BR112021025629B1 - Ferramenta de condição de placa, kit de peças e método de operação da ferramenta de condição de placa - Google Patents

Abstract

FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA, KITS DE PEÇAS E MÉTODOS DE OPERAÇÃO DA FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA. Ferramenta de condição de placa (3) para a medição de dados de condição de placas de válvula de gaveta deslizante (2u, 2L, 2m) acopladas à válvula de gaveta deslizante (2) um vaso metalúrgico (1), como uma panela, a dita válvula de gaveta deslizante (2) compreendendo um bico coletor (2n), a dita ferramenta de condição de placa (3) compreendendo: a) um corpo principal (4) compreendendo um obturador (5) para obturar pelo menos parcialmente o bico coletor (2n); b) um dispositivo de injeção de gás compreendendo um regulador de pressão (6) para injetar um gás no bico coletor (2n) através do obturador (5) a uma pressão alvo; c) um dispositivo de medição de fluxo de gás (7) para medir o fluxo do gás injetado pelo dispositivo de injeção de gás ou um dispositivo de medição de pressão para medir a pressão de gás no bico coletor (2n); d) um controlador (8) sendo comunicativamente conectado ao dispositivo de medição de fluxo de gás (7) ou ao dispositivo de medição de pressão e sendo configurado para receber dados de entrada relativos à posição relativa das placas de válvula de gaveta deslizante (2u, 2L, 2m); e em que o (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a uma ferramenta para a medição de dados de condição de placas de válvula de gaveta deslizante de um vaso metalúrgico, como uma panela.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] As válvulas de gaveta deslizante são conhecidas desde 1883. Válvulas de gaveta deslizante são usadas para controlar o fluxo de metal fundido vazado de um vaso metalúrgico à montante em um vaso à jusante. Por exemplo, de um forno para uma panela, de uma panela para um distribuidor ou de um distribuidor a uma lingoteira. Por exemplo, US-A-0311902 ou US-A- 0506328 divulga válvulas de gaveta deslizante dispostas no fundo de uma panela de lingotamento, em que pares de placas de válvula de gaveta deslizante refratários providos com um furo passante são deslizados um em relação ao outro. Quando os furos de vazamento estão em registro ou parcialmente sobrepostos, o metal fundido pode escoar através da válvula de gaveta deslizante (o "canal de lingotamento" é aberto), enquanto, quando não há sobreposição entre os furos de vazamento, o fluxo de metal fundido é totalmente interrompido (o "canal de lingotamento" é fechado). A sobreposição parcial dos furos de vazamento permite a regulação do fluxo de metal fundido pelo estrangulamento da corrente de metal fundido. Embora as válvulas de gaveta deslizante tenham evoluído consideravelmente nas últimas décadas, o princípio permanece o mesmo, com uma placa deslizando em relação à outra para controlar o nível de sobreposição entre os furos passantes das duas placas.

[0003] As placas de válvula de gaveta deslizante são operadas em condições severas quando montadas em uma válvula de gaveta deslizante e se desgastam com o tempo, de modo que devem ser substituídas em intervalos regulares. Em intervalos regulares, o vaso metalúrgico é então esvaziado de seu conteúdo, afastado da instalação de lingotamento e verificado quanto a sinais de desgaste excessivo. A fim de avaliar a condição das placas deslizantes, incluindo o desgaste do furo e desgaste do caminho de estrangulamento, um operador pode simplesmente acionar a válvula de gaveta deslizante (da configuração aberta para fechada) e observar visualmente a condição das placas e do canal de lingotamento. Outra maneira consiste em inserir um aferidor mecânico, assim denominado “aferidor L”, no canal de lingotamento. Este aferidor é então acionado pelo operador na interface das placas deslizantes a fim de avaliar o estado de desgaste de suas superfícies deslizantes. Este método operado por humanos tem uma precisão fortemente dependente da experiência do operador e é intrinsecamente propenso a erros.

[0004] JP2008221271 divulga um aparelho e método em que um gás é injetado através do bico coletor (CNT) do canal de lingotamento de uma panela enquanto as placas da válvula de gaveta deslizante deslizam uma em relação à outra, uma placa deslizante deslizando em relação a uma placa fixa, da configuração de gaveta aberta para a configuração de gaveta fechada. O gás é injetado com o auxílio de uma mangueira de injeção através de um corpo principal do instrumento de medição. O corpo principal é vedado no bico graças a um material adesivo, como gaxeta resistente ao calor ou argamassa. O corpo principal também é conectado a uma mangueira de sucção para succionar o ar que retorna do bico. A pressão do ar enviado na mangueira de injeção é regulada por um regulador, enquanto a pressão do ar succionado na mangueira de sucção é monitorada por um sensor de pressão. Um controlador monitora ao mesmo tempo a pressão na mangueira de sucção e o estado de deslocamento da placa deslizante medidos por um instrumento de medição. O objetivo do controlador é detectar quando a pressão medida na mangueira de sucção coincide com a pressão do gás injetado na mangueira de injeção e a posição correspondente da placa deslizante. Esta posição da placa deslizante corresponde a um comprimento de fechamento L em que as placas deslizantes entraram na configuração de gaveta fechada porque não há mais uma sobreposição entre seus furos de vazamento. O controlador deduz o estado de desgaste do furo das placas deslizantes de tal comprimento de fechamento L.

[0005] Com o método descrito neste documento do estado da técnica, o estado de desgaste das placas deslizantes é resumido por um único valor, o comprimento de fechamento L. Mesmo que tal valor seja útil para determinar o alargamento dos furos de vazamento devido ao desgaste, o método não fornece uma maneira de avaliar mais globalmente o estado de desgaste das placas deslizantes. Nenhuma informação confiável pode ser deduzida, por exemplo, a respeito da erosão do caminho de estrangulamento das placas deslizantes, enquanto isso pode ser uma fonte de vazamento de metal fundido na válvula de gaveta deslizante. Além disso, o método deste documento do estado d técnica não fornece uma maneira de avaliar a qualidade da vedação entre o corpo principal do instrumento de medição e o bico coletor. A este respeito, a confiabilidade do método e aparelho supradescritos é limitada.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0006] É um objetivo da presente invenção fornecer um aparelho para a avaliação das placas de válvula de gaveta deslizante de um vaso metalúrgico, tal como uma panela. o aparelho deve fornecer medições confiáveis e ser capaz de avaliar globalmente o estado de desgaste das placas deslizantes.

[0007] A presente invenção é definida nas reivindicações independentes anexas. As realizações preferidas são definidas nas reivindicações dependentes. Em particular, a invenção se refere a uma ferramenta de condição de placa para a medição de dados de condição de placas de válvula de gaveta deslizante acopladas à válvula de gaveta deslizante de um vaso metalúrgico, tal como uma panela, a dita válvula gaveta compreendendo um bico coletor que se projeta de uma parede externa da dita válvula de gaveta deslizante ao longo de um eixo principal do bico coletor paralelo a um primeiro eixo X1' da válvula de gaveta deslizante, o dito primeiro eixo X1' da válvula de gaveta deslizante definindo um quadro ortonormal de referência junto com o segundo eixo X2 da válvula de gaveta deslizante, e terceiro eixo X3', a dita válvula de gaveta deslizante sendo capaz de alternar entre uma configuração aberta e fechada deslizando pelo menos duas placas de válvula de gaveta deslizante uma em relação à outra, o dito bico coletor estando em comunicação fluídica com um canal de lingotamento do dito vaso metalúrgico quando a dita válvula de gaveta deslizante está na configuração aberta, a dita ferramenta de condição de placa compreendendo: a) um corpo principal que compreende um obturador para obturar pelo menos parcialmente o bico coletor; b) um dispositivo de injeção de gás que compreende um regulador de pressão para injetar um gás no bico coletor através do obturador a uma pressão alvo; c) um dispositivo de medição de fluxo de gás para medir o fluxo do gás injetado pelo dispositivo de injeção de gás ou um dispositivo de medição de pressão para medir a pressão de gás no bico coletor; d) um controlador sendo comunicativamente conectado ao dispositivo de medição de fluxo de gás ou ao dispositivo de medição de pressão e sendo configurado para receber dados de entrada relativos à posição relativa das placas de válvula de gaveta deslizante; em que o obturador compreende um suporte de vedação para reter uma vedação de bico coletor, o dito suporte de vedação sendo móvel em relação ao dito corpo principal pelo menos ao longo de um eixo dianteiro X1 do dito corpo principal, o dito eixo dianteiro definindo um quadro ortonormal de referência do dito corpo principal junto com o segundo eixo X2 do corpo principal e o terceiro eixo X3, e em que: i. a ferramenta de condição de placa compreende um sistema de ancoragem para ancorar o corpo principal em uma porção de ancoragem do vaso metalúrgico ou no solo nas proximidades do vaso metalúrgico, em que a distância entre um ponto de referência do corpo principal e um ponto de referência da parede externa da válvula de gaveta deslizante não pode exceder uma distância máxima D_max em relação ao dito primeiro eixo X1' da válvula de gaveta deslizantequando o dito corpo principal é deslocado em relação à válvula de gaveta deslizante ao longo do dito primeiro eixo X1' da válvula de gaveta deslizante, ii. o sistema de ancoragem é configurado de modo que, quando o corpo principal é ancorado no vaso metalúrgico ou no solo nas proximidades do vaso metalúrgico, o suporte de vedação fica de frente para o bico coletor no plano X2'X3' da válvula de gaveta deslizante em que a vedação do bico coletor pode ser pressionada ao longo do eixo dianteiro X1 do corpo principal contra o bico coletor para obturar o dito bico coletor; e iii. a ferramenta de condição de placa compreende um atuador mecânico, o dito atuador mecânico sendo acoplado ao corpo principal e ao suporte de vedação, o dito atuador mecânico sendo configurado para mover o suporte de vedação em relação ao corpo principal, pelo menos ao longo do dito eixo dianteiro X1 do corpo principal, de modo a pressionar a vedação do bico coletor contra o bico coletor quando (i) o corpo principal está ancorado no vaso metalúrgico ou no solo nas proximidades do vaso metalúrgico e (ii) está localizado na distância máxima D_max.

