BRPI0719022B1 - estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque - Google Patents

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BRPI0719022B1
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longitudinal
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BRPI0719022A
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Inventor
Uematsu Hiroshi
Yamamura Kazuto
Yokomizo Masahiko
Nakashima Yoshiaki
Original Assignee
Nippon Steel & Sumitomo Metal Corpora Tion
Nippon Steel Corp
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B29/00—Other details of coke ovens
    • C10B29/02—Brickwork, e.g. casings, linings, walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/04—Casings; Linings; Walls; Roofs characterised by the form, e.g. shape of the bricks or blocks used

Description

(54) Título: ESTRUTURA DE ALVENARIA DE TIJOLO PARA PAREDE DE FORNO DE COQUE (73) Titular: NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORA TION. Endereço: 6-1, Marunouchi 2-chome, Chiyodaku, Tokyo, 100-8071, JAPÃO(JP) (72) Inventor: MASAHIKO YOKOMIZO; KAZUTO YAMAMURA; HIROSHI UEMATSU; YOSHIAKI NAKASHIMA
Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 30/10/2018, observadas as condições legais
Expedida em: 30/10/2018
Assinado digitalmente por:
Liane Elizabeth Caldeira Lage
Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para ESTRUTURA DE ALVENARIA DE TIJOLO PARA PAREDE DE FORNO DE COQUE. CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a uma estrutura de alvenaria de 5 tijolo para parede de forno de coque, em particular à parte da estrutura de alvenaria de tijolo de um forno de coque de câmara que inclui as paredes de tijolo longitudinais que separam as câmaras de coque e as câmaras de combustão, e as paredes de tijolo aglutinantes que separam os canos de chaminé das câmaras de combustão adjacentes.
DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA
As câmaras de coque e as câmaras de combustão do forno de coque de câmara são colocadas de modo alternado. As partições que separam as câmaras de coque e as câmaras de combustão e as partições que separam os canos de chaminé das câmaras de combustão entre si são to15 dos formados como estruturas de alvenaria de tijolo. Como mostra a figura 9(a), as câmaras de coque 1 e a série de canos de chaminé da câmara de combustão 3 são separadas pelas partições 4 denominadas paredes de tijolo longitudinais, e os canos de chaminé da câmara de combustão 3 são separados uns dos outros por partições 5 denominadas paredes de tijolo aglu20 tinantes. Como mostra a figura 9(b), as paredes de tijolo longitudinais 4 podem ser ainda divididas em porções onde os canos de chaminé das câmaras de combustão 3 e das câmaras de coque 1 ficam voltados um para o outro (doravante por vezes denominadas regiões voltadas para os canos da chaminé 6) e porções circunscritas às regiões 8 nos prolongamentos das paredes aglutinantes (doravante por vezes denominadas regiões de interseção 7).
É necessário que as paredes de um forno de coque possuam uma resistência adequada contra as deformações térmicas induzidas pelo aquecimento desigual durante a construção, diferenças de temperatura da superfície durante as operações e outros de natureza similar, e várias pressões, tais como a pressão de expansão do carvão durante a extrusão do coque. Também é necessário que possuam uma margem de segurança a2 dequada contra o cambamento. Mais ainda, visto que o coqueamento em um forno de coque suporta o aquecimento indireto através de uma parede única, a impermeabilidade ao ar é essencial não apenas entre os canos de chaminé das câmaras de combustão e das câmaras de coque, mas também entre os canos de chaminé adjacentes das câmaras de combustão. Portanto, os tijolos individuais que formam as paredes do forno de coque precisam apresentar formas que sejam resistentes à deformação térmica e às forças externas. Além disso, eles devem garantir a impermeabilidade ao ar e uma boa condutividade térmica quando montados.
As Figuras 10(a), 10(b), 10(c), 10(d) e 10(e) mostram uma típica estrutura de alvenaria de tijolo de uma parede de forno. A estrutura usa três tipos de tijolos: tijolo 41 em forma de martelo centralizado sobre uma região de interseção 7 e que se estende transversalmente à parte de uma parede de tijolo longitudinal 4 e parte de uma parede de tijolo aglutinante 5, tijolo longitudinal 42 localizado em uma parede de tijolo longitudinal 4, e um tijolo aglutinante 43 localizado em uma parede de tijolo aglutinante 5. Na parede de tijolo longitudinal voltada para a câmara de coqueamento, os tijolos 41 em forma de martelo são colocados um em cada uma das paredes de tijolo aglutinante. Como mostra a figura 10(b), os tijolos 41 em forma de martelo são alternados em sequências empilhadas verticalmente.
