz o material na zona de pré- aquecimento ou queima e economizar energia, é comum conectar pelo menos uma dessas zonas com uma zona de resfriamento através de um duto de recuperação, através do qual o gás de resfriamento usado (que tem uma temperatura de, por exemplo, cerca de 400 ºC) é guiado para a zona de pré-aquecimento ou queima. De acordo com um projeto conhecido na técnica, o duto de recuperação é integrado em uma parte mais superior da cobertura ou está disposto acima da cobertura. O gás é introduzido na zona de queima através de um ou mais dutos de conexão. Muitas vezes, esses dutos compreendem uma câmara de combustão com queimadores horizontais em que o gás é aquecido desde sua temperatura já elevada para a temperatura necessária para realizar o processo de secagem ou peletização, respectivamente. A maioria das câmaras e dutos são protegidos por um forro interno refratário para isolamento térmico e a fim de resistir a temperaturas elevadas por um período de tempo estendido.

[006] Um sério problema de máquinas de endurecimento conhecido na técnica é a duração e frequência dos tempos de desligamento que são necessários devido aos danos do material refratário. Muitos desses danos não são causados pelas temperaturas elevadas como tal. Em vez disso, o pó, que é transportado pelo fluxo de gás para o duto de recuperação e posteriormente para a câmara de combustão, é acumulado e derretido ou seco pelas temperaturas elevadas para formar escória que parcialmente adere à forração refratária. À medida que a escória sofre mudanças de temperatura levando à expansão e contração, as forças coincidentes no material refratário causam danos. Isso exige um desligamento a frio da máquina de endurecimento a fim de remover a escória e reparar a forração refratária. Esse é um processo bastante demorado que leva a custos adicionais e diminui a produtividade da usina.

PROBLEMA TÉCNICO

[007] É, portanto, um objeto da presente invenção reduzir o tempo de desligamento geral de uma máquina de endurecimento. Esse objetivo é resolvido por uma máquina de endurecimento de acordo com a reivindicação 1.

DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO

[008] A invenção fornece uma máquina de endurecimento com um novo projeto de uma cobertura de endurecimento, também denominada como cobertura PhilAnt. A máquina compreende uma grelha móvel para transportar o material a granel ao longo de uma direção de transporte de uma zona de aquecimento para aquecer o material para uma zona de resfriamento para resfriar o material por gás de resfriamento. A seguir, a direção de transporte, bem como a direção oposta, também são denominadas como direção "longitudinal". A grelha móvel, é claro, compreende uma cadeia sem fim de carros de paletes que se movem ao longo dos trilhos. Na máquina de endurecimento, as pellets de minério de ferro são secas e/ou queimadas expondo- as a uma temperatura apropriadamente alta. Nesse caso, o material a granel consiste em pellets de minério de ferro “verdes”. Em geral, a grelha móvel opera ao longo de uma direção de transporte ao longo de pelo menos duas zonas diferentes, a saber, a zona de aquecimento e a zona de resfriamento. De maneira geral, a zona de aquecimento é uma zona em que o calor é transferido para o material a granel. Isso pode se referir a uma zona de secagem (que tem temperaturas moderadamente altas de, por exemplo, 300 ºC a 400 ºC), mas geralmente se refere a um pré-aquecimento ou zona de queima (que tem temperaturas altas, por exemplo, entre 900 ºC e 1400 ºC). Deve-se entender que a zona de aquecimento não tem que ser a primeiro zona ao longo da direção de transporte e que também pode haver pelo menos uma zona adicional entre a zona de aquecimento e a zona de resfriamento. Dessa maneira, o material a granel é transportado da zona de aquecimento para a zona de resfriamento, onde é resfriado por gás de resfriamento. Nesse contexto, “gás de resfriamento" normalmente se refere ao ar comum, mas em um sentido mais amplo refere-se a qualquer gás ou mistura de gases que é usado para resfriar o material a granel. Normalmente, o gás de resfriamento se encontra em torno da temperatura ambiente antes de entrar em contato com o material a granel, mas depois pode ter uma temperatura de várias centenas de graus Celsius. De preferência, o gás de resfriamento é aplicado como um fluxo de gás crescente que flui através do material a granel.