[0008] Em uma realização vantajosa, o sistema de ancoragem compreende pelo menos uma haste de ancoragem se estendendo ao longo do eixo dianteiro X1 do corpo principal, a dita haste de ancoragem compreendendo uma extremidade distal e uma extremidade proximal, a dita extremidade proximal sendo fixada ao corpo principal, a dita haste de ancoragem compreendendo uma cabeça de ancoragem rotativa em sua extremidade distal, a dita cabeça de ancoragem sendo rotativa em torno do eixo dianteiro X1 do corpo principal para ser ancorada em uma passagem de ancoragem da válvula de gaveta deslizante.

[0009] Em uma realização vantajosa, o sistema de ancoragem compreende pelo menos um furo passante na parede frontal de um alojamento do corpo principal para receber um pino que se projeta para fora da parede externa da válvula de gaveta deslizante, o dito pino compreendendo pelo menos uma ranhura em sua superfície externa, o dito sistema de ancoragem compreendendo um elemento de acoplamento dentro do alojamento, o dito elemento de acoplamento compreendendo um perfil côncavo no plano X2X3 e sendo móvel em translação ao longo do dito eixo X2 ou ao longo do dito eixo X3 do corpo principal em que o elemento de acoplamento pode ser movido para cima para uma posição na qual seu perfil côncavo pode ser fixado em pelo menos uma ranhura do pino após o dito pino ter sido inserido no furo passante.

[0010] Em uma realização vantajosa, o sistema de ancoragem compreende uma perna para suportar o corpo principal, a dita perna sendo ajustável em comprimento e sendo rigidamente acoplada a uma base de suporte, e o sistema de ancoragem compreende meios de fixação para prender a base de suporte ao solo nas proximidades do vaso metalúrgico.

[0011] Em uma realização vantajosa, o atuador mecânico compreende uma câmara inflável fechada com uma parede deformável, em que a câmara inflável fechada pode ser inflada a uma pressão variável, a dita câmara inflável fechada sendo colocada entre o suporte de vedação e uma parede de apoio do corpo principal.

[0012] Em uma realização vantajosa, os elementos resilientes são posicionados no corpo principal de modo a exercer uma força restauradora contra a expansão da câmara inflável fechada.

[0013] Em uma realização vantajosa, a ferramenta de condição de placa compreende um dispositivo de medição de fluxo de gás para medir o fluxo do gás injetado pelo dispositivo de injeção de gás, e o controlador é configurado para armazenar em uma memória do dito controlador o fluxo de gás (GF) necessário para atingir a pressão alvo e a posição relativa (RP) das placas da válvula de gaveta deslizante como funções do tempo variável.

[0014] Em uma realização vantajosa, o controlador é configurado para processar a função de fluxo de gás (GF) de modo a extrair um primeiro indicador computando a derivada da dita função e um segundo indicador computando a integral da dita função.

[0015] Em uma realização vantajosa, o controlador é conectado de forma comunicativa ao regulador de pressão.

[0016] Em uma realização vantajosa, o controlador é configurado para controlar o movimento de deslizamento relativo das placas de válvula de gaveta deslizante.

[0017] Em uma realização vantajosa, a ferramenta de condição de placa compreende um telêmetro, o telêmetro sendo montado no corpo principal e sendo configurado para medir a distância entre o dito telêmetro e um alvo montado em uma parte fixa do vaso metalúrgico, o dito telêmetro sendo comunicativamente conectado ao dito controlador.

[0018] A invenção também se refere a um kit de peças compreendendo uma ferramenta de condição de placa e uma válvula de gaveta deslizante, em que o sistema de ancoragem é configurado para ser ancorado em uma porção de ancoragem da dita válvula de gaveta deslizante.

[0019] Em uma realização vantajosa, o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa no kit de peças é configurado para ser ancorado em pelo menos uma passagem de ancoragem na parede externa da dita válvula de gaveta deslizante, a dita pelo menos uma passagem de ancoragem compreendendo uma porção de entrada e uma porção inferior, em que a seção transversal no plano X2'X3 'da porção inferior é maior e abrange a seção transversal no plano X2'X3' da porção de entrada.

[0020] Em uma realização vantajosa, o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa no kit de peças é configurado para ser ancorado em pelo menos um pino que se projeta para fora da parede externa da válvula de gaveta deslizante, o dito pelo menos um pino compreendendo pelo menos uma ranhura localizada na superfície externa do dito pelo menos um pino ou compreendendo uma porção com uma seção transversal reduzida no plano X2'X3' em comparação com a seção transversal de uma extremidade distal do pino, em que a extremidade distal tem o formato de uma cabeça de ancoragem do dito pino.

[0021] A invenção também se refere a um kit de peças que compreende (i) uma ferramenta de condição de placa e (ii) um sistema de ancoragem compreendendo uma perna fixável à dita ferramenta de condição de placa, uma base de suporte fixável à dita perna e meios de fixação para fixar a base de suporte ao chão.

[0022] A invenção também se refere a um kit de peças compreendendo uma ferramenta de condição de placa e uma blindagem térmica a ser fixada à parede externa de uma válvula de gaveta deslizante, a dita blindagem térmica compreendendo um furo passante para receber o bico coletor da válvula de gaveta deslizante e em que o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa é configurado para ser ancorado em uma porção de ancoragem da dita blindagem térmica.

[0023] Em uma realização vantajosa, o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa no kit de peças é configurado para ser ancorado em pelo menos uma passagem de ancoragem na blindagem térmica, a dita pelo menos uma passagem de ancoragem compreendendo uma porção de entrada e uma porção inferior, em que a seção transversal no plano X2'X3' da porção inferior é maior e abrange a seção transversal no plano X2'X3' da porção de entrada.

[0024] Em uma realização vantajosa, o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa no kit de peças é configurado para ser ancorado em pelo menos um pino da blindagem térmica, o dito pelo menos um pino compreendendo pelo menos uma ranhura localizada na superfície externa do dito pelo menos um pino ou compreendendo uma porção com uma seção transversal reduzida no plano X2'X3' em comparação com a seção transversal de uma extremidade distal do pino, em que a extremidade distal tem o formato de uma cabeça de ancoragem do dito pino.

[0025] A invenção também se refere a um método de operação da ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção, em que a válvula de gaveta deslizante é inicialmente ajustada em uma configuração fechada e a placa de válvula gaveta é movida da configuração fechada para a configuração aberta.