As faces correspondentes 44 entre os tijolos são denominadas juntas. Como mostram as Figuras 10(c) e 10(d), cada junta 44 inclui uma lingueta na junta do sulco 45 que ajuda a aumentar a resistência e melhora a propriedade de vedação da estrutura de alvenaria de tijolo. No exemplo mostrado na figura 10(b), em decorrência da alternância dos tijolos 41 em forma de martelo nas sequências empilhadas verticalmente, a disposição das juntas verticais não é contínua, e sim deslocada em cada fila. A prática comum é assentar os tijolos de modo que as juntas irregulares permaneçam contínuas na direção horizontal.
Nas partes das paredes de tijolo longitudinais 4 localizadas nas regiões voltadas para os canos das chaminés 6 na estrutura de alvenaria do forno mostrada nas Figuras 10(a), 10(b), 10(c), 10(d) e 10(e), as juntas estão presentes em duas fileiras verticais por cano de chaminé. As juntas verticais não são contínuas. Em vez disso, as juntas e os tijolos longitudinais são dispostos alternadamente na direção vertical. Quando a estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque suporta danos, surgem trincas 51 nos tijolos longitudinais localizados entre as juntas das regiões de faceamento, e são formados vãos da junta 52 nas juntas das regiões voltadas para os canos da chaminé em contato com as trincas. Em decorrência da continuidade das trincas dos tijolos e dos vãos das juntas, ocorre com frequência que, como mostra a figura 10(e), trincas atravessantes verticais 53 sejam formadas na direção da altura do forno das paredes de tijolo longitudinais. Quando uma parede da câmara de coqueamento em que tenha ocorrido uma trinca atravessante vertical 53 encontra-se sob uma carga vertical, é possível que não seja capaz de suportar a carga, e os tijolos trincados na parede de tijolo longitudinal podem desmoronar.
A Publicação de Patente do Japão (A) N° 2005-307003 (Ό03) ensina a utilização de um tijolo angular em forma de U que faceia a câmara de coqueamento e envolve os canos da chaminé das câmaras de combustão para integrar estruturalmente um par de paredes de tijolo aglutinantes e a parede de tijolo longitudinal no sentido longitudinal do forno. Em cada uma das paredes de tijolo longitudinais, o tijolo em forma de U é disposto em cada um dos canos de chaminé das câmaras de combustão, os tijolos em forma de U adjacentes são conectados a um tijolo sólido retangular para formar a parede de tijolo longitudinal do forno. Como resultado, a parede de tijolo longitudinal não possui juntas, o que impede o surgimento de trincas térmi25 cas causadas pelos vãos da junta. Ainda, uma vez que as paredes de tijolo aglutinantes e as paredes de tijolo longitudinais estejam estruturalmente integradas, a disposição também oferece uma rigidez extremamente elevada em relação â parede lateral e uma carga concentrada localmente.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A estrutura de alvenaria de tijolo de Ό03 usa tijolos angulares em forma de U para unir estruturalmente o par de paredes de tijolo aglutinantes e a parede de tijolo longitudinal e possui como desvantagem o peso elevado do tijolo em forma de U. Para facilitar a manipulação durante a construção, em geral é necessário manter o peso unitário do tijolo igual ou inferior a 25 kg. O peso do tijolo em forma de U ensinado por Ό03 pode ser mantido em 25 kg reduzindo a altura do tijolo a cerca de 2/3 de seu tamanho original.
Contudo, o uso de tijolos que possuem 2/3 da altura usual oneraria o serviço de assentamento dos tijolos, pois exigiría um aumento de 1,5 vezes do número de sequências de tijolos no sentido da altura da câmara de coqueamento. Mais ainda, a redução do perfil do tijolo poderia incorrer em outros problemas. Por exemplo, os tijolos poderiam tornar-se mais suscetíveis à deformação durante a manipulação nas etapas de fabricação e queima do tijolo. A impossibilidade resultante da execução de uma estrutura de tijolo com ângulos perfeitos poderia dificultar a construção do forno.
O objetivo da presente invenção é fornecer uma estrutura de alvenaria de tijolo para uma parede de forno de coque do tipo câmara que inclua paredes de tijolo longitudinais que separam câmaras de coque e câmaras de combustão, e paredes de tijolo aglutinantes que separam canos de chaminé adjacentes da câmara de combustão, e essa estrutura de alvenaria de tijolo da parede do forno não sofre desmoronamento em função de trincas atravessantes verticais na parede de tijolo longitudinal, além de ser de fácil construção.