[009] A máquina de endurecimento compreende ainda uma cobertura disposta sobre a grelha móvel que tem uma primeira seção de cobertura na zona de aquecimento e uma segunda seção de cobertura na zona de resfriamento. Geralmente, a primeira e segunda seções de cobertura são conectadas diretamente ou por outra seção intermediária da cobertura. Normalmente, a cobertura cobre pelo menos uma grande parte da grelha móvel por cima de uma maneira mais ou menos compacta a gás. Além disso, diferentes zonas que têm diferentes temperaturas são normalmente separadas por paredes de separação ou cortinas que, pelo menos, minimizam qualquer troca gasosa. Consequentemente, mesmo se a primeira e segunda seções de cobertura forem diretamente conectadas entre si, seus volumes internos são normalmente separados contra a troca gasosa. A largura da cobertura geralmente corresponde mais ou menos à largura da própria grelha móvel. A fim de resistir às elevadas temperaturas internas, a cobertura pode ter uma camada externa feita de metal e uma camada interna feita de material refratário, que também pode ser denominada como uma forração refratária.

[010] A máquina de endurecimento compreende ainda dois dutos de recuperação para guiar o gás de resfriamento usado da segunda seção de cobertura para a primeira seção de cobertura. O "gás de resfriamento usado" é, claramente, o gás de resfriamento que já foi usado para resfriar o material a granel e, portanto, tem uma temperatura elevada. Seu teor de energia relativamente alto é usado para facilitar ou intensificar o aquecimento do material a granel na zona de aquecimento. Deve-se entender que além dos dois dutos de recuperação, a zona de aquecimento pode ser conectada a outras fontes de gás. Os dutos de recuperação normalmente têm uma camada externa de metal e também podem compreender uma forração refratária. O mesmo se aplica a outros dutos que são descritos abaixo.

[011] A máquina de endurecimento compreende dois dutos de recuperação dispostos em lados opostos da cobertura PhilAnt. Cada um desses dutos de recuperação são lateralmente deslocados em relação à cobertura, de modo que um duto de recuperação esteja "no lado esquerdo" e o outro esteja "do lado direito". Os dutos de recuperação são conectados à segunda seção de cobertura por um duto coletor de gás em forma de V e à primeira seção de cobertura por pelo menos um duto de fornecimento de gás e tem uma pluralidade de aberturas de purga de pó disposta em uma região inferior para purgar o pó do duto de recuperação. Conforme observado acima, o duto coletor de gás tem uma forma de V ou bifurcada com uma metade alimentando um dos dutos de recuperação enquanto a outra está alimentando o outro duto de recuperação.

[012] Cada duto de recuperação é lateralmente deslocado, o que significa que está deslocado ao longo de uma direção horizontal perpendicular à direção de transporte. "Horizontal" e "vertical", nesse contexto, referem-se à direção da gravidade quando a máquina de endurecimento está em seu estado operacional. Em outras palavras, pelo menos uma parte do duto de recuperação não está disposta horizontalmente acima da cobertura. A posição vertical do duto de recuperação em relação à cobertura pode ser escolhida para ser superior, igual ou inferior à posição vertical da cobertura. Os dutos de recuperação são conectados à segunda seção de cobertura por um duto coletor de gás em forma de V. O duto coletor de gás, através do qual o gás de resfriamento usado flui da segunda seção de cobertura para o duto de recuperação, também pode compreender uma forração refratária. Além disso, o duto de recuperação é conectado à primeira seção de cobertura por pelo menos um duto de fornecimento de gás, normalmente por uma pluralidade de dutos de fornecimento de gás. Esse dutos de fornecimento de gás são usados para fornecer ou introduzir gás proveniente da segunda seção de cobertura para a primeira seção de cobertura. Normalmente, cada duto de fornecimento de gás tem uma forração refratária.

[013] Embora os dutos de recuperação sejam usados para guiar o gás e, portanto, tenham um invólucro externo amplamente compacta a gás, cada duto de recuperação tem pelo menos uma, normalmente uma pluralidade de aberturas de purga de pó dispostas em uma região inferior. No contexto da invenção, essa região inferior do duto de recuperação descreve em particular a parte mais inferior, isto ‘,e, o "fundo" do duto de recuperação. Como o pó é transportado pelo fluxo de gás para o duto de recuperação, a maior parte desse pó mais cedo ou mais tarde se deposita pelo menos temporariamente na região inferior. Devido à presença da(s) abertura(s) de purga de pó, qualquer pó que entre na abertura é purgado no duto de recuperação, normalmente pela força da gravidade. Cada abertura de purga leva a um espaço fora do duto de recuperação, a cobertura, o duto de fornecimento de gás e o duto coletor de gás. Embora algum gás também possa sair do duto de recuperação através da respectiva abertura de purga, essa quantidade pode ser mantida pequena ou mesmo desprezível em comparação à quantidade total de fluxo de gás através do duto de recuperação. Um caminho através da abertura de purga de pó para fora do duto de recuperação pode ser fechável por uma válvula, por exemplo, uma válvula de duplo pêndulo ou uma válvula de duplo cone, a fim de evitar vazamentos desnecessários de gás. Tal válvula pode, pode exemplo, ser disposta dentro ou abaixo da abertura de purga de pó, por exemplo, em um duto de purga (observar também abaixo) ao qual está conectado. A área de corte transversal da abertura de purga individual pode ser bastante pequena, por exemplo, entre 1% e 5% da área de corte transversal (interna) do duto de recuperação, mas também pode ser maior. Pela presença das aberturas de purga de pó, o acúmulo do pó dentro do duto de recuperação e do(s) duto(s) de fornecimento de gás é evitado ou pelo menos consideravelmente reduzido. O mesmo se aplica para a formação de escória, pelo que os danos à forração refratária causados pela expansão e contração da escória também são reduzidos. Portanto, o tempo geral de desligamento pode ser reduzido e o tempo operacional total é melhorado.

