BRPI0620995A2

BRPI0620995A2 - dispositivo de carregamento para um forno de cuba

Info

Publication number: BRPI0620995A2
Application number: BRPI0620995-5A
Authority: BR
Inventors: Emile Lonardi; Giovanni Cimenti
Original assignee: Wurth Paul Sa
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2011-11-29
Also published as: KR20080089648A; KR101260386B1; CN101360839A; CA2636497A1; AU2006336024B2; ATE498695T1; TW200730633A; AU2006336024A1; RU2008133866A; ZA200806029B; US8123453B2; BRPI0620995B1; US20110002758A1; JP2009523908A; EP1987168B1; PL1987168T3; TWI400336B; JP5306825B2; CN101360839B; WO2007082605A1

Abstract

DISPOSITIVO DE CARREGAMENTO PARA UM FORNO DE CUBA. A presente invenção revela um dispositivo de carregamento (10) para um forno de cuba, que compreende ao menos um silo de carregamento (16, 18, 20) que possui um orifício de descarga (42, 44, 46) arranjado em uma posição fora do ceiitro em relação ao eixo central (15) do forno de cuba, e um dispositivo de distribuição de material (26) arranjado abaixo desse silo (16, 18, 20). O dispositivo de distribuição de material (26) compreende um canal de alimentação (28) coaxial ao eixo central (15) do forno e uma calha rotativa e articulável (30), que é arranjada abaixo do canal de alimentação (28) para distribuir uma carga no forno de cuba. O dispositivo de carregamento (10) também compreende uma caixa conectora (32) na forma de um funil, arranjada entre o dispositivo de distribuição de material (26) e o silo de carregamento (16, 18, 20). A caixa conectora (32) possui uma abertura de saída central inferior (34) que se comunica com o silo de carregamento (16, 18, 20), e ao menos uma abertura de entrada superior (36, 38, 40) que é arranjada fora do centro em relação ao eixo central (15) do forno e se comunica com o orificio de descarga (42, 44, 46) do silo (16,18, 20). De acordo com a invenção, o dispositivo de carregamento (10) compreende ao menos um espalhador (66, 68, 70) situado acima do dispositivo de distribuição (26), na trajetória do material descarregado a partir do orificio de descarga (42, 44, 46). O espalhador (66, 68, 70) permite que um fluxo de material (62) seja disperso em ambos os lados do canal de alimentação (28).

Description

RELATORIO DESCRITIVO

Pedido de Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE CARREGAMENTO PARA UM FORNO DE CUBA"

Introdução

Esta invenção se refere a um dispositivo para carregar um forno de cuba, especialmente um alto-forno, compreendendo ao menos um silo de carregamento, e geralmente diversos silos de carregamento que atuam normalmente como reservatórios pressurizados e estão conectados por uma caixa conectora a um dispositivo de distribuição de material com uma calha rotativa, e articulável, para distribuir a carga dentro do forno de cuba.

Estado da Técnica

Há um número considerável de dispositivos de carregamento desse tipo que equipam altos-fornos ao redor do mundo. Para um alto-forno, o carregamento normalmente ocorre da seguinte forma: quando um primeiro silo está sendo carregado sob pressão atmosférica, um segundo silo, que está então sob a pressão do alto-forno, descarrega sua carga através da caixa conectora para dentro de um canal de alimentação central do dispositivo de distribuição de material. Alimentada por esse canal central, a calha rotativa e articulável distribui a carga por sobre a superfície de carregamento do forno. Quando o segundo silo fica vazio, ele é isolado do forno e reduzido à pressão atmosférica para o reabastecimento. O primeiro silo ou, dependendo do caso, um terceiro silo, que fora previamente preenchido, é então colocado sob a pressão do alto-forno pronto para alimentar o dispositivo de distribuição de material.