[0026] Em uma realização vantajosa do método de operação da ferramenta de condição da placa, uma etapa preliminar para o ajuste da vedação é implementada, a dita etapa preliminar compreendendo: • Operar o atuador mecânico de modo a pressionar a vedação do bico coletor contra o bico coletor; • Operar o dispositivo de injeção de gás de modo a atingir uma pressão alvo no bico coletor; • Medir o fluxo de gás residual necessário para manter tal pressão alvo no bico coletor; • Aumentar a força aplicada pelo atuador mecânico se o fluxo de gás residual medido exceder um dado limiar.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0027] Estes e outras realizações da invenção serão explicados em mais detalhes por meio de exemplo e com referência aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva do fundo da panela compreendendo uma válvula de gaveta deslizante; A Figura 2 mostra (a) uma válvula de gaveta deslizante de duas placas e (b) de três placas de um vaso metalúrgico; A Figura 3 mostra uma vista em perspectiva do fundo da panela compreendendo uma válvula de gaveta deslizante à qual está acoplada uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção; A Figura 4 é uma vista esquemática dos componentes principais da ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção acoplada a uma válvula de gaveta deslizante; A Figura 5 mostra em mais detalhes uma vista em perspectiva de uma válvula de gaveta deslizante na frente de uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção; A Figura 6 mostra uma vista lateral do interior de uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção acoplada a uma válvula de gaveta deslizante; A Figura 7 mostra uma primeira vista em perspectiva do interior de uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção; A Figura 8 mostra uma segunda vista em perspectiva do interior de uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção; A Figura 9 mostra uma terceira vista em perspectiva do interior de uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção; A Figura 10 mostra uma primeira vista em perspectiva do exterior de uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção; A Figura 11 mostra uma segunda vista em perspectiva do exterior de uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção; A Figura 12a) mostra o circuito pneumático formado por uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção e o bico coletor de uma válvula de gaveta deslizante; A Figura 12b) mostra uma vista ampliada do circuito pneumático formado pela ferramenta de condição de placa da Figura 12a); As Figuras 13 a) e b) mostram gráficos de parâmetros monitorados por uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção; A Figura 14 mostra uma vista esquemática em corte transversal e uma vista frontal esquemática da parte frontal de uma válvula de gaveta deslizante compreendendo uma passagem de ancoragem de acordo com uma primeira realização da invenção; A Figura 15 mostra uma vista lateral esquemática e uma vista frontal esquemática de uma ferramenta de condição de placa de acordo com uma primeira realização da invenção com sua cabeça de ancoragem orientada em um ângulo para ser inserida na passagem de ancoragem da válvula de gaveta deslizante; A Figura 16 mostra uma vista lateral esquemática e uma vista frontal esquemática de uma ferramenta de condição de placa de acordo com uma primeira realização da invenção com sua cabeça de ancoragem orientada em um ângulo para ser ancorada na passagem de ancoragem da válvula de gaveta deslizante; A Figura 17 mostra vistas esquemáticas em corte transversal de uma ferramenta de condição de placa antes e depois de ser ancorada em uma válvula de gaveta deslizante, de acordo com uma primeira realização da invenção; A Figura 18 mostra uma vista esquemática em corte transversal e uma vista frontal esquemática da parte frontal de uma válvula de gaveta deslizante compreendendo uma haste de ancoragem de acordo com uma segunda realização da invenção; A Figura 19 mostra uma vista lateral esquemática e uma vista frontal esquemática de uma ferramenta de condição de placa de acordo com uma segunda realização da invenção com seu garfo de travamento em uma posição para receber a haste de ancoragem da válvula de gaveta deslizante na passagem de ancoragem da ferramenta de condição de placa; A Figura 20 mostra uma vista lateral esquemática e uma vista frontal esquemática de uma ferramenta de condição de placa de acordo com uma segunda realização da invenção com seu garfo de travamento em uma posição para travar a cabeça de ancoragem da haste de acoplamento da válvula de gaveta deslizante na passagem de ancoragem da ferramenta de condição da placa; A Figura 21 mostra vistas esquemáticas em corte transversal de uma ferramenta de condição de placa antes e depois de ser ancorada em uma válvula de gaveta deslizante, de acordo com uma segunda realização da invenção; A Figura 22 mostra uma vista esquemática em corte transversal de uma realização preferida para a realização do suporte de vedação de uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção; A Figura 23 mostra uma vista esquemática em corte transversal de uma ferramenta de condição de placa no solo nas proximidades do vaso metalúrgico, de acordo com uma terceira realização da invenção;

[0028] As figuras não estão desenhadas a escala.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[0029] A Figura 1 mostra o fundo de uma panela 1 apoiada lateralmente em uma oficina onde é verificado se há elementos desgastados e para recondicionamento. A panela 1 compreende uma válvula de gaveta deslizante 2 para controlar o fluxo através de um bico coletor 2n da dita panela 1. Como explicado supra, tal válvula de gaveta deslizante 2 compreende placas de válvula de gaveta deslizante. A válvula de gaveta deslizante pode ser uma válvula de gaveta deslizante de duas placas ou de três placas. Conforme ilustrado na Figura 2 (a), uma válvula de gaveta deslizante de duas placas compreende uma placa de válvula de gaveta deslizante superior 2u e uma placa de válvula de gaveta deslizante inferior 2L, enquanto uma válvula de gaveta deslizante de três placas conforme ilustrado na Figura 2 (b) compreende ainda uma placa de válvula de gaveta deslizante intermediária 2m prensada entre uma placa de válvula de gaveta deslizante superior e uma inferior 2u, 2L.

[0030] Uma placa de válvula de porta deslizante compreende uma superfície deslizante 2s separada de uma segunda superfície 2d por uma espessura da placa de válvula de gaveta deslizante e unidas uma à outra por uma borda periférica. Também compreende um furo passante 2b que se estende normal à superfície deslizante. A segunda superfície 2d de uma placa de válvula de gaveta deslizante intermediária 2m também é uma superfície deslizante. As placas de válvula de gaveta deslizante superior, inferior e opcionalmente intermediária são acopladas a um berço de recepção 2c de uma estrutura de suporte de placa superior, inferior e opcionalmente intermediária 21t, 21L, 21m, com pelo menos uma superfície deslizante 2s de uma placa em contato deslizante com uma superfície deslizante 2s de uma segunda placa.

[0031] A estrutura de suporte de placa superior 21u é fixada em relação ao vaso metalúrgico, e a placa de válvula de gaveta deslizante superior 2u é geralmente acoplada a um bico interno do vaso metalúrgico. Em uma válvula de gaveta deslizante de duas placas (cf. Figura 2 (a)) a estrutura de suporte da placa inferior (21L) é um carro móvel que pode transladar acionado por um pistão pneumático ou hidráulico 27 de modo que a superfície deslizante da placa de válvula de gaveta deslizante inferior deslize em contato e em relação à superfície deslizante da placa de válvula de gaveta deslizante superior. Em uma válvula de gaveta deslizante de três placas, a estrutura de suporte da placa inferior (21L) é fixada em relação à estrutura de suporte da placa superior e ao vaso metalúrgico. A estrutura de suporte de placa intermediária 21m é um carro móvel adequado para deslizar as duas superfícies deslizantes da placa de válvula de gaveta deslizante intermediária contra e em relação às superfícies deslizantes das placas de válvula de porta deslizante superior e inferior, respectivamente. Como bem conhecido na técnica, a translação deslizante da superfície deslizante de um prato de válvula de gaveta deslizante em relação à superfície deslizante do prato de válvula de gaveta deslizante superior e, opcionalmente, do prato de válvula de gaveta deslizante inferior em uma válvula de gaveta deslizante de três placas permite o controle do nível de sobreposição entre os furos passantes 2b das duas (ou três) placas.

[0032] Como explicado supra, as placas da válvula de gaveta deslizante precisam ser substituídas em curtos intervalos de tempo, por causa das restrições mecânicas e térmicas nas quais elas são operadas. Em particular, após várias operações de lingotamento, suas superfícies deslizantes 2s podem sofrer erosão. Seus furos passantes 2b também podem se tornar aumentados e/ou suas bordas arredondadas. Para decidir se as placas de válvula de gaveta deslizante devem ou não ser substituídas, é necessário avaliar previamente o seu estado de desgaste. A presente invenção propõe uma ferramenta de condição de placa 3 para avaliar a condição de desgaste de placas de válvulas de gaveta deslizante enquanto elas ainda estão acopladas ao vaso metalúrgico, como a panela 1.

[0033] Conforme ilustrado nas Figuras 4-5, a ferramenta de condição de placa 3 de acordo com a presente invenção tem um corpo principal 4 compreendendo um obturador 5 para obturar, pelo menos parcialmente, o bico coletor 2n. A função do obturador é opor uma resistência, às vezes erroneamente chamada de “contrapressão”, ao deslocamento de um gás que tenta escoar para fora do bico coletor 2n. Conforme ilustrado nas Figuras 6 a 10, o obturador 5 pode compreender um suporte de vedação 51 para reter a vedação a ser pressionada contra o bico coletor 2n. Em outra realização, o obturador 5 pode compreender uma tampa aparafusada em uma rosca do bico coletor 2n. Em ainda outra realização, o obturador pode compreender uma tampa quimicamente selada, por exemplo, graças a um cimento, ao bico coletor 2n. Em uma realização preferida, o obturador é configurado para ser um fechamento hermético perfeito do bico coletor 2n. Um fechamento hermético perfeito entretanto não é essencial para a realização de um teste de condição da placa com a ferramenta de condição da placa de acordo com a invenção. A ferramenta de condição de placa 3 pode, de fato, ser usada, por exemplo, mesmo com um bico coletor danificado 2n ao qual o obturador não pode mais ser vedado hermeticamente.