[014] Nesse contexto, o duto de fornecimento de gás e o duto coletor de gás podem ser considerados uma parte do duto de recuperação e, é portanto, concebível que pelo menos uma abertura de purga de pó esteja disposta em um duto de fornecimento de gás ou um duto coletor de gás.

[015] De preferência, a máquina de endurecimento compreende meios para coletar o pó purgado do duto de recuperação. Esse meios podem ser vasos que estão posicionados de forma estacionária para coletar o pó que sai do duto de recuperação através da abertura de purga. Por exemplo, quando o vaso individual está cheio, pode ser substituído por um vaso vazio ou esvaziado enquanto permanece na posição. Esses meios para coletar pó também poderiam compreender um dispositivo de transporte, uma correia transportadora ou semelhante, que coleta o pó e transporta para uma localização desejada. Geralmente, o pó pode ser reusado, por exemplo, a fim de forma novos pellets ou outros métodos de reciclagem como briquetes ou outros. Assim, a reintrodução do pó na linha de processo pode ser realizada de forma automática ou pelo menos parcialmente automática.

[016] Embora seja possível que cada abertura de purga seja diretamente conectada ao exterior, é preferível que um duto de purga seja conectado a cada abertura de purga. A fim de facilitar o movimento gravitacional do pó, é preferível que o duto de purga se estenda para baixo, em verticalmente. Uma extremidade inferior do duto de purga pode ser posicionada acima ou dentro dos meios acima mencionados para coletar o pó, o que reduz o risco de pó poluir os arredores da máquina de endurecimento.

[017] Embora os meios para aquecer o material na zona de aquecimento não sejam restritos dentro do escopo da invenção, é preferível que a máquina de endurecimento compreenda uma pluralidade de queimadores para aquecer o material na zona de aquecimento, cujos queimadores são direcionados para baixo. Esses queimadores podem ser adaptados para queimar qualquer tipo de combustível gasoso, líquido ou mesmo sólido (por exemplo, carvão). "Direcionado para baixo" significa que cada queimador é adaptado para produzir uma chama que tem um componente de movimento para baixo. Essa modalidade pode evitar problemas associados a queimadores direcionados horizontalmente, como superaquecimento da forração refratária ou flexão dos queimadores sob a influência do calor e da gravitação. Além disso, queimadores direcionados para baixo leva a uma distribuição de calor melhorada sobre o leito de pellet e pode evitar a necessidade de redirecionar a chama do queimador. Pode-se observar que essas são as principais causas para realmente danificar o refratário em coberturas de queima de última geração e abaixadores (potes de queima),

[018] De acordo com uma modalidade, pelo menos alguns queimadores são direcionados verticalmente para baixo. Alternativamente ou adicionalmente, pelo menos alguns queimadores são direcionados obliquamente para a direção vertical. Se os queimadores forem direcionados obliquamente, eles podem ser inclinados na direção a uma direção de um fluxo de gás pretendido a fim de suportar esse fluxo de gás.

[019] Pelo menos alguns queimadores podem ser dispostos na segunda seção de cobertura. Nesse caso, esses queimadores são normalmente montados no teto, isto é, a parte mais superior da segunda seção de cobertura. Eles podem ser direcionados verticalmente para baixo e/ou eles podem ser inclinados longitudinalmente. Alternativamente ou adicionalmente, pelo menos alguns queimadores podem ser dispostos em pelo menos um duto de fornecimento de gás. A última opção corresponde a um aquecimento indireto do material a granel, enquanto a primeira opção pode compreender um aquecimento direto, onde as chamas dos queimadores são direcionadas para o próprio material a granel. Os queimadores no duto de fornecimento de gás são normalmente inclinados, pelo menos, lateralmente (a fim de suportar um fluxo de gás em direção à cobertura), mas também adicionalmente podem ser longitudinalmente. Além disso, pelo menos um queimador pode ser disposto no duto coletor de gás em forma de V. Esse pelo menos um queimador também pode ser longitudinalmente inclinado e, opcionalmente inclinado lateralmente. Um queimador no duto coletor de gás pode ser empregado principalmente durante um período de aquecimento da máquina de endurecimento após uma partida a frio e pode ser desligado após a operação normal. Além disso, pelo menos alguns queimadores podem ser dispostos em pelo menos um duto de recuperação. Esses queimadores também podem ser empregados principalmente durante um período de aquecimento. Os queimadores podem ser instalados em diferentes padrões de disposição em área definidas para garantir a entrada de energia específica. Com diferentes padrões e controle do queimador, um perfil de temperatura harmonizado pode ser obtido sobre o leito do material.