Com esses dispositivos de carregamento, o fluxo de material que sai dos silos segue normalmente uma trajetória descentralizada com relação ao eixo central do forno, devido à posição excêntrica dos silos. Por conseguinte, a zona de impacto na calha rotativa e articulável é variável e assimétrica, e quando a calha estiver em sua posição retraída, desativada, o impacto sobre a superfície de carregamento do forno não será central. De um lado, o impacto assimétrico e variável sobre a calha complica o procedimento de distribuição, porque a distância na qual o material desliza ao longo da calha varia com a posição angular da calha e depende do silo que é utilizado. De outro lado, a trajetória excêntrica a partir da calha apresenta um problema, especialmente quando for desejado melhorar o desempenho de um alto-forno formando uma chaminé de coque na carga do forno em torno do eixo central do alto-forno. Utilizando-se os dispositivos de carregamento descritos acima, mal é possível formar essa chaminé de coque, uma vez que os dispositivos são incapazes de direcionar suas cargas com precisão em direção ao centro do forno. Várias soluções para esse problema foram propostas, por exemplo, nas patentes de Luxemburgo LU 85879, LU 86336 e; LU 86340 do Depositante. Nas instalações de carregamento clássicas, o material sendo carregado flui ao longo da parede inclinada da caixa conectora antes de atingir a calha rotativa e articulável. As soluções mencionadas acima consistem essencialmente em se fornecer um funil cônico adicional dentro da caixa conectora. O fluxo de saída desse funil é controlado por uma unidade de registro para formar uma retenção de material no funil. Desta forma, o fluxo de saída assimétrico para dentro da calha é reduzido ou eliminado. Contudo, essas soluções requerem a instalação de um procedimento de controle elaborado, assim como modificações substanciais e complexas ao dispositivo de carregamento clássico. A patente européia· EP 0 196 486 visa à redução dos efeitos de segregação que ocorrem durante o preenchimento de um funil suplementar do tipo geralmente conhecido a partir de LU 86340 ou de LU 86336. Para este fim, EP 0 196 486 sugere a utilização de um funil agudamente cônico com caixas anti-segregação internas e a rotação desse funil em torno do eixo do forno. EP 0 196 486, todavia, também aborda o problema de um impacto excêntrico sobre^a calha equipando a funil cônico com uma unidade de registro adicional em sua abertura de saída que fica arranjada coaxialmente ao eixo do forno de uma maneira conhecida em si, por ex., a partir de LU 86336. Uma sugestão alternativa para reduzir a desigualdade da distribuição de materiais de carga é dada no pedido de patente japonês JP 53 102804, que revela, ao invés de um dispositivo de registro adicional, um dispositivo de orientação afunilado articulável fornecido na abertura de saída da caixa conectora para controlar o ângulo de inclinação dó material que cai por sobre a calha de distribuição. Uma combinação deste último tipo de dispositivo com um dispositivo de registro semelhante aó de LU 86340, isto é, compreendendo um corpo movimentável verticalmente para criar uma pilha de material de carregamento dentro da caixa conectora, é sugerida no pedido de patente japonês JP 09 296206, que também visa à redução das componentes de velocidade horizontal no fluxo de saída do material. Umá desvantagem comum das soluções acima mencionadas é que elas requerem dispositivos operados e controlados ativamente, ou seja, dispositivos de registro ou de orientação, e os meios de acionamento e controle correspondentes. Uma configuração inteiramente passiva que aborda o problema do impacto excêntrico sobre a calha é sugerida no pedido de patente japonês JP 2002 121610. Esse pedido de patente revela um dispositivo de carregamento de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, incluindo, em particular, uma projeção de desvio ou um espalhador orientado verticalmente com uma certa altura mínima arranjado dentro da caixa conectora. De acordo com JP 2002 121610, um fluxo de saída mais centralizado pode ser obtido em virtude de um formato de duas partes específico das paredes da caixa conectora em combinação com a projeção de desvio vertical.

Objetivo da Invenção

E um objetivo da presente invenção propor um dispositivo de carregamento para um forno de cuba que permita, por meios simples, centralizar a trajetória da carga sobre o eixo central do forno.