Os fundamentos da invenção estão descritos abaixo.
(1) Uma estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque que inclui uma parede longitudinal 4 que é uma parede que separa uma câmara de coqueamento 1 e as câmaras de combustão 2 e os tijolos de uma parede aglutinante 5 que é uma parede que separa uns dos outros os canos de chaminé da câmara de combustão 3, que compreende um tijolo A longitudinal 11 que é um tijolo em forma de U que combina integralmente parte da parede longitudinal 4 e parte da parede aglutinante 5; e um tijolo B longitudinal 12 que é o tijolo formador de parte da parede longitudinal 4;
em que um canto em forma de L do tijolo A longitudinal 11 é formado em um ponto dele que corresponde à parede longitudinal com um ombro 14 capaz de receber o tijolo B longitudinal 12, uma extremidade da porção da parede longitudinal do tijolo A longitudinal 11 no lado oposto do ombro constitui uma extremidade longitudinal 15 e o ajuste das extremidades longitudinais 15 dos dois tijolos A longitudinais 11 entre si forma uma parede longitudinal que separa um primeiro cano de chaminé da câmara de combustão 3a e da câmara de coqueamento 1, um tijolo B longitudinal 12 recebido em suas extremidades opostas pelos ombros 14 dos dois tijolos A longitudinais 11 dispostos com seus ombros 14 voltados um para o outro forma uma parede longitudinal que separa um segundo cano de chaminé da câmara de combustão 3b e da câmara de coqueamento 1, e o primeiro cano de chaminé da câmara de combustão 3a e o segundo cano de chaminé da câmara de combustão 3b são dispostos de modo alternado.
(2) uma estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com a reivindicação 1, em que a parede aglutinante 5 é formada por dois tijolos A longitudinais 11 e uma parede de tijolo aglutinante 13 disposta entre os dois tijolos A longitudinais 11.
(3) uma estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a estrutura de alvenaria de tijolo na parede de tijolo longitudinal 4 que separa os cano de chaminé da câmara de combustão 3 e a câmara de coqueamento 1 é formada pelo assentamento alternado de uma estrutura formada de tijolos A longitudinais 11 em contato uns com os outros e uma estrutura formada de um tijolo B longitudinal 12.
(4) uma estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que a distância entre as paredes aglutinantes de um cano de chaminé da câmara de combustão 3 é definida como Lo e uma junta 16 entre as extremidades longitudinais 15 dos tijolos A longitudinais está contida a ± 0,05 Lo a partir do centro do cano da chaminé 3, e em que as seguintes relações são satisfeitas:
3P / ab < H x W2 / L < 13000 <1>
3Ρ / ab < Η χ Β2 / (L + Β / 2) < 13000 <2>
onde W é a espessura da região longitudinal do tijolo A longitudinal 11, H é a altura do tijolo A longitudinal 11, B é a distância do ombro 14 do tijolo A longitudinal 11 até a superfície da parede aglutinante no lado oposto a partir do ombro 14 (superfície aglutinante S), e L é o comprimento longitudinal definido como a distância a partir da superfície aglutinante S até a extremidade longitudinal 15, desde que P seja a carga concentrada que atua sobre a junta entre as extremidades longitudinais dos tijolos A longitudinais e possua um valor de 2.000 kg a 5.000 kg, e ob seja a resistência ao arqueamento permitida do tijolo A longitudinal.
(5) uma estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o comprimento L do tijolo longitudinal 11 da câmara de combustão entre as paredes aglutinantes é de 200 a 500 mm, a espessura W da região longitudinal do tijolo A longitudinal é de 90 a 130 mm, a altura H do tijolo A longitudinal é de 100 a 150 mm, e a distância B do ombro do tijolo A longitudinal até a superfície da parede aglutinante no lado oposto do ombro (superfície aglutinante 1) é de 100 a 250 mm.
(6) uma estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que uma região do canto 18 onde a região longitudinal do tijolo A longitudinal 11 voltada para o cano de chaminé da câmara de combustão 3 e a parede de tijolo aglutinante 5 se tocam possui uma região R.
(7) uma estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que uma ou ambas as regiões aglutinantes do tijolo A longitudinal 11 e a parede de tijolo aglutinante 13 possui um furo atravessante 19 para formar um duto na parede aglutinante.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1(a) é uma vista plana que mostra uma estrutura de alvenaria de tijolo de acordo com a invenção.
A figura 1(b) é uma vista plana de um tijolo que é um componente de uma estrutura de alvenaria de tijolo da invenção.