[020] Uma vez que cada de recuperação é deslocado lateralmente (e opcionalmente deslocado verticalmente) em relação à cobertura, é possível alinhar os dutos de fornecimento de gás perpendicularmente em relação à direção de transporte. Dependendo, por exemplo, da posição vertical do duto de recuperação, cada duto de fornecimento de gás pode ser alinhado horizontalmente ou em declive. No entanto, a fim de facilitar e intensificar o fluxo de gás da segunda seção de cobertura para a primeira seção de cobertura, pode ser vantajoso se pelo menos um duto de fornecimento de gás estiver alinhado obliquamente à direção de transporte. Em particular, a partir da segunda seção de cobertura, o respectivo duto de fornecimento de gás pode ser inclinado na direção em que a primeira seção de cobertura está localizada, que é a direção pretendida geral do fluxo de gás. "Alinhado obliquamente inclui modalidades em que o duto de fornecimento de gás é reto, bem como modalidades em que o duto de fornecimento de gás é dobrado ou curvo.

[021] Da mesma forma, o duto coletor de gás em forma de V pode ser alinhado obliquamente à direção de transporte.

[022] De acordo com uma modalidade, os dutos de alimentação dos dois dutos de recuperação estão dispostos separadamente uns dos outros e podem ser conectados em lados opostos da primeira seção de cobertura. Essa modalidade pode ser empregada em particular se a posição vertical dos dutos de recuperação corresponder em grande parte à da cobertura. De acordo com outra modalidade, pelo menos um duto de fornecimento de gás é uma conexão em T entre os dutos de recuperação e a primeira seção de cobertura. Em outras palavras, os "braços do T" são conectados aos dutos de recuperação, enquanto a "base do T" é conectada à primeira seção de cobertura.

[023] Conforme mencionado acima, cada duto de recuperação é, de preferência, conectado à primeira seção de cobertura através de uma pluralidade de dutos de fornecimento de gás. Esses dutos de fornecimento de gás são normalmente dispostos sequencialmente ao longo da direção de transporte. Isso significa que o fluxo total de gás que passa incialmente pelo duto de recuperação é dividido em fluxos de gás parciais que passam pelos dutos de fornecimento de gás individuais. Isso também significa que a vazão que passa pelo duto de recuperação diminui à medida que o gás é desviado por cada um como duto de fornecimento. Se o corte transversal (isto é, a área de corte transversal) do duto de recuperação for constante por todo o seu comprimento, isso levaria a diferenças consideráveis na velocidade do gás. A fim de evitar isso, é preferível que um corte transversal de pelo menos um duto de recuperação aumente em direção ao duto coletor de gás em forma de V. Normalmente, o corte transversal aumenta em etapas, de modo que o duto de recuperação possa compreender, por exemplo, uma primeira seção com um pequeno corte transversal, uma segunda seção com um corte transversal intermediário e uma terceira seção com um grande corte transversal. Adicionalmente, os dutos de fornecimento de gás podem ter um projeto aerodinâmico otimizado.

[024] Uma vez que cada duto de recuperação é deslocado lateralmente em relação à cobertura, é possível acessar individualmente qualquer da máquina de endurecimento seletivamente por cima. Além disso, conforme mencionado acima, o duto de recuperação pode ser disposto em uma posição vertical semelhante à da cobertura, isto é, o duto de recuperação e a cobertura podem estar aproximadamente na mesma posição vertical. Essas circunstâncias podem ser utilizadas para facilitar a construção e manutenção. Em uma modalidade preferida, a máquina de endurecimento compreende um guincho que é posicionável acima da cobertura e acima de cada duto de recuperação. O guincho (por exemplo, um guindaste), que pode ser dotado de um sistema de vigas de guincho horizontais para permitir o reposicionamento, pode ser usado para acessar seletivamente a cobertura ou o pelo menos um duto de recuperação de cima. Em particular, tal guincho pode ser permanentemente disposto dentro de um edifício da máquina de endurecimento.