Descrição Geral da Invenção

De acordo com a invenção, este objetivo é alcançado por um dispositivo de carregamento de forno de cuba que compreende ao menos um silo de carregamento com um orifício de descarga arranjado afastado em relação ao eixo central do forno de cuba, e um dispositivo de distribuição de material arranjado abaixo desse silo. O dispositivo de distribuição de material compreende um canal de alimentação coaxial ao eixo central do forno e uma calha rotativa e articulável abaixo do canal de alimentação projetada para distribuir uma carga para dentro do forno de cuba. O dispositivo de carregamento também compreende uma caixa conectora em forma de funil arranjada entre o dispositivo de distribuição de material e o silo de carregamento. Essa caixa conectora possui uma abertura de saída central inferior que se comunica com o canal de alimentação, e ao menos uma abertura de entrada superior arranjada afastada, ou seja, fora do centro, com relação ao eixo central do forno e que se comunica com o orifício de descarga do silo. De acordo com um aspecto importante da invenção, o dispositivo de carregamento compreende ao menos um meio de dispersão—um espalhador—situado acima do dispositivo de distribuição mencionado acima e na trajetória do material descarregado a partir do orifício de descarga, que permite a dispersão de um fluxo de material em ambos os lados do canal de alimentação mencionado acima.

Sabe-se que, devido à forma afunilada da caixa, os componentes horizontais da velocidade irão inevitavelmente estar comunicados a cada fluxo de material que entra fora do centro e passa através da caixa. Conseqüentemente, o fluxo que sai do canal de alimentação se torna excêntrico. Na calha rotativa e articulável, quando ela gira, esse fluxo excêntrico percorre distâncias de deslizamento variáveis. Com efeito, a zona de impacto sobre a calha depende do posicionamento rotacional relativo da calha quando o fluxo incidente não é coaxial. A distância de deslizamento percorrida sobre a calha governa o grau de desaceleração do material. O resultado é que a velocidade do material que sai da calha também depende do posicionamento rotacional da calha. Portanto, não é fácil obter um perfil de carga desejado de zonas circulares concêntricas, e o perfil obtido freqüentemente tende a ser um tanto elíptico. Além disso, a formação de uma chaminé de coque, caso isso seja desejado, é também prejudicada.

Ò espalhador de acordo com a invenção torna possível dividir um fluxo de material descarregado a partir do silo e dispersá-lo, na forma de ao menos dois fluxos separados, por sobre lados opostos das superfícies inclinadas da caixa conectora, isto é, em ambos os lados do canal de alimentação. Quando os "fluxos assim previamente separados pelo espalhador se juntam novamente, a colisão entre eles é suficiente para reduzir ou eliminar suas componentes horizontais de velocidade, desse modo criando um fluxo que é essencialmente centralizado, isto é, essencialmente coaxial ao eixo central do forno.

Considerando-se tal espalhador, será percebido que ele é mecànicamente simples e portanto confiável, que ele pode ser facilmente arranjado dentro da caixa conectora, e que sua instalação requer apenas poucas modificações aos dispositivos de carregamento conhecidos. De acordo com uma modalidade simples, o espalhador compreende uma placa espalhadora arranjada dentro da caixa conectora. De acordo com uma primeira variante da invenção, essa placa espalhadora é uma placa horizontal fixa. De acordo com uma segunda variante da invenção, essa placa espalhadora é uma placa articulável que pode ser articulada entre uma posição de operação e uma posição sem operação. Na posição de operação, à placa é geralmente posicionada horizontalmente de maneira a constituir um obstáculo transversal à direção do fluxo. Na posição sem operação, a placa é removida, por exemplo, ao longo da direção vertical, de maneira a não impedir o fluxo de material.

No caso de uma placa articulável, a placa espalhadora vantajosamente tem uma geometria que permite que ela cubra ao menos parcialmente o canal de alimentação quando em posição de operaçãov Uma placa articulável pode ser maior em área do que uma placa fixa. O fato de que ela possa cobrir ao menos parcialmente o canal de alimentação quando em posição de operação toma possível aperfeiçoar o espalhamento de material por todo o canal.