[0034] Uma característica essencial da presente invenção é um dispositivo de injeção de gás compreendendo um regulador de pressão 6 para injetar um gás no bico coletor 2n através do obturador 5 a uma pressão alvo. O regulador de pressão 6 pode ser localizado em uma placa na parte traseira da ferramenta de condição de placa 3, conforme ilustrado nas Figuras 6-9. Um regulador de pressão é uma válvula de controle configurada para receber um gás a uma pressão de entrada e reduzir essa pressão de entrada a um valor desejado, a pressão alvo, em sua saída. Na presente invenção, o regulador de pressão 6 pode ser, por exemplo, um regulador de pressão proporcional eletrônico configurado para receber ar comprimido a uma pressão de 6 bar de um suprimento de ar de alta pressão e, regular o fluxo de gás entre sua entrada e sua saída de maneira tal a manter uma pressão alvo de 1,5 bar em sua saída. O dispositivo de injeção de gás é vantajosamente configurado para injetar o gás em um furo passante do obturador 5 graças a um duto de suprimento 61 capaz de estar em comunicação fluídica com a saída 6s do regulador de pressão 6 (ver Fig. 12b).

[0035] Outra característica essencial da presente invenção é a presença de um dispositivo de medição de fluxo de gás 7, ou fluxímetro 7, configurado para medir o fluxo do gás injetado pelo dispositivo de injeção de gás no bico coletor 2n. Conforme ilustrado na Figura 4, tal dispositivo de medição de fluxo de gás 7 é vantajosamente encaixado entre o regulador de pressão 6 e o obturador 5, de modo que o gás proveniente da saída do regulador de pressão 6 escoe através do dispositivo de medição de fluxo de gás 7 antes de entrar no coletor bico 2n. Como uma alternativa ao dispositivo de medição de fluxo de gás 7, um dispositivo de medição de pressão pode ser usado para medir a pressão dentro do bico coletor, de modo a ser capaz de comparar este valor de pressão real no bico coletor com o valor de ponto de ajuste de pressão de pressão alvo do regulador de pressão a fim de determinar se os furos passantes das placas de válvula corrediça se sobrepõem, ou não, de uma forma semelhante ao que é divulgado no documento do estado da técnica JP2008221271. O dispositivo de medição da pressão é então vantajosamente encaixado no bico coletor através do obturador 5.

[0036] Uma terceira característica essencial da presente invenção é um controlador 8 sendo comunicativamente conectado ao dispositivo de medição de fluxo de gás 7, ou ao dispositivo de medição de pressão, e sendo configurado para receber dados de entrada relativos à posição relativa das placas de válvula de gaveta deslizante. Tal controlador é vantajosamente um controlador eletrônico, como um PLC, configurado para armazenar em uma memória do dito controlador valores de (i) o fluxo de gás e de (ii) a posição relativa das placas de válvula de gaveta deslizante em sucessivas etapas de tempo. Em uma realização vantajosa, o controlador 8 é conectado de forma comunicativa ao regulador de pressão 6. O controlador 8 é então uma unidade central que monitora a pressão regulada pelo regulador de pressão 6, o fluxo de gás medido pelo fluxímetro 7 e a posição relativa das placas de válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m. Em uma realização vantajosa, o controlador 8 é ainda configurado para controlar o movimento de deslizamento relativo das placas de válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m pela atuação do pistão pneumático ou hidráulico 27. Nesta configuração, o controlador 8 será capaz de iniciar por si mesmo o movimento de deslizamento relativo das placas de válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m necessário para implementar um teste completo de condição de placa. Em uma realização vantajosa, o controlador 8 é configurado para implementar um teste de condição de placa enquanto a válvula de gaveta deslizante 2 é movida da configuração fechada para a configuração aberta. As vantagens de tal configuração do controlador 8 serão discutidas em uma seção posterior deste texto.

[0037] Ao processar os dados de medição de fluxo de gás, ou os dados de medição de pressão, e os dados de posição relativa das placas de válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m, o controlador 8 será capaz de estimar indicadores relativos ao estado de desgaste das placas de válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m. O fluxo de gás medido pelo fluxímetro 7 durante o deslocamento relativo das placas de válvula de gaveta deslizante de fato está fortemente correlacionado com a quantidade de gás que escoa através da válvula de gaveta deslizante. Como já explicado supra, com as placas de válvula de gaveta deslizante em um estado perfeito (sem desgaste), um fluido só pode escoar através da válvula de gaveta deslizante quando há pelo menos uma sobreposição parcial entre os furos passantes 2b das placas da válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m. Como os furos passantes 2b das placas da válvula de gaveta deslizante em estado perfeito têm um diâmetro conhecido, o perfil do fluxo de gás tem um formato com uma variação acentuada em uma posição relativa conhecida das placas da válvula de gaveta deslizante. Tal variação acentuada do fluxo de gás é de fato observada na posição na qual os furos passantes 2b começam ou param de se sobreporem, dependendo se a válvula de gaveta deslizante estava inicialmente em uma configuração de gaveta fechada (aumento acentuado) ou de gaveta aberta (diminuição acentuada).

[0038] Tal variação acentuada do fluxo de gás é ilustrada na Figura 13a), que mostra o gráfico GF do fluxo de gás em relação à variável tempo, quando a posição relativa RP das placas de válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m é alterada de fechada configuração de gaveta fechada para uma configuração aberta. O pico inicial S1 corresponde ao fluxo de gás necessário para elevar a pressão no bico coletor 2n. O aumento acentuado S2 no fluxo de gás corresponde à posição relativa da válvula de gaveta deslizante na qual os furos passantes 2b começam a se sobrepor. O gráfico NP mostra a pressão de gás monitorada pelo regulador de pressão 6, que atinge seu valor alvo de 1,5 bar após o pico de fluxo de gás inicial S1.

[0039] A Figura 13b) mostra os mesmos gráficos da Figura 13a), mas desta vez para placas gastas. Placas gastas são caracterizadas por superfícies deslizantes erodidas 2s e/ou furos passantes alargados 2b. No caso de superfícies erodidas 2s, o aumento acentuado S2 no fluxo de gás é precedido por um leve aumento M1 refletindo o vazamento que ocorre quando os furos passantes 2b ficam em comunicação fluídica antes de começarem a se sobrepor. Um deslocamento para a esquerda do aumento acentuado S2 também pode ser observado quando as placas desgastadas têm furos passantes alargados 2b. A ferramenta de condição da placa 3 com seu controlador 8 permitirá detectar e quantificar essas alterações do gráfico GF.

[0040] Em uma realização, o controlador 8 pode ser configurado para quantificar o vazamento devido à erosão das superfícies deslizantes 2 calculando a área abaixo do gráfico GF do fluxo de gás, ou, em outras palavras, a integral do fluxo de gás em relação à variável tempo. A fim de gerar um indicador físico significativo em relação ao vazamento por causa da erosão, tal integral será vantajosamente colocada em perspectiva, por exemplo, normalizada, com a velocidade de deslizamento da placa de válvula de gaveta deslizante móvel durante o teste, de modo a gerar um indicador de vazamento pela erosão. Por outro lado, o alargamento dos furos passantes 2b das placas pode ser quantificado avaliando o deslocamento do aumento acentuado S2. Em uma realização, a posição do aumento acentuado S2 pode ser encontrada calculando a derivada do gráfico GF do fluxo de gás e procurando máximos locais dessa derivada. Uma posição relativa das placas da válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m, denominada “ponto de abertura”, pode então ser associada a este aumento acentuado S2 usando o gráfico RP. O controlador 8, ou um dispositivo de computação que recebe dados armazenados no controlador 8, pode ser configurado para estabelecer que as placas da válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m devem ser substituídas (decisão "NO GO") quando o vazamento devido à erosão exceder um determinado limiar e/ou quando o deslocamento do aumento acentuado S2 exceder um dado limiar. De preferência, o controlador 8, ou um dispositivo de computação que recebe dados armazenados no controlador 8, estabelecerá que as placas de válvula deslizante 2u, 2L, 2m não devem ser substituídas (decisão "GO") quando o vazamento devido à erosão e a o deslocamento do aumento acentuado S2 não exceder seus respectivos dados limiares. Os respectivos dados limiares podem ser determinados de antemão graças a simulações numéricas e/ou medidas experimentais.