[025] Para facilitar ainda mais a construção e manutenção, é preferível que pelo menos um duto de recuperação compreenda uma pluralidade de segmentos de dutos sucessivos ao longo do seu comprimento, que são dispostos para troca individual. Esses segmentos de duto podem ser pré-fabricados incluindo uma forração refratária e podem então ser instalados e conectados uns aos outros no local da máquina de endurecimento. Os segmentos de duto podem ser movidos para dentro ou para fora da posição por um guincho conforme descrito acima. Deve-se entender que o uso de tais segmentos de duto diminui o tempo de construção e o tempo de desligamento necessário para manutenção. Os segmentos de duto são dispostos para troca individual, o que significa que é possível remover e substituir um segmento de duto sem remover os segmentos de duto vizinhos. Pelo menos alguns dos segmentos de duto podem ser idênticos, o que também ajuda a facilitar a construção inicial ou troca dos segmentos de duto. De acordo com um exemplo, os segmentos de duto podem ser seções de tubo de um determinado comprimento e que tem um corte transversal circular. Adicionalmente ou alternativamente, pelo menos um duto de fornecimento de gás e/ou o duto coletor de gás pode compreender uma pluralidade de elementos sucessivos ao longo de seu comprimento, que são dispostos para troca individual.

[026] Às vezes é desejável ter um acesso rápido ao interior do duto de recuperação. Esse pode ser o caso se um resfriamento rápido do interior do duto de recuperação for necessário ou se uma inspeção do interior precisar ser realizada. Em tal situação, pode ser muito demorado remover um dos segmentos de duto longitudinalmente sucessivos. Isso pode ser levado em consideração por uma modalidade em que pelo menos um duto de recuperação compreende dois segmentos de duto dispostos para separação transversal. Esses segmentos de duto também podem ser referidos como meios tubos ou geralmente tubos parciais. Em particular, um dos segmentos de duto podem ser dispostos sobre o outro e esse segmento de duto superior pode ser removido individualmente. A direção da separação é transversal à direção em que o duto de recuperação se estende. Em particular, essa pode ser uma direção vertical, de modo que um elemento possa ser levantado de outro elemento.

[027] Semelhante ao duto de recuperação, a cobertura pode compreender uma pluralidade de segmentos de cobertura dispostos para troca individual. Isso pode se referir, em particular, à primeira seção de cobertura, que está sujeita às condições de temperatura mais extremas da zona de aquecimento e, é portanto, mais provável que precise de manutenção ou reparo. No presente documento também, cada segmento de cobertura pode ser pré-fabricado incluindo uma forração refratária. Durante a construção, os segmentos de cobertura individuais são conectados de forma que seja possível remover e substituir um segmento de cobertura sem mover os segmentos de cobertura vizinhos.

[028] Por várias razões, pode ser desejável influenciar o fluxo de gás dentro do duto de recuperação ou dos dutos de fornecimento de gás. Por exemplo, o desempenho da máquina de endurecimento durante a operação pode ser influenciado se uma parte da zona de aquecimento for fornecida com mais ou menos gás de resfriamento usado da zona de resfriamento. É até concebível bloquear completamente o fluxo de gás para dentro e para fora de uma determinada parte do sistema, a fim de realizar inspeção ou manutenção enquanto as outras partes da máquina de endurecimento ainda estão em operação. Para qualquer um desses fins, é preferível que pelo menos um duto de recuperação e/ou pelo menos um duto de fornecimento de gás compreenda um elemento de válvula para influenciar um fluxo de gás.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[029] As modalidades preferenciais da invenção serão agora descritas, a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma máquina de endurecimento com uma cobertura PhilAnt de acordo com uma primeira modalidade da invenção; A Figura 2 é uma vista superior da máquina de endurecimento da Figura 1; A Figura 3 é uma vista lateral em corte da máquina de endurecimento da Figura 1; A Figura 4 é uma vista frontal em corte da máquina de endurecimento da Figura 1; A Figura 5 é uma vista frontal em corte de uma máquina de endurecimento de acordo com uma segunda modalidade; A Figura 6 é uma vista superior em corte de uma parte de uma máquina de endurecimento de acordo com a terceira modalidade; A Figura 7 é uma vista superior de uma parte de uma máquina de endurecimento de acordo com uma quarta modalidade; A Figura 8 é uma vista superior de uma parte de uma máquina de endurecimento de acordo com uma quinta modalidade; e A Figura 9 é uma vista frontal em corte de uma máquina de endurecimento de acordo com uma sexta modalidade.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[030] As Figuras 1-4 mostram uma máquina de endurecimento 1 de acordo com uma primeira modalidade da invenção. A máquina de endurecimento compreende dois trilhos 3 de uma grelha móvel 2, em que uma pluralidade de carros de paletes 22 formam uma corrente de grelha móvel sem fim. Debaixo de um reservatório superior da grelha móvel 2, uma pluralidade de caixas de vento 4 são dispostas, que são conectadas aos carros de paletes de uma maneira compacta a gás. Uma cobertura 7 é disposta acima da grelha móvel 2 que forma uma vedação pelo menos amplamente compacta a gás acima da grelha móvel 2. A grelha móvel 2 é adaptada para transportar pellets de minério de ferro ao longo de uma sequência de zonas da máquina de endurecimento 1 e, em particular, a partir de uma zona de queima 5, onde a secagem dos pellets verdes é realizada, ao longo de uma direção de transporte T para uma zona de resfriamento 6. O processo de secagem é realizado sob uma primeira seção de cobertura 8 da cobertura 7. Na zona de resfriamento 6, os pellets secos são resfriados por um fluxo de gás ascendente que é introduzido através de caixas de vento 4, passa através da grelha móvel 2 e entra na cobertura 7, ou mais especificamente, uma segunda seção de cobertura 9. Conforme indicado na Figura 3, a primeira seção de cobertura 8 e a segunda seção de cobertura 9 são separadas por uma parede de vedação 10 que se estende verticalmente.