Em uma modalidade vantajosa, o espalhador também compreende uma borda de retenção por meio da qual um acúmulo de material pode ser retido no- espalhador. Tal acúmulo pode, em particular, reduzir os efeitos do desgaste abrasivo do espalhador. Para uma eficiente divisão e variedade do fluxo de material, o espalhador preferivelmente compreende dois lados opostos arranjados contiguamente com as paredes da caixa conectora.

Em uma modalidade vantajosa, o canal de alimentação compreende uma primeira seção tubular superior e uma segunda seção tubular inferior, sendo que a seção transversal horizontal da primeira e/ou da segunda seção tubular se afunila ao longo da direção do fluxo de material. Isto permite mais uma melhora no grau de centralização do fluxo de material na abertura de saída do canal de alimentação.

E evidente que a invenção se presta particularmente bem para um dispositivo dé carregamento que empregue diversos silos e para uso em altos- fornos. Será também percebido que o espalhador conforme descrito aqui pode ser facilmente incorporado dentro de um dispositivo de carregamento em existência y como um melhoramento. Em uma modalidade preferida, o dispositivo de carregamento compreende três silos de carregamento, cada um deles tendo um orifício de descarga afastado em relação ao eixo central do forno e compreendendo três espalhadores; cada orifício de descarga possuindo seu respectivo espalhador associado a ele.

Breve Descrição dos Desenhos

Outros recursos e características da invenção ficarão aparentes na descrição detalhada de duas formas de modalidade vantajosas apresentadas abaixo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

À Fig. 1 é uma seção transversal vertical, ao longo do eixo I-I na Fig. 2, que mostra um dispositivo de carregamento para um forno de cuba de acordo com uma primeira modalidade;

A Fig. 2 é uma seção transversal horizontal do dispositivo de acordo com a Fig. 1, mostrando os espalhadores;

A Fig. 3 é uma seção transversal vertical ao longo do eixo III-III na Fig. 4, que mostra um dispositivo de carregamento para um forno de cuba de acordo com uma segunda modalidade;

A Fig. 4 é uma seção transversal vertical através do dispositivo de acordo com a Fig. 3, mostrando outros espalhadores.

Descrição Detalhada com Referência aos Desenhos

Um dispositivo de carregamento, geralmente identificado pelo número de referência 10, é mostrado como um exemplo nas Figs. 1 e 3. Esse dispositivo de carregamento 10 equipa a garganta de um alto-forno 12, que não é mostrada em sua totalidade nos desenhos. O número de referência 15 identifica o eixo central desse alto-forno.

O dispositivo de carregamento 10 compreende, de uma maneira conhecida, um primeiro silo 16, um segundo silo 18 e um terceiro silo 20, que atuam como reservatórios pressurizados para o material a ser carregado. Somente as partes inferiores 22, 24 do primeiro e segundo silos 16, 18 são mostradas nps desenhos. Embora o terceiro silo 20 e sua parte inferior 25 estejam presentes, eles não são visíveis nas seções transversais. Nas Figs. 1 e 3, pode-se ver que os silos 16, 18 estão arranjados lado a lado, fora do centro em relação ao eixo central 15 do alto forno. O mesmo se aplica ao terceiro silo 20. Com efeito, os três silos 16, 18, 20 estão arranjados simetricamente em relação ao eixo central 15.

O número de referência 26 identifica geralmente um dispositivo de distribuição de material arranjado abaixo dos silos 16, 18, 20. Esse dispositivo de distribuição de material 26 compreende, de uma maneira conhecida, um canal de alimentação 28, e pode girar em torno do eixo central 15 e se articular em torno de um eixo de suspensão essencialmente horizontal, de modo a que seja capaz de distribuir a carga através da garganta 12 por sobre a superfície de carregamento do alto-forno (não mostrada).