[0041] A fim de gerar o gráfico RP da posição relativa das placas de válvula corrediça 2u, 2L, 2m, e para extrair os indicadores físicos supradescritos, o controlador 8 deve receber um sinal eletrônico relacionado à dita posição relativa. Em uma realização, tal sinal eletrônico pode ser fornecido por um telêmetro configurado para medir o deslocamento da placa de válvula de gaveta deslizante móvel 2L, 2m. Alternativamente, tal sinal eletrônico pode ser obtido diretamente do sistema de controle do pistão pneumático ou hidráulico 27 que aciona o carro móvel 21L, 21m da válvula de gaveta deslizante 2. Esta realização é, no entanto, apenas vantajosa se o sistema de controle puder determinar a posição da placa de válvula corrediça móvel 2L, 2m com uma precisão suficiente. Na realização das Figuras 5-11, o controlador 8 está comunicativamente conectado a um telêmetro 13 localizado no corpo principal 4 da ferramenta de condição de placa 3. O telêmetro 13 é configurado para medir a distância a um alvo localizado em uma parte fixa do vaso metalúrgico 1. Tal configuração é possível porque, nas Figuras 1, 3, 5-11, a válvula de gaveta deslizante 2 é do tipo descrito na Figura 2a). Neste tipo de válvula de gaveta deslizante, o bico 2n e a superfície externa 2w, vantajosamente feita de uma blindagem térmica, são montados no carro móvel 21L. À medida que a ferramenta de condição de placa 3 é acoplada a este carro móvel 21L, seu deslocamento em relação a uma parte fixa do vaso metalúrgico 1 corresponde ao deslocamento relativo da placa de válvula de gaveta deslizante móvel 2L em relação à placa de válvula de gaveta deslizante fixa 2u. Na realização das Figuras 5-11, o telêmetro 13 é um sensor de triangulação a laser. Alternativamente, o telêmetro 13 pode ser um sensor de tempo de voo a laser ou um sensor de ultrassom. Quando tal telêmetro 13 é montado dentro do alojamento 41 do corpo principal 4, o alojamento 41 compreende uma estrutura 13a para a passagem do feixe de laser, como ilustrado nas Figuras 10-11.

[0042] Nas realizações da ferramenta de condição de placa 3 ilustradas nas Figuras 5-12 e 14-22, o obturador 5 compreende um suporte de vedação 51 para segurar uma vedação de bico coletor 52, que é vantajosamente em formato de anel e de preferência uma vedação resistente a alta temperatura tal que a ferramenta de condição de placa 3 pode ser usada mesmo quando o vaso metalúrgico ainda está a uma alta temperatura, por exemplo, logo após as operações de lingotamento. O corpo principal 4 da ferramenta de condição de placa 3 compreende um sistema de ancoragem para ser ancorado no vaso metalúrgico 1, conforme ilustrado nas Figuras 5-12 e 14-21, ou no chão nas proximidades do vaso metalúrgico 1, como ilustrado na Figura 22. É importante observar que, ao longo deste texto, a válvula de gaveta deslizante 2 é considerada parte integrante do vaso metalúrgico 1. O sistema de ancoragem é configurado de modo que, após a ancoragem, um eixo dianteiro X1 do corpo principal 4 fica paralelo a um primeiro eixo X1' da válvula de gaveta deslizante 2, paralelo a um eixo principal do bico coletor 2a, e em que a distância entre um ponto de referência do corpo principal 4 e a parede externa 2w da válvula de gaveta deslizante 2 não pode exceder uma distância máxima D_max em relação ao dito primeiro eixo X1' da válvula de gaveta deslizante. Quando a válvula de gaveta deslizante 2 é uma válvula de gaveta deslizante de duas placas do tipo descrito na Figura 2a), o corpo principal 4 é vantajosamente ancorado na estrutura de suporte da placa inferior 21L, que é um carro móvel e que é rigidamente acoplado ao bico coletor 2n. Nesta configuração, o corpo principal 4 seguirá automaticamente o movimento para baixo ou para cima, em relação ao eixo X3', do bico coletor 2n durante o movimento de deslizamento da estrutura de suporte da placa inferior 21L e da placa correspondente 2L. Quando a válvula de gaveta deslizante é uma gaveta deslizante de três placas, o corpo principal 4 é vantajosamente também ancorado na estrutura de suporte da placa inferior 21, que é, neste caso, uma parte fixa da válvula de gaveta deslizante 2.

[0043] Nas realizações das Figuras 14-17, o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa 3 compreende uma haste de ancoragem 31 que se estende ao longo do eixo dianteiro X1 do corpo principal 4. A haste de ancoragem 31 compreende uma extremidade proximal, rigidamente acoplada ao corpo principal 4, e uma extremidade distal. Na extremidade distal é montada uma cabeça de ancoragem rotativa 311. A cabeça de ancoragem rotativa 311 é rotacionável em torno do eixo dianteiro X1 do corpo principal 4. O sistema de ancoragem de tal ferramenta de condição de placa 3 é configurado para ser ancorado na parede externa 2w da válvula de gaveta deslizante 2 representada na Figura 14. A parede externa 2w de tal válvula de gaveta deslizante 2 compreende uma passagem de ancoragem 22 para receber a haste de ancoragem 31. A passagem 22 compreende uma porção de entrada 221 e uma porção inferior 222. A seção transversal no plano X2'X3 'da porção inferior 222 é maior e abrange a seção transversal em X2'X3' da porção de entrada 221. A seção transversal no plano X2'X3 'da porção de entrada 221 tem um formato tal que a haste de ancoragem 31 pode ser inserida na passagem 22 quando sua cabeça de ancoragem rotativa 311 é orientada em um ângulo de inserção em torno do eixo X1, conforme representado na Figura 15, para acoplar a ferramenta de condição da placa 3 à válvula de gaveta deslizante 2. Quando a cabeça de ancoragem rotativa 311 é orientada no ângulo de inserção em torno do eixo X1, a ferramenta de condição da placa 3 pode ser acoplada à válvula de gaveta deslizante 2 por uma translação ao longo do eixo X1' em relação à válvula de gaveta deslizante 2 enquanto seus eixos X2 e X3 são mantidos substancialmente paralelos aos eixos X2' e X3' da válvula de gaveta deslizante 2. Quando a haste de ancoragem 31 for inserida na passagem 22 até uma profundidade em que a cabeça de ancoragem 311 atinge a porção inferior 222, a cabeça de ancoragem 311 pode ser girada no ângulo de ancoragem, como representado na Figura 16. A seção transversal no plano X2'X3' da porção inferior 222 tem assim um formato tal que a cabeça de ancoragem 311 pode ser girada do ângulo de inserção para o ângulo de ancoragem em torno do eixo X1. Por outro lado, a seção transversal no plano X2'X3' da porção de entrada 221 tem um formato tal que, quando a cabeça de ancoragem 311 está na porção inferior 222 e é orientada no ângulo de ancoragem, a ferramenta de condição de placa 3 é ancorada na válvula de gaveta deslizante 2 em que a distância entre um ponto de referência do corpo principal 4 e um ponto de referência da parede externa 2w da placa de válvula de gaveta deslizante 2 não pode exceder uma distância máxima D_max em relação ao primeiro eixo X1' da válvula de gaveta deslizante, conforme representado na Figura 17.

[0044] Nas realizações representadas nas Figuras 5-22, a parede frontal do alojamento 41 compreende vantajosamente um furo passante 43 para receber o bico coletor 2n da válvula de gaveta deslizante 2 quando a ferramenta de condição de placa 3 é ancorada na válvula de gaveta deslizante 2. O furo passante 43 está, portanto, localizado na parede frontal do alojamento 41 em uma posição em relação aos eixos X2 e X3 do corpo principal 4 em que está voltado para o bico coletor 2n no plano X2'X3' da válvula de gaveta deslizante 2 quando a ferramenta de condição da placa 3 está ancorada na válvula de gaveta deslizante 2.

[0045] Na realização representada nas Figuras 5-22, um atuador mecânico, como uma câmara inflável fechada 9, é acoplado ao corpo principal 4 e ao suporte de vedação 51. Conforme representado nas Figuras 17 e 21, o atuador mecânico é configurado para mover o suporte de vedação 51 em relação ao corpo principal 4, pelo menos ao longo do eixo transversal X1 do corpo principal 4, para pressionar a vedação do bico coletor 52 contra o bico coletor 2n quando o corpo principal 4 é ancorado e está localizado na distância máxima D_max da parede externa 2w. Pressionar a vedação resistente a alta temperatura 52 contra o bico coletor 2n permite obturar o bico coletor 2n. Nas realizações ilustradas nas Figuras 5-22, o atuador mecânico é uma câmara inflável fechada 9 que pode ser inflada a uma pressão variável e que é colocada entre o suporte de vedação 51 e uma parede de apoio do corpo principal 4. Alternativamente, em vez de uma câmara inflável fechada 9, o atuador mecânico pode ser um atuador linear regular. A fim de obturar o bico coletor 2n, a câmara inflável 9 é consequentemente inflada por um gás sob pressão, de modo a exercer uma força suficiente para mover o suporte de vedação 51 em direção ao bico coletor 2n ao longo do eixo transversal X1. A câmara inflável 9 irá eventualmente pressionar a vedação do bico coletor 52 mantida pelo suporte do vedante 51 contra o bico coletor 2n, antes de causar um potencial movimento para trás do corpo principal 4 em relação à válvula de gaveta deslizante 2, na direção positiva do eixo X1' e até a distância máxima D_max. Neste momento, a força exercida pela câmara inflável 9 no suporte de vedação 51 torna-se dedicada à vedação da vedação do bico coletor 52 contra o bico coletor 2n. A obturação do bico coletor 2n por um suporte de vedação 51 e um atuador mecânico, como uma câmara inflável 9, é vantajosa porque a vedação é uma etapa direta e confiável, facilmente implementada por um operador ou um robô manipulando a ferramenta de condição de placa 3. Ao contrário de uma vedação química, por exemplo com um cimento, o uso deste suporte de vedação e do atuador mecânico é, além disso, uma etapa limpa e reversível.