[031] Dois dutos de recuperação 11 são dispostos lateralmente deslocados em relação à cobertura 7. Conforme pode ser observado especialmente na Figura 4, cada duto de recuperação é disposto em uma posição vertical semelhante à da cobertura

7. Os dutos de recuperação 11 são dispostos em lados opostos da cobertura 7 e projetados simetricamente. Cada um deles está conectado à primeira seção de cobertura 8 por uma pluralidade de dutos de fornecimento de gás 14, que estão alinhados horizontalmente e transversalmente à direção de transporte T. Além disso, ambos os dutos de recuperação 11 são conectados à segunda seção de cobertura 9 por um duto coletor de gás em forma de V 15. A função dos dutos de recuperação 11 é guiar o gás de resfriamento usado da segunda seção de cobertura 9 para a primeira seção de cobertura 8. O respectivo fluxo de gás pode ser estabelecido ou intensificado por ventiladores com os quais não são mostrados nas Figuras.

[032] Como uma parte do fluxo de gás sai através de cada duto de fornecimento de gás 14, o fluxo de total gás através do duto de recuperação 11 diminui a partir da segunda seção de cobertura 9 ao longo do comprimento da primeira seção de cobertura 8. Isso é levado em consideração reduzindo-se o corte transversal do duto de recuperação 11 em etapas. Uma primeira parte tem um diâmetro maior, uma segunda parte tem um diâmetro intermediário e uma terceira parte tem um diâmetro menor. Portanto, embora a taxa de fluxo diminua significativamente, a velocidade do fluxo de gás diminui apenas moderadamente. Cada duto de recuperação 11 é em forma de tubo com um corte transversal circular, conforme pode ser observado na Figura 4.

[033] Além das aberturas em direção ao duto coletor de gás 15 e os dutos de fornecimento de gás 14, compreende uma pluralidade de aberturas de purga 16 dispostas em uma região inferior 11.1 do duto de recuperação 11. De cada abertura de purga 16 origina-se um duto de purga 17 que se estende verticalmente para baixo. Uma válvula 24, por exemplo, uma válvula de aba de pêndulo duplo ou uma válvula de cone duplo, é disposta em cada duto de purga 17 a fim de evitar vazamento de gás desnecessário através do duto de purga 17. O corte transversal de cada duto de purga 17 pode ser muito menor do que o corte transversal do duto de recuperação 11 que ajuda ainda a reduzir a quantidade de gás que pode sair através do duto de purga 17. À medida que o gás de resfriamento usado é guiado através do duto de recuperação 11, ele é carregado com uma quantidade considerável de pó, que poderia se depositar no duto de recuperação 11 e os dutos de fornecimento de gás 14. Isso é amplamente evitado pela presença das aberturas de purga 16 através das quais o pó é purgado por atração gravitacional do duto de recuperação 11. As válvulas 24 podem ser abertas intermitentemente para permitir que o pó caia para baixo através do duto de purga 17. Uma caixa 18 é disposta na extremidade inferior de cada duto de purga 17 para coletar o pó do duto de recuperação 11. Em vez de caixas 18 colocadas sob os dutos de purga 17, um sistema de transporte também poderia ser usado para transportar o pó para um local desejado. Por exemplo, o pó poderia ser reusado na produção de novos pellets ou outros métodos de reciclagem como briquetes ou outros.