Uma caixa conectora 32 é arranjada verticalmente entre o dispositivo de distribuição de material 26 e os silos 16, 18, 20. A caixa conectora 32 é essencialmente em forma afunilada. Ela compreende, de uma maneira conhecida, uma abertura de saída de descarga inferior 34 que se comunica com o canal de alimentação central 28 do dispositivo de distribuição de material 26, e três aberturas de entrada superiores 36, 38, 40 arranjadas simetricamente em relação ao eixo central 15 e conectadas às partes inferiores 22, 24, 25 dos silos 16, 18, 20. Somente as entradas 36 e 38 do primeiro e segundo silos 16 e 18 são mostradas nas Figs. 1 e 3. As partes inferiores 22, 24, 25 dos silos 16, 18, 20 são fornecidas com respectivos orifícios de descarga 42, 44, 46, dos quais somente os orifícios de descarga 42 e 44 são mostrados. Devido ao posicionamento dos silos 16, 18, 20, resulta que os orifícios de descarga 42, 44, 46 também são afastados do centro com relação ao eixo central 15 do alto-forno.

De uma maneira conhecida, para cada um dos silos 16, 18, 20, uma válvula de passagem de material 48, 50, 52 serve respectivamente para interromper e controlar o fluxo a ser descarregado alternativamente através de um dos orifícios de descarga 42, 44, 46. Uma válvula de vedação inferior 56, 58, 60 é associada a cada uma das válvulas de passagem de material 48, 50, 52 e serve para vedar o silo 16, 18, 20 em relação , ao àlto-forno. Deve-se notar também, que válvulas de vedação superior respectivas, montadas na extremidade superior do silo 16, 18, 20 e servindo para vedá-lo com relação à atmosfera externa, não são mostradas nos desenhos. À Fig. 1 mostra um fluxo 62 de material de carga sendo descarregado a partir do segundo silo 18 para ser distribuído pela calha rotativa e articulável 30, São também mostrados na Fig. 1 um primeiro espalhador 66 e um segundo espalhador 68. Um terceiro espalhador 70 associado ao terceiro silo 20 é mostrado na Fig. 2. Cada um desses espalhadores 66, 68, 70 está situado na trajetória natural do fluxo de material abaixo dos orifícios de descarga 36, 38, 40 a partir dos quais o material sai fluindo.

Na fase de carregamento, os espalhadores 66, 68, 70 servem para espalhar o fluxo de material e portanto dividi-lo e desviá-lo em direção a lados diferentes das paredes inclinadas da caixa conectora 32. Em particular, como pode ser visto nas Figs. 1 e 3 para o espalhador 68 e o fluxo 62, os espalhadores 66, 68, 70 servem para dividir o fluxo de material 62, por exemplo, essencialmente em dois fluxos parciais separados, como indicado pelas referências 62' e 62". Como eles são espalhados desta forma, esses fluxos 62' e 62" são direcionados para ambos os lados do canal de alimentação 28, para sobre partes opostas das paredes internas inclinadas da caixa conectora 32. Esses fluxos parciais 62', 62" são portanto distribuídos em ambos os lados de um plano que passa através do eixo central 15 e perpendicular ao plano das Figs. 1 e 3. As taxas de fluxo de massa dos fluxos parciais 62' e 62" são semelhantes. Será portanto notado que uma colisão entre os fluxos parciais 62' e 62" na região da abertura de saída de descarga inferior 34 da caixa conectora 32 irá resultar de seu desvio ao longo dos dois lados livres dos espalhadores 66, 68, 70. Essa colisão cria um únicò fluxo que é essencialmente coaxial ao eixo central 15. Será também percebido que a dispersão em dois fluxos parciais 62' e 62" è sua colisão irão reduzir substancialmente ou até mesmo eliminar as componentes de velocidade horizontais. Independentemente de qual dos silos 16, 18, 20 ele se origina, cada fluxo recombinado apresenta a mesma zona de impacto sobre a calha rotativa e articulável 30. Como essa zona de impacto é centrada sobre o - eixo central 15, em virtude do espalhador correspondente 66, 68, 70, será notado que a velocidade do material que sai da calha 30 é independente da posição rotacional da calha 30. Além disso, cada fluxo recombinado tem a vantagem de ter um impacto central sobre a superfície de carregamento do alto-forno quando a calha 30 é removida (isto é, tirada do caminho) e desativada, como mostrado na Fig. 1. Um exemplo de tal fluxo de material recombinado é indicado pelo número de referência 62"' nas Figs. 1 e 3 para uma descarga que sai do segundo silo 18.