[0046] Nas realizações das Figuras 5-12 e 18-21, o sistema de ancoragem compreende pelo menos um furo passante 11 na parede frontal do alojamento 41. Tal pelo menos um furo passante 11 é configurado de modo que possa receber um pino 21 que se projeta para fora da parede externa 2w da válvula de gaveta deslizante 2. A ferramenta de condição de placa 3 compreende pelo menos um mecanismo de travamento 12 dentro do alojamento 41 em que um elemento de acoplamento, tal como um garfo de travamento 121, é mecanicamente acionável ao longo de um eixo X2 perpendicular ao eixo transversal X1. O elemento de acoplamento 121 tem vantajosamente um perfil côncavo no plano X2X3 perpendicular ao eixo X1 de modo que possa ser fixado em uma ranhura anular 211, localizada na superfície externa de um pino correspondente 21, quando ele é movido por um atuador ao longo o eixo X2 em direção ao dito pino 21. Alternativamente, em vez de uma ranhura anular 211, o pino correspondente 21 pode compreender uma ranhura superior linear e uma ranhura inferior linear, em que essas ranhuras lineares são paralelas ao eixo X2. Alternativamente, em vez de ranhuras, o pino 21 pode compreender uma porção com uma seção transversal reduzida no plano X2'X3', em comparação com a seção transversal da extremidade distal do pino 21, em que a extremidade distal tem o formato de uma ancoragem cabeça do dito pino 21. Uma vez que o perfil côncavo do elemento de acoplamento 121 é fixado na ranhura anular 211, ou nas ranhuras lineares do pino 21, ou na porção com uma seção transversal reduzida do pino 21, o corpo principal 4 da ferramenta de condição de placa 3 é ancorado na válvula de gaveta deslizante 2 em que a distância entre um ponto de referência do corpo principal 4 e a parede externa 2w da válvula de gaveta deslizante 2 não pode exceder uma distância máxima D_max em relação ao dito primeiro eixo X1' da válvula de gaveta deslizante. Na realização das Figuras 512, o sistema de ancoragem compreende dois furos passantes 11 na parede frontal do alojamento 41 e garfos de travamento correspondentes 121, para receber dois pinos 21 que se projetam para fora da parede externa 2w da válvula de gaveta deslizante 2.A parede externa 2w da válvula de gaveta deslizante 2 pode ser feita de uma blindagem térmica que pode ser fixada à parede frontal da válvula de gaveta deslizante, conforme ilustrado na realização da Figura 5. A presente invenção assim também se refere a um kit de peças que compreende (i) uma blindagem térmica para uma válvula de gaveta deslizante 2, em que a dita blindagem térmica compreende um furo passante para receber o bico coletor 2n e uma superfície externa compreendendo pelo menos um pino 21, e (ii) uma ferramenta de condição de placa 3 de acordo com a presente invenção, em que o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa 3 compreende pelo menos um mecanismo de travamento 12 configurado para ser fixado a pelo menos um pino 21, como descrito supra. Alternativamente, em vez do pino 21, a blindagem térmica pode compreender uma passagem 22. A ferramenta de condição de placa compreende então uma haste de ancoragem 31, tal como discutido supra e ilustrado na realização das Figuras 14-17.

[0047] Na Figura 22, uma realização preferida para a realização do suporte de vedação 51 da ferramenta de condição de placa 3 é representada. Nesta realização preferida, o suporte de vedação 51 tem uma parede interna com uma seção transversal frustocônica no plano X1X3 do corpo principal 4, em que a vedação de bico coletor 52 é montada nesta parede interna. Tal seção transversal frustocônica da parede interna é vantajosa porque pode compensar automaticamente pequenos desalinhamentos do suporte de vedação 51 em relação ao bico coletor 2n no plano X2'X3' da válvula de gaveta deslizante 2 durante movimento do suporte de vedação 51 para pressionar a vedação do bico coletor 52 contra o bico coletor 2n. Ela pode também compensar vantajosamente pequenos desalinhamentos do eixo X1 da ferramenta de condição da placa 3 com o eixo X1' da válvula de gaveta deslizante 2 durante movimento do suporte de vedação 51 para pressionar a vedação do bico coletor 52 contra o bico coletor 2n. Este formato frustocônico realmente permite alcançar uma autocentralização do suporte de vedação 51 e da vedação de bico coletor 52 no bico de coletor 2n quando o suporte de vedação é transladado em direção ao bico de coletor 2n ao longo do eixo X1'.

[0048] Na Figura 23, outra realização de uma ferramenta de condição de placa de acordo com a invenção é representada. Nesta realização, o sistema de ancoragem compreende uma perna 321 para suportar o corpo principal 4. A perna é vantajosamente rigidamente acoplada a uma base de suporte 322 sendo fixada ao chão nas proximidades do vaso metalúrgico 1, graças a meios de fixação, como parafusos 323. A perna 321 é vantajosamente ajustável na altura, de modo que a altura possa ser ajustada com precisão a uma magnitude apropriada para que a ferramenta de condição de placa 3 seja acoplada à válvula de gaveta deslizante 2 do vaso metalúrgico 1 disposta em seu lado. A presente invenção também se refere a um kit de peças compreendendo (i) uma ferramenta de condição de placa 3 e (ii) um sistema de ancoragem que compreende uma perna 321, uma base de suporte 322 e meios de fixação 323 para fixar a base de suporte 322 ao chão.

[0049] Conforme ilustrado nas Figuras 6-9, elementos resilientes, tais como molas helicoidais 10 trabalhando em extensão, podem ser usados no corpo principal 4 para exercer uma força de restauração contra a expansão da câmara inflável fechada 9. A força de restauração do elemento resiliente ajuda o suporte de vedação 51 a recuperar sua configuração inicial não inflada quando a pressão é diminuída na câmara inflável 9, por exemplo, porque o teste de condição da placa implementado pela ferramenta de condição da placa 3 está concluído. O papel dos elementos resilientes é evitar que a vedação resistente a altas temperaturas permaneça presa contra um bico coletor quente 2n.

[0050] Em uma realização vantajosa, o regulador de pressão 6 da ferramenta de condição de placa 3 é configurado para também fornecer gás de alta pressão à câmara inflável 9. Para este fim, um circuito pneumático, ilustrado nas Figuras 12a) e b), pode ser implementado na ferramenta de condição de placa 3. Tal circuito pneumático compreende uma pluralidade de válvulas, tais como válvulas solenoides SV2, SV3, SV4. A válvula solenoide SV2 é montada entre a saída 6s do regulador de pressão 6 e o suporte de vedação 51 de modo a controlar o fluxo de gás de alta pressão entre o regulador de pressão 6 e o bico coletor 2n. A válvula SV2 pode estar em um primeiro estado em que o bico coletor 2n está conectado a um filtro de exaustão (estado ocioso), conforme representado na Figura 12a) e b). Em um segundo estado da válvula SV2, o bico coletor 2n é conectado à saída 6s do regulador de pressão 6, com o fluxímetro 7 colocado entre eles.

[0051] As válvulas solenoides SV3 e SV4 são colocadas em série entre a saída 6s do regulador de pressão 6 e a câmara inflável 9. Quando as válvulas SV3 e SV4 estão respectivamente em seu primeiro estado, conforme representado na Figura 12a) e b), a câmara inflável 9 é conectada a um filtro de exaustão (estado ocioso). Quando a válvula SV3 se move para seu segundo estado e a válvula SV4 permanece em seu primeiro estado, a câmara inflável 9 torna-se conectada à saída 6s do regulador de pressão 6. Esta configuração é usada para inflar a câmara inflável 9 quando o suporte de vedação 51 precisa ser movido em direção ao bico coletor 2n e realizar a vedação graças à sua vedação de bico coletor 52. Quando uma pressão suficiente é alcançada na câmara inflável 9 para realizar a vedação, a válvula SV4 pode ser movida para seu segundo estado, de modo a fechar o circuito pneumático da câmara inflável 9. Um medidor de pressão auxiliar 14 é vantajosamente configurado para medir a pressão na câmara inflável 9. O manômetro 14 permitirá monitorar a pressão na câmara inflável 9, mesmo quando a dita câmara inflável for desconectada do regulador de pressão 6 pela válvula SV4. Tal medidor de pressão 14 pode ser usado para verificar se não há variação de pressão substancial na câmara inflável 9 após ela ter sido fechada, o que indicaria um vazamento potencial ou outro defeito na câmara inflável 9. O medidor de pressão 14 é vantajosamente conectado de forma comunicativa ao controlador 8. O controlador 8 pode, então, receber os valores da pressão na câmara inflável 9 em etapas de tempo sucessivas durante um teste de condição da placa. O gráfico CP dos valores de pressão na câmara inflável 9 é representado nas Figuras 13a) e b), junto com os outros parâmetros monitorados pelo controlador 8.