[034] Conforme mostrado na vista de corte transversal da Figura 4, a cobertura 7 tem um corte transversal retangular na primeira seção de cobertura 8, enquanto os dutos de recuperação 11 têm um corte transversal circular. Cada um desses elementos tem um invólucro externo feito de metal com uma forração interna de material refratário. A fim de facilitar a construção e manutenção da máquina de endurecimento 1, tanto a cobertura 7 quanto os dutos de recuperação 11 consistem em uma pluralidade de segmentos de duto 13 que são dispostos para troca individual. Da mesma forma, os dutos de fornecimento de gás 14 e o duto coletor de gás 15 pode compreender um pluralidade de segmentos de duto que são dispostos para troca individual. Em outras palavras, é possível remover e substituir um único segmento de duto 13 sem remover os segmentos de duto vizinhos. A Figura 4 mostra a título de exemplo um segmento de duto 13 de um duto de recuperação 11 que está movido por um guincho 19 que é montado acima da cobertura 7 e os dutos de recuperação 11. Uma vez que os dutos de recuperação 11 estão dispostos ao lado da cobertura 7 em aproximadamente a mesma posição vertical, uma viga de guincho 20 do guincho 19 pode ser posicionada em uma altura relativamente baixa. Portanto, o guincho 19 pode ser facilmente colocado dentro de um edifício 24 da máquina de endurecimento 1.

[035] Na modalidade mostrada nas Figuras 1 - 4, o calor necessário para secar os pellets na zona de queima 5 é gerado por uma pluralidade de queimadores 23 que são montados no teto da primeira seção de cobertura 8. Os queimadores 14 são direcionados verticalmente para baixo.

[036] A Figura 5 mostra uma vista frontal em corte transversal de uma segunda modalidade de uma máquina de endurecimento 1 que é amplamente idêntica à primeira modalidade. Nesse caso, no entanto, os queimadores 23 são montados nos dutos de fornecimento de gás 14 e são direcionados obliquamente na direção vertical V. Em particular, eles são inclinados em direção a direção pretendida do fluxo de gás, isto é, em direção à cobertura 7. Isso pode ajudar a suportar ou intensificar o fluxo de gás. Deve-se observar que os queimadores 23 poderiam, alternativamente, ser direcionados verticalmente para baixo enquanto são montados nos dutos de alimentação 14.

[037] A Figura 6 é uma vista superior em corte transversal de uma parte de uma máquina de endurecimento 1 de acordo com uma terceira modalidade, que é amplamente idêntica à primeira modalidade. Nessa modalidade, uma pluralidade de elemento de válvulas móveis 21 são fornecidos no duto de recuperação 11 e os dutos de fornecimento de gás 14. Com o uso desses elementos de válvula, o fluxo de gás pode ser bloqueado, reduzido ou redirecionado de uma maneira desejada.

[038] A Figura 7 é uma vista superior em corte transversal de uma parte de uma máquina de endurecimento 1 de acordo com uma quarta modalidade, que difere da primeira modalidade em que os dutos de fornecimento de gás 14 não estão alinhados perpendicularmente à direção de transporte T, mas obliquamente. Em outras palavras, os dutos de fornecimento de gás 14 são inclinados em direção a direção de transporte T, de modo que o fluxo de gás do duto de recuperação 11 apenas tenha que sofrer uma pequena mudança de direção à medida que entra no duto de fornecimento de gás 14. Isso também pode ajudar a aumentar o fluxo de gás.

[039] A Figura 8 é uma vista superior em corte transversal de uma parte de uma máquina de endurecimento 1 de acordo com uma quinta modalidade, que é amplamente idêntica à quarta modalidade, mas tem uma configuração especial dos queimadores 23. Um queimador 23 é disposto em ambos os lados do duto coletor de gás 15. O queimador 23 é inclinado lateralmente bem como longitudinalmente. Além disso, vários queimadores alinhados verticalmente 23 são dispostos em cada duto de recuperação 11 ou cobertura 7. Todos esses queimadores 23 podem ser ligados apenas durante uma fase de aquecimento após uma partida a frio da máquina de endurecimento 1. Além disso, uma pluralidade de queimadores 23 são dispostos nos dutos de fornecimento de gás 14. Esses também são inclinados lateralmente e longitudinalmente, principalmente a fim de intensificar um fluxo de gás durante a operação normal da máquina de endurecimento. Deve-se entender que a configuração do queimador mostrada no presente documento pode ser usada com adaptação mínima em qualquer uma da primeira, segunda ou terceira modalidade.