A Fig. 2 mostra os três espalhadores 66, 68, 70 e seus posicionamentos dentro da caixa conectora 32. Os espalhadores 66, 68, 70 são arranjados simetricamente com relação ao eixo central 15. Cada um dos três espalhadores 66, 68, 70 mostrado na Fig. 2 compreende uma placa espalhadora 66', 68', 70' de formato retangular com uma borda de retenção 66", 68", 70".

Como é claramente visível na Fig. 1, as bordas de retenção 66", 68", 70" servem para reter um acúmulo 66"', 68"', 70"' de material, de forma cônica, sobre as placas espalhadoras 66', 68', 70'. Este acúmulo 66"', 68"', 70"' de material serve para reduzir a abrasão sobre a placa 66', 68', 70' resultante das quantidades consideráveis de material carregadas para dentro do alto-forno. As placas espalhàdoras 66', 68', 70' e as bordas de retenção 66", 68", 70" são feitas a partir de um material de elevada resistência mecânica, tal como aço resistente ao desgaste ou proteção de aço com um material cerâmico apropriado.

Na modalidade de acordo com as Figs. 1 e 2, as placas espalhadoras 66', 68', 70' estão fixas sem que possam se mexer, em uma posição horizontal dentro da caixa conectora 32. As placas espalhadoras 66', 68', 70' são separadas da parede inclinada da caixa conectora 32 por uma distância vertical permitindo as trajetórias dos fluxos em ambos os lados do cariai de alimentação 28 a serem obtidos. Esta distância vertical também permite a passagem de um fluxo parcial 62" abaixo da respectiva placa espalhadora 66', 68', 70'. As dimensões das placas espalhadoras fixas 66', 68', 70', especialmente de suas áreas de superfície, são escolhidas de modo a deixar uma passagem no lado do canal de alimentação 28 e no lado oposto a este último. Cada placa espalhadora 66', 68', 70' é arranjada essencialmente embaixo do orifício de descarga 36, 38, 40 no qual a placa é alocada. Como pode ser visto nas Figs. 1 e 2, o centro geométrico de cada uma das placas espalhadoras 66', 68', 70' é alinhado a um fluxo 62 em uma dada taxa de fluxo. Essa taxa de fluxo, que é definida pelo ajuste da respectiva válvula de passagem de material 48, 50, 52, é geralmente uma taxa de fluxo intermediária, menor do que a taxa máxima, como ilustrado nas Figs. 2 e 4. Com efeito, a caixa conectora 32, devido à sua forma afunilada, é capaz de centralizar o fluxo de material para altas taxas de fluxo, embora seja incapaz de fazer isto para taxas de fluxo intermediárias ou baixas. Será percebido que os espalhadores 66, 68, 70 oferecem uma solução para este problema. Na Fig. 2, os fluxos parciais 62' e:62"em ambos os lados do canal de alimentação 28 podem também ser vistos. O modo como o material é distribuído pelo espalhador 68 é aproximadamente indicado pelo conjunto de setas visíveis na Fig. 2. Será percebido que uma vez liberada a primeira descarga, cada um dos espalhadores 66, 68, 70 constituem um conjunto formado por uma placa espalhadora 66', 68', 70', um borda de retenção 66", 68", 70", e um acúmulo de material 66"', 68"', 70"'.

As Figs. 3 e 4 mostram uma outra modalidade. Nas Figs. 3 e 4, os elementos idênticos ou semelhantes aos mostrados nas Figs. 1 e 2 são indicados pelos mesmos números de referência. A modalidade nas Figs. 3 e 4 é similar em configuração e características, e então somente as diferenças serão descritas abaixo. As principais diferenças entre esta modalidade e a descrita acima consiste no modo como os espalhadores 166, 168, 170 são montados dentro da caixa conectora 32 e no formato das placas espálhadoras 166', 168', 170' que eles compreendem. A Fig. 3 também mostra a calha rotativa e articulável 30 em posição de operação, e o impacto do fluxo 62"', coaxial ao eixo central 15, por sobre a calha 30.