[0052] Em uma realização vantajosa, os mecanismos de travamento 12 do sistema de ancoragem são acionados pneumaticamente. A entrada do regulador de pressão 6i e a entrada do sistema de ancoragem 12i são então vantajosamente adaptadas em um mesmo suprimento de alta pressão HP, como ilustrado na Figura 12b). Nesta realização, o sistema de ancoragem compreende vantajosamente uma válvula solenoide SV1 com três estados para suprir cilindros de dupla ação nos mecanismos de travamento 12.

[0053] A presente invenção também se refere a um método implementado pela ferramenta de condição de placa 3 para a medição de dados de condição de placas de válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m compreendendo a etapa de: • obturar o bico coletor 2n de uma válvula de gaveta deslizante 2 com um obturador 5; • operar um dispositivo de injeção de gás de modo a atingir uma pressão alvo no bico coletor 2n; • medir o fluxo do gás injetado pelo dispositivo de injeção de gás durante um intervalo de tempo; • Mover a válvula de gaveta deslizante 2 de uma configuração fechada para uma configuração aberta, ou de uma configuração aberta para uma configuração fechada, durante o dito intervalo de tempo; • Medir a posição relativa das placas da válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m durante o dito intervalo de tempo; • computar indicadores de condição das placas de válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m, como o indicador de vazamento de erosão ou o indicador de ponto de abertura discutidos acima; • Comparar os ditos indicadores de condição com o valor ideal dos ditos indicadores de condição correspondentes às placas da válvula de gaveta deslizante em um estado perfeito e emitir, em conformidade, uma decisão "GO" ou "NO GO" para as ditas placas da válvula de gaveta deslizante 2u, 2L, 2m.

[0054] Na realização referida do método, a válvula de gaveta deslizante 2 é movida de uma configuração fechada para uma aberta. Isso certamente permitirá a realização de uma etapa preliminar para avaliar a qualidade da obturação do bico coletor 2n pelo obturador 5.

[0055] Em uma realização referida do método, uma decisão “GO” é emitida quando a diferença entre tanto o indicador de vazamento de erosão quanto o indicador de ponto de abertura e seus respectivos valores ideais não exceder os respectivos limiares predeterminados.

[0056] A presente invenção também se refere a um método para operar a ferramenta de condição de placa 3. No método de acordo com a invenção, a ferramenta de condição da placa 3 é operada para implementar um teste de condição da placa enquanto a válvula de gaveta deslizante 2 é movida da configuração fechada para a configuração aberta. Este método, utilizado para gerar os gráficos das Figuras 13a) e b), é vantajoso porque permite verificar a qualidade da vedação entre o obturador 5 e o bico coletor 2n. O fluxo de gás residual medido pelo dispositivo de medição de fluxo de gás 7 logo após o pico inicial S1 no gráfico GF fornece de fato um bom indicador da qualidade da vedação entre o obturador 5 e o bico coletor 2n. Quando o valor do fluxo de gás residual excede um determinado limiar, a ferramenta de condição de placa 3 é vantajosamente configurada para enviar uma sinalização de alerta de que há um mau funcionamento da vedação entre o obturador 5 e o bico coletor 2n.

[0057] Quando o obturador 5 compreende um suporte de vedação móvel 51 atuável de modo a exercer uma força de magnitude variável em uma vedação de alta temperatura contra o bico coletor 2n, a seguinte etapa preliminar para o ajuste da vedação é vantajosamente implementada no método de acordo com a invenção, a dita etapa preliminar compreendendo: • Operar o atuador mecânico de modo a pressionar a vedação do bico coletor contra o bico coletor 2n; • Operar o dispositivo de injeção de gás de modo a atingir uma pressão alvo no bico coletor 2n; • Medir o fluxo de gás residual necessário para manter tal pressão alvo no bico coletor 2n; • Aumentar a força aplicada pelo atuador mecânico se o fluxo de gás residual medido exceder um dado limiar.

[0058] Tal etapa preliminar pode ser implementada várias vezes até que o fluxo de gás residual caia abaixo do dado limiar e a vedação entre o obturador 5 e o bico coletor 2n seja então considerada suficiente.

[0059] Se o fluxo de gás residual não cair abaixo do dado limiar após várias etapas preliminares, conforme descrito acima, a ferramenta de condição da placa 3 é então vantajosamente configurada para enviar uma sinalização de alerta de que pode haver defeito no bico coletor 2n ou na vedação de alta temperatura.

[0060] Uma etapa de verificação de vedação para verificar a condição da vedação de bico coletor 52 pode ser implementada, em que a dita etapa de verificação de vedação compreende: • Operar o atuador mecânico de modo a pressionar a vedação do bico coletor 52 contra uma réplica em perfeito estado do bico coletor 2n, montado em uma cavidade fechada; • Operar o dispositivo de injeção de gás de modo a atingir uma pressão alvo na réplica do bico coletor 2n; • Medir o fluxo de gás residual necessário para manter tal pressão alvo na réplica do bico coletor 2n; • Aumentar a força aplicada pelo atuador mecânico se o fluxo de gás residual medido exceder um dado limiar.

[0061] Tal etapa de verificação de vedação pode ser implementada várias vezes até que o fluxo de gás residual caia abaixo do limiar determinado e a vedação do bico coletor seja então considerada em boas condições. A ferramenta de condição de placa 3 é, então, vantajosamente configurada para enviar uma sinalização de alerta de que há um defeito no bico coletor 2n da válvula de gaveta deslizante 2.

[0062] Se o fluxo de gás residual não cair abaixo do dado limiar após várias etapas de vedação, conforme descrito acima, a ferramenta de condição da placa 3 é então vantajosamente configurada para enviar uma sinalização de alerta de que há defeito na vedação de alta temperatura.

Claims (20)

1. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA (3) para a medição de dados de condição de placas de válvula de gaveta deslizante (2u, 2L, 2m) acopladas à válvula de gaveta deslizante (2) de um vaso metalúrgico (1), como uma panela, a válvula de gaveta deslizante (2) compreendendo: um bico coletor (2n) que se projetando de uma parede externa (2w) da válvula de gaveta deslizante (2) ao longo de um eixo principal do bico coletor (2a) paralelo a um primeiro eixo X1' da válvula de gaveta deslizante, o primeiro eixo X1' da válvula de gaveta deslizante definindo um quadro ortonormal de referência junto com o segundo eixo X2' da válvula de gaveta deslizante e o terceiro eixo X3', a válvula de gaveta deslizante (2) sendo capaz de alternar entre uma configuração aberta e fechada deslizando pelo menos duas placas de válvula de gaveta deslizante uma em relação à outra, o bico coletor (2n) estando em comunicação de fluido com um canal de lingotamento do vaso metalúrgico (1) quando a válvula de gaveta deslizante (2) está na configuração aberta, caracterizada pela ferramenta de condição de placa (3) compreender: a) um corpo principal (4) compreendendo um obturador (5) para obturar pelo menos parcialmente o bico coletor (2n); b) um dispositivo de injeção de gás compreendendo um regulador de pressão (6) para injetar um gás no bico coletor (2n) através do obturador (5) a uma pressão alvo; c) um dispositivo de medição de fluxo de gás (7) para medir o fluxo do gás injetado pelo dispositivo de injeção de gás ou um dispositivo de medição de pressão para medir a pressão de gás no bico coletor (2n); d) um controlador (8) sendo comunicativamente conectado ao dispositivo de medição de fluxo de gás (7) ou ao dispositivo de medição de pressão e sendo configurado para receber dados de entrada relativos à posição relativa das placas de válvula de gaveta deslizante (2u, 2L, 2m).; em que o obturador (5) compreende um suporte de vedação (51) para reter uma vedação de bico coletor (52), o suporte de vedação (51) sendo móvel em relação ao corpo principal (4) pelo menos ao longo de um eixo dianteiro X1 do corpo principal (4), o eixo dianteiro definindo um quadro ortonormal de referência do corpo principal (4) junto com o segundo eixo X2 e o terceiro eixo X3 do corpo principal, e em que: i. a ferramenta de condição de placa (3) compreende um sistema de ancoragem para ancorar o corpo principal (4) em uma porção de ancoragem do vaso metalúrgico (1) ou no chão nas proximidades do vaso metalúrgico (1), em que a distância entre um ponto de referência do corpo principal (4) e um ponto de referência da parede externa (2w) da válvula de gaveta deslizante (2) não pode exceder uma distância máxima D_max em relação ao primeiro eixo C da válvula de gaveta deslizante quando o corpo principal (4) é deslocado em relação à válvula de gaveta deslizante (2) ao longo do primeiro eixo C da válvula de gaveta deslizante, ii. o sistema de ancoragem é configurado de modo que, quando o corpo principal (4) é ancorado no vaso metalúrgico ou no chão nas proximidades do vaso metalúrgico (1), o suporte de vedação (51) fica de frente para o bico coletor (2n) no plano X2'X3' da válvula de gaveta deslizante (2) em que a vedação do bico coletor pode ser pressionada ao longo do eixo dianteiro X1 do corpo principal (4) contra o bico coletor (2n) para obturar o bico coletor (2n); e iii. a ferramenta de condição de placa (3) compreende um atuador mecânico (9), o atuador mecânico (9) sendo acoplado ao corpo principal (4) e ao suporte de vedação (51), o atuador mecânico sendo configurado para mover o suporte de vedação (51) em relação ao corpo principal (4), pelo menos ao longo do eixo dianteiro X1 do corpo principal (4), de modo a pressionar a vedação do bico coletor (52) contra o bico coletor (2n) quando (i) o corpo principal (4) está ancorado no vaso metalúrgico (1) ou no chão nas proximidades do vaso metalúrgico (1) e (ii) está localizado na distância máxima D_max.

2. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA (3) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo sistema de ancoragem compreender pelo menos uma haste de ancoragem (31) que se estende ao longo do eixo dianteiro X1 do corpo principal (4), a haste de ancoragem (31) compreendendo uma extremidade distal e uma proximal extremidade, a extremidade proximal sendo fixada ao corpo principal (4), a haste de ancoragem (31) compreendendo uma cabeça de ancoragem rotativa (311) em sua extremidade distal, a cabeça de ancoragem (311) sendo rotacionável em torno do eixo dianteiro X1 do eixo principal corpo (4) para ser ancorada em uma passagem de ancoragem (22) da válvula gaveta corrediça (2).

3. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA (3) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo sistema de ancoragem compreender pelo menos um furo passante (11) na parede frontal de um alojamento (41) do corpo principal (4) para receber um pino (21) que se projeta para fora da parede externa (2w) da válvula de gaveta deslizante (2), o pino (21) compreendendo pelo menos uma ranhura (211) em sua superfície externa, o sistema de ancoragem compreendendo um elemento de acoplamento (121) dentro do alojamento (41), o elemento de acoplamento (121) compreende um perfil côncavo no plano X2X3 e sendo móvel em translação ao longo de pelo menos um dos eixos X2, X3 do corpo principal (4), em que o elemento de acoplamento (121) pode ser movido até uma posição em que seu perfil côncavo pode ser fixado em pelo menos uma ranhura (211) do pino (21) após o pino (21) ter sido inserido no furo passante (11).

4. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA (3) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo sistema de ancoragem compreender uma perna (321) para suportar o corpo principal (4), a perna sendo ajustável no comprimento e sendo rigidamente acoplada a uma base de suporte (322), e em que o sistema de ancoragem compreende meios de fixação (323) para fixar a base de suporte (322) no chão nas proximidades do vaso metalúrgico (1).

5. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo atuador mecânico compreender uma câmara inflável fechada (9) com uma parede deformável, em que a câmara inflável fechada (9) pode ser inflada a uma pressão variável, a câmara inflável fechada (9) sendo colocada entre o suporte de vedação (51) e uma parede posterior (42) do corpo principal (4).

6. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por elementos resilientes (10) serem posicionados no corpo principal (4) de modo a exercer uma força de restauração contra a expansão da câmara inflável fechada (9).

7. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo por compreender um dispositivo de medição de fluxo de gás (7) para medir o fluxo do gás injetado pelo dispositivo de injeção de gás, e o controlador (8) é configurado para armazenar em uma memória do controlador (8) o fluxo de gás (GF) necessário para atingir a pressão alvo e a posição relativa (RP) das placas da válvula de gaveta deslizante (2u, 2L, 2m) como funções do tempo variável.

8. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo controlador (8) ser configurado para processar a função de fluxo de gás (GF) de modo a extrair um primeiro indicador calculando a derivada da função e um segundo indicador calculando a integral da função.

9. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo controlador (8) estar comunicativamente conectado ao regulador de pressão (6).

10. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo controlador (8) ser configurado para controlar o movimento de deslizamento relativo das placas de válvula corrediça (2u, 2L, 2m).

11. FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender um telêmetro (13), o telêmetro (13) sendo montado no corpo principal (4) e sendo configurado para medir a distância em relação ao eixo vertical X3'da válvula de gaveta deslizante entre o telêmetro (13) e um alvo montado em uma parte fixa do vaso metalúrgico quando a condição de placa é ancorada na válvula de gaveta deslizante (2), o telêmetro (13) sendo comunicativamente conectado ao controlador (8).

12. KIT DE PEÇAS compreendendo uma ferramenta de condição de placa (3) de acordo com a reivindicação 1 e uma válvula de gaveta deslizante (2), caracterizado pelo sistema de ancoragem ser configurado para ser ancorado em uma porção de ancoragem (21, 22) da válvula de gaveta deslizante (2).

13. KIT DE PEÇAS de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender uma ferramenta de condição de placa (3) de acordo com a reivindicação 2 e uma válvula de gaveta deslizante (2), em que o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa (3) é configurado para ser ancorado em pelo menos uma passagem de ancoragem (22) na parede externa (2w) da válvula de gaveta deslizante (2), a pelo menos uma passagem de ancoragem (22) compreendendo uma porção de entrada (221) e uma porção inferior (222), em que a seção transversal no plano X2'X3' da porção inferior (222) é maior e abrange a seção transversal no plano X2'X3' da porção de entrada (221).

14. KIT DE PEÇAS de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender uma ferramenta de condição de placa (3) de acordo com a reivindicação 3 e uma válvula de gaveta deslizante (2), em que o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa (3) é configurado para ser ancorado em pelo menos um pino (21) que se projeta para fora da parede externa (2w) da válvula de gaveta deslizante (2), o pelo menos um pino (21) compreendendo pelo menos uma ranhura (211) localizada na superfície externa do pelo menos um pino (211) ou compreendendo uma porção com uma seção transversal reduzida no plano X2'X3' em comparação com a seção transversal de uma extremidade distal do pino (21), em que a extremidade distal é configurada como uma cabeça de ancoragem do pino (21).

15. KIT DE PEÇAS, caracterizado por compreender (i) uma ferramenta de condição de placa (3) de acordo com a reivindicação 4, e (ii) um sistema de ancoragem compreendendo uma perna (321) fixável à ferramenta de condição de placa (3), uma base de suporte (322) fixável à perna (321) e meios de fixação (323) para fixar a base de suporte (322) ao chão.

16. KIT DE PEÇAS compreendendo uma ferramenta de condição de placa (3) de acordo com a reivindicação 1 e uma blindagem térmica a ser fixada na parede externa (2w) de uma válvula de gaveta deslizante (2), caracterizado pela blindagem térmica compreender um furo de passagem para receber o coletor bico (2n) da válvula de gaveta deslizante (2) e em que o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa (3) é configurado para ser ancorado em uma porção de ancoragem (21, 22) da blindagem térmica.

17. KIT DE PEÇAS de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por compreender uma ferramenta de condição de placa (3) de acordo com a reivindicação 2, em que o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa (3) é configurado para ser ancorado em pelo menos uma passagem de ancoragem (22) na blindagem térmica, a pelo menos uma passagem de ancoragem (22) compreendendo uma porção de entrada (221) e uma porção inferior (222), em que a seção transversal no plano X2'X3' da porção inferior (222) é maior e abrange a seção transversal no plano X2'X3' da porção de entrada (221).

18. KIT DE PEÇAS de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por compreender uma ferramenta de condição de placa (3) de acordo com a reivindicação 3 e uma blindagem térmica em que o sistema de ancoragem da ferramenta de condição de placa (3) é configurado para ser ancorado em pelo menos um pino (21) da blindagem térmica, o pelo menos um pino (21) compreendendo pelo menos uma ranhura (211) localizada na superfície externa do pelo menos um pino (211) ou compreendendo uma porção com uma seção transversal reduzida no plano X2'X3' em comparação com a seção transversal de uma extremidade distal do pino (21), em que a extremidade distal é de formato de uma cabeça de ancoragem do pino (21).

19. MÉTODO DE OPERAÇÃO DA FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela válvula de gaveta deslizante ser inicialmente ajustada em uma configuração fechada e a placa de válvula gaveta corrediça é movida da configuração fechada para a configuração aberta.

20. MÉTODO DE OPERAÇÃO DA FERRAMENTA DE CONDIÇÃO DE PLACA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma etapa preliminar para o ajuste da vedação ser implementada, a etapa preliminar compreendendo: a) Operar o atuador mecânico de modo a pressionar a vedação do bico coletor contra o bico coletor (2n); b) Operar o dispositivo de injeção de gás de modo a atingir uma pressão alvo no bico coletor (2n); c) Medir o fluxo de gás residual necessário para manter tal pressão alvo no bico coletor (2n); d) Aumentar a força aplicada pelo atuador mecânico se o fluxo de gás residual medido exceder um dado limiar.