A figura 1 (c) é uma vista plana de um tijolo que é um componente de uma estrutura de alvenaria de tijolo da invenção.
A figura 1(d) é uma vista plana de um tijolo que é um componente de uma estrutura de alvenaria de tijolo da invenção.
A figura 1(e) é uma vista lateral que mostra uma estrutura de alvenaria de tijolo de acordo com a invenção.
A figura 2 é uma vista plana que mostra a estrutura de alvenaria 10 de tijolo de acordo com a invenção.
A figura 3(a) é uma vista plana que mostra a estrutura de alvenaria de tijolo de acordo com a invenção.
A figura 3(b) é uma vista plana que mostra a estrutura de alvenaria de tijolo de acordo com a invenção.
A figura 3(c) é uma vista lateral que mostra a estrutura de alvenaria de tijolo de acordo com a invenção.
A figura 4 é uma vista plana que mostra a estrutura de alvenaria de tijolo de acordo com a invenção.
A figura 5 é uma vista em seção transversal em perspectiva que 20 mostra a estrutura de alvenaria de tijolo de acordo com a invenção.
A figura 6 é uma vista em seção transversal que mostra a estrutura de alvenaria de tijolo de acordo com a invenção.
A figura 7(a) é uma vista plana que mostra um tijolo de acordo com a invenção.
A figura 7(b) é uma vista plana que mostra um tijolo de acordo com a invenção.
A figura 8 é uma vista em seção transversal lateral que mostra a estrutura de alvenaria de tijolo de acordo com a invenção.
A figura 9(a) é um diagrama usado para explicar as partes indi30 viduais da alvenaria de tijolo.
A figura 9(b) é um diagrama usado para explicar as partes individuais da alvenaria de tijolo.
A figura 10(a) é uma vista plana que mostra a estrutura convencional da alvenaria de tijolo.
A figura 10(b) é uma vista lateral que mostra a estrutura convencional da alvenaria de tijolo.
A figura 10(c) é uma vista plana dos tijolos de uma estrutura convencional da alvenaria de tijolo.
A figura 10(d) é uma vista em seção transversal na direção da seta D-D na figura 10(c).
A figura 10(e) é uma vista lateral que mostra uma estrutura con10 vencional da alvenaria de tijolo.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Com referência às Figuras 9(a) e 9(b), na presente invenção, as paredes separadoras que apartam as câmaras de coque 1 e uma série das câmaras de combustão 2 são denominadas paredes de tijolo longitudinais
4 e as paredes separadoras que apartam os canos de chaminé da câmara de combustão 3 uns dos outros são denominadas paredes de tijolo aglutinantes 5. As paredes de tijolo longitudinais 4 podem ser ainda divididas em porções onde os canos de chaminé 3 e as câmaras de coque 1 estão voltados um para o outro (regiões voltadas para os canos da chaminé 6) e por20 ções contidas nas regiões 8 nos prolongamentos das paredes aglutinantes (regiões de interseção 7).
Como mostra a figura 1, a estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque de acordo com a presente invenção exige tijolos A longitudinais 11 e tijolos B longitudinais 12. Como mostra a figura 1 (b), o tijo25 Io A longitudinal 11 é um tijolo em forma de U que integra parte da parede longitudinal 4 e parte da parede de tijolo aglutinante 5. O tijolo A longitudinal 11 inclui uma região de interseção 7, e inclui ainda parte da parede longitudinal em contato com um dos lados da região de interseção 7, e parte da parede aglutinante em contato com a região de interseção 7. O canto em forma de L do tijolo A longitudinal 11 possui, em sua parte que corresponde à parede longitudinal (correspondente à região de interseção 7), um ombro para receber um tijolo B longitudinal 12. A extremidade da porção da pa9 rede longitudinal do tijolo A longitudinal 11 no lado oposto do ombro é daqui por diante denominada extremidade longitudinal 15. O tijolo B longitudinal 12 é um tijolo que forma parte da parede longitudinal. Como mostra a figura 1(c), sua forma substancialmente é a de um sólido retangular (paralelepípe5 do retangular).