Como pode ser visto nas Figs. 3 e 4, a estrutura e o posicionamento dos espalhadores 166, 168, 170 são essencialmente semelhantes ao arranjo descrito acima. Contudo, pode ser visto claramente que os espalhadores 166, 168, 170, e especialmente suas placas espalhadoras 166', 168', 170', têm uma área de superfície maior. Para se tornar possível essa maior área de superfície sem bloquear a passagem do material de carga em direção à abertura de saída de descarga inferior 34 da caixa conectora 32, as placas espalhadoras 166', 168', 170' são montadas de forma articulável sobre eixos de articulação 80. Os eixos de articulação 80 giram em suportes na parede da caixa conectora 32 para formar um eixo de rotação para cada uma das placas espalhadoras 166', 168', 170'. Isto permite que cada uma das placas espalhadoras 166', 168', 170' seja articulada entre uma posição de parada essencialmente vertical, na qual ela não está em operação e não obstrui o fluxo de material, e uma posição de operação horizontal na qual a placa espalhadora 166', 168' ou 170' intercepta", divide e desvia o fluxo de material 62. Nas Figs. 3 e 4, o espalhador 168 é mostrado em posição de operação, enquanto que os espalhadores 166 e 170 estão em posição sem operação. A articulação desses espalhadores 166, 168, 170 pode ser vantajosamente acoplada ao acionamento da válvula de vedação correspondente 56, 58, 60. Pode-se ver também na Fig. 4 que o formato das placas espalhadoras 166', 168', 170' é pentagonal. Portanto, na posição de operação, parte de cada placa espalhadora 166', 168', 170' cobre parcialmente a abertura de saída de descarga inferior 34, e portanto o canal de alimentação 28, para melhorar o espalhamento de material em ambos os lados deste.

Retornando às Figs. I e 3, dois outros aspectos do dispositivo de carregamento 10 restam ser assinalados. O canal de alimentação 28 compreende uma primeira seção tubular superior 28' e uma segunda seção tubular inferior 28". O primeiro aspecto é que estas seções tubulares inferiores 28', 28" são afuniladas, isto é, que seus diâmetros diminuem em direção ao fundo. Isto permite uma focalização melhor dos fluxos 62"' determinados em taxas mais elevadas do que os mostrados nas Figs. 1 e 3 por sobre o eixo central 15. Para cada uma das seções tubulares 28', 28", esta diminuição èm diâmetro é adaptada ao aumento ná velocidade do fluxo de acordo com sua direção de saída, de modo a que se focalize o material sem prejudicar seu fluxo livre. Ó segundo aspecto é que a primeira seção tubular 28' se projeta até certo ponto para dentro da caixa conectora 32, como pode ser visto nas Figs. 1 e 3. Isso acarreta o efeito da criação de um obstáculo no caminho do material de carga sobre as paredes inclinadas da caixa conectora 32. O resultado é a formação de um acúmulo de material na forma de um declive, identificado pelo número de referência 90. Esta camada permanente de material 90 reduz consideravelmente o desgaste nas paredes inclinadas da caixa conectora 32.