[040] A Figura 9 é uma vista frontal em corte transversal de uma máquina de endurecimento 1 de acordo com uma sexta modalidade. No presente documento, os dutos de recuperação 11 também são deslocados lateralmente em relação à cobertura 7, mas estão dispostos consideravelmente mais altos do que na primeira modalidade. Além disso, a forma dos dutos de fornecimento de gás 14 é diferente. Em particular, cada duto de fornecimento de gás 14 é uma junção em T que conecta os dutos de recuperação 11 e a cobertura 7 entre si. Além disso, a título de exemplo, um segmento de cobertura 13 da cobertura 7 é mostrado que está sendo movido por um guincho 19 que é montado acima da cobertura 7 e os dutos de recuperação 11. LEGENDA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA: 1 máquina de endurecimento 2 grelha móvel 3 trilho 4 caixa de vento 5 zona de queima 6 zona de resfriamento 7 cobertura 8 primeira seção de cobertura 9 segunda seção de cobertura 10 parede de vedação 11 duto de recuperação

11.1 região inferior 12 segmento de cobertura 13 segmento de duto 14 duto de fornecimento de gás 15 duto coletor de gás 16 abertura de purga 17 duto de purga 18 caixa 19 guincho 20 viga de guincho 21 elemento de válvula 22 carro de palete 23 queimador 24 válvula

T direção de transporte V direção vertical

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Máquina de endurecimento (1) caracterizada por compreender ● uma grelha móvel (2) para transportar material a granel ao longo de uma direção de transporte (T) de uma zona de aquecimento (5) para aquecer e/ou secar o material para uma zona de resfriamento (6) para resfriar o material através de gás de resfriamento; ● uma cobertura (7) disposta sobre a grelha móvel (2) que tem uma primeira seção de cobertura (8) na zona de aquecimento (5) e uma segunda seção de cobertura (9) na zona de resfriamento (6); e ● dois dutos de recuperação (11) para guiar o gás de resfriamento usado da segunda seção de cobertura (9) para a primeira seção de cobertura (8), em que os dutos de recuperação (11) estão dispostos em lados opostos da cobertura (7), são lateralmente deslocados em relação à cobertura (7), e estão conectados à segunda seção de cobertura (9) por um duto coleto de gás em forma de V (15) e cada duto de recuperação (11) é conectado à primeira seção de cobertura (8) por pelo menos um duto de fornecimento de gás (14) e tem pelo menos uma abertura de purga de pó (16) disposta na parte mais inferior (11.1) do duto de recuperação (11) para purgar o pó do duto de recuperação (11).

2. Máquina de endurecimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender meios (18) para coletar o pó purgado do duto de recuperação (11).

3. Máquina de endurecimento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por um duto de purga (17) estar conectado a cada abertura de purga (16).

4. Máquina de endurecimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por compreender uma pluralidade de queimadores (23) para aquecer o material na zona de aquecimento (5), cujos queimadores (23) estão direcionados para baixo.

5. Máquina de endurecimento, de acordo com a reivindicação 4,

caracterizada por pelo menos alguns queimadores (23) serem direcionados verticalmente para baixo e/ou pelo menos alguns queimadores (23) serem direcionados obliquamente em relação à direção vertical (V).

6. Máquina de endurecimento, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada por pelo menos alguns queimadores (23) estarem dispostos na segunda seção de cobertura (9), pelo menos alguns queimadores (23) estarem dispostos em pelo menos um duto de fornecimento de gás (14) e/ou pelo menos um queimador (23) estar disposto em pelo menos um duto coletor de gás (15).

7. Máquina de endurecimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por pelo menos um duto de fornecimento de gás (14) estar alinhado obliquamente relação à direção de transporte (T).

8. Máquina de endurecimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por pelo menos um duto de fornecimento de gás (14) ser uma conexão T entre os dutos de recuperação (11) e a primeira seção de cobertura.

9. Máquina de endurecimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por um corte transversal de pelo menos um duto de recuperação (11) aumentar em direção ao pelo menos um duto coletor de gás (15).

10. Máquina de endurecimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por pelo menos um duto de recuperação (11) compreender uma pluralidade de segmentos de dutos sucessivos (13) ao longo do seu comprimento, que estão dispostos para troca individual.

11. Máquina de endurecimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por a cobertura (7) compreender uma pluralidade de segmentos de cobertura (12) dispostos para troca individual.

12. Máquina de endurecimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada por pelo menos um duto de recuperação (11) e/ou pelo menos um duto de fornecimento de gás (14) compreender um elemento de válvula (21) para influenciar o fluxo de gás.

13. Máquina de endurecimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada por compreender um guincho (19) posicionável acima da cobertura (7) e acima de cada duto de recuperação (11).