Claims

1. Dispositivo de carregamento (10) para um forno de cuba (12), compreendendo: - ao menos um silo de carregamento (16, 18, 20) que possui um orifício de descarga (42, 44, 46), sendo o referido orifício de descarga (42, -44, 46) posicionado fora do centro com relação ao eixo central (15) do forno de cuba (12); - um dispositivo de distribuição de material (26) arranjado abaixo do referido silo (16, 18, 20), o referido dispositivo de distribuição de material (26) compreendendo um canal de alimentação (28) coaxial ao eixo central (15) do forno (12) e uma calha rotativa e articulável (30) arranjada abaixo do referido canal de alimentação (28) para distribuir uma carga no forno de cuba (12); e - uma caixa conectora (32) na forma de um funil com paredes internas inclinadas, sendo a referida caixa conectora (32) arranjada entre o referido dispositivo de distribuição de material (26) e o referido silo (16, 18, 20), e compreendendo uma abertura de saída inferior central (34) que se comunica com o referido canal de alimentação (28) e ao menos uma abertura de entrada superior (36, 38, 40) fora do centro em relação ao eixo central (15) do forno (12), e se comunicando com o referido orifício de descarga (42, 44, 46); - ao menos um espalhador (66, 68, 70) situado dentro da referida caixa conectora (32) acima do referido dispositivo de distribuição (26) na trajetória do material descarregado a partir do referido orifício de descarga (42,44,46); caracterizado por: - o referido espalhador (66, 68, 70) compreender uma placa espalhadora (66', 68', 70') que possui uma posição de operação geralmente horizontal, na qual ela constitui um obstáculo transversal à referida trajetória, para dispersar um fluxo de material a partir do referido orifício de descarga (42, -44, 46) em fluxos separados (62', 62") para ambos os lados do referido canal de alimentação (28), por sobre partes opostas das referidas paredes inclinadas, de maneira que uma colisão entre os referidos fluxos separados (62', 62") na região da referida abertura de saída inferior (34) crie um fluxo recombinado (62"') que seja essencialmente coaxial com o referido eixo central (15).

2. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela referida placa espalhadora (66', 68', 70') ser uma placa horizontal fixa.

3. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela referida placa espalhadora (66', 68', 70') ser uma placa articulável que possa ser articulada entre a referida posição de operação e uma posição de parada sem operação, na qual a placa (66', 68', 70') não obstrui a fluxo de máterial (62) a partir do referido orifício de descarga (42, 44, 46).

4. Dispositivo (10) de acordo cóm a reivindicação 3, caracterizado pela referida placa espalhadora (66', 68', 70') possuir uma geometria tal que ela cubra ao menos parcialmente o referido canal de alimentação (28) quando na posição de operação.

5. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela referida placa espalhadora (66', 68', -70') ter seu centro geométrico arranjado na referida trajetória.

6. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo referido espalhador (66, 68, 70) compreender ainda uma borda de retenção (66", 68", 70") capaz de reter um acúmulo (66'", 68"', 70"'-) de material sobre o referido espalhador (66, 68, 70).

7. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo referido espalhador (66, 68, 70) compreender dois lados opostos arranjados contiguamente às paredes da caixa conectora (32).

8. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo referido canal de alimentação (28) compreender uma primeira seção tubular superior (28') e uma segunda seção tubular inferior (28"), sendo que a seção transversal horizontal desta primeira e/ou segunda seções tubulares (28', 28") se afunila na direção do fluxo de material (62).

9. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender três silos de carregamento (16, 18, 20), cada um deles possuindo o seu respectivo orifício de descarga (42, - 44, 46) arranjado fora do centro em relação ao eixo central (15) do forno, e por compreender três espalhadores (66, 68, 70), sendo um respectivo espalhador (66, - 68, 70) associado a cada orifício (42, 44, 46) de descarga.

10. Alto-forno caracterizado por compreender um dispositivo de carregamento (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.

11. Método de centralização do fluxo de saída de um canal de alimentação (28) utilizando um dispositivo de carregamento (10) de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, caracterizado por: utilizar a referida placa espalhadora (66', 68', 70') em uma posição de operação geralmente horizontal, na qual ela constitui um obstáculo transversal à referida trajetória, para dispersar um fluxo de material (62) a partir do referido orifício de descarga em fluxos separados (62', 62") para ambos os lados do referido canal de alimentação (28) por sobre partes opostas das referidas paredes internas inclinadas; colidir os referidos fluxos separados (62', 62") na região da referida abertura de saída inferior (34), desse modo criando um fluxo recombinado (62"') que é essencialmente coaxial com ò referido eixo central (15).

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo referido fluxo recombinado (62'") causar impacto sobre a referida calha (30) em uma zona de impacto que é centrada sobre o referido eixo central (15).

13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo referido fluxo recombinado (62"') causar impacto centralmente sobre uma superfície de carregamento do referido alto-forno (12).

14. Método de acordo com a reivindicação 11, 12 ou 13, caracterizado pelas respectivas taxas de fluxo de massa dos referidos fluxos (62', 62") serem semelhantes.