Para conveniência da explicação, em princípio a descrição será realizada na presunção de que os primeiros canos de chaminé da câmara de combustão 3a e os segundos canos de chaminé da câmara de combustão 3b estejam dispostos conforme mostra a figura 1(a). Os primeiros canos de chaminé da câmara de combustão 3a e os segundos canos de chaminé da câmara de combustão 3b são dispostos alternadamente na série de câmaras de combustão colocada em paralelo às câmaras de coque. A parede longitudinal que separa o primeiro cano de chaminé da câmara de combustão 3a da câmara de coqueamento 1 é formada pelas extremidades longitudinais 15 de dois tijolos A longitudinais (11a, 11b) em contato um com o outro. Por outro lado, a parede longitudinal que separa o primeiro cano de chaminé da câmara de combustão 3b da câmara de coqueamento 1 é formada entre os ombros 14 opostos dos dois tijolos A longitudinais (11a, 11c) por um tijolo B longitudinal 12 cujas extremidades opostas são recebidas pelos ombros 14 de dois tijolos A longitudinais (11a, 11c).
Como mostra a figura 1 (b), o ombro 14 do tijolo A longitudinal 11 é formado na região de interseção 7. Como resultado, as faces compatíveis (junta 17) entre o ombro 14 do tijolo A longitudinal 11 e a extremidade do tijolo B longitudinal 12 estão situadas na região de interseção 7, isto é, na parede longitudinal contida na região 8 sobre um prolongamento da parede aglutinante.
As séries de câmaras de combustão são formadas em ambos os lados, estando as paredes longitudinais em contato com as câmaras de coque. E ambos os lados formam estruturas de alvenaria de tijolo que consis30 tem em tijolos A longitudinais e tijolos B longitudinais na forma precedente.
Na presente invenção, a parede de tijolo aglutinante 5 pode ser formada como mostra a figura 2 pela união das extremidades da parede aglutinante dos tijolos A longitudinais 11, sendo, no entanto, possível, como mostram as Figuras 1(a), 1 (b), 1(c), 1(d) e 1(e), intercalar uma parede de tijolo aglutinante 13 separada entre os tijolos A longitudinais 11 em lados opostos. O fornecimento da parede de tijolo aglutinante 13 separada é preferível, pois permite a redução do peso individual dos tijolos A longitudinais. Neste caso, a parede aglutinante é formada por dois tijolos A longitudinais e pela parede de tijolo aglutinante intercalada entre os dois tijolos A longitudinais.
Quando a sequência seguinte de tijolos for assentada sobre a sequência já assentada, presume-se que, como mostram as Figuras 3(a),
3(b) e 3(c), os primeiros canos de chaminé da câmara de combustão 3a e os segundos canos de chaminé da câmara de combustão 3b sejam intercambiados em relação à estimativa precedente. Especificamente, um cano de chaminé da câmara de combustão formado como um primeiro cano de chaminé da câmara de combustão 3a na primeira sequência (figura 3(a)) atra15 vés da união das extremidades longitudinais dos tijolos A longitudinais está na segunda sequência (figura 3(b)) formada como um segundo cano de chaminé da câmara de combustão 3b através da instalação de um tijolo B longitudinal. Em outras palavras, no assentamento dos tijolos da parede longitudinal, forma-se uma estrutura de alvenaria de tijolo que separa os canos de chaminé e as câmaras de coqueamento, como mostra a figura 3(c), assentando os tijolos de tal modo que as estruturas formadas pelo contato dos tijolos A longitudinais 11 uma com a outra e as estruturas formadas pelos tijolos B longitudinais 12 alternem. Impede-se, portanto, que as juntas se desloquem continuamente na direção vertical.
Com relação às paredes longitudinais em lados opostos dos canos de chaminé da câmara de combustão durante o assentamento de uma dada sequência, é possível, como mostra a figura 4, assentar tijolos sobre um lado assumindo que um cano de chaminé da câmara de combustão seja o cano de chaminé da câmara de combustão 3a e sobre o outro lado assen30 tar tijolos assumindo que o mesmo cano de chaminé da câmara de combustão seja um segundo cano de chaminé da câmara de combustão 3b.
Como mostra a figura 5, em uma estrutura de alvenaria de tijolo de acordo com a presente invenção, cada tijolo A longitudinal 11 em forma de L é conectado em sua extremidade longitudinal 15 ao tijolo A longitudinal 11 adjacente e também é montado na parede de tijolo aglutinante 5 associada. Como resultado, uma carga P atuando perpendicularmente à extremida5 de longitudinal 15 a partir da lateral da câmara de coqueamento pode ser gerada exclusivamente por uma sequência única de tijolos sem confiar na rigidez de uma sequência ou sequências adjacentes. Os tijolos B longitudinais 12 das sequências adjacentes entram em contado com a região da junta entre as extremidades longitudinais 15. Visto que as extremidades longi10 tudinais dos tijolos A longitudinais 11 em forma de L estejam unidas, uma carga de pressão atuando sobre a junta 16 entre as extremidades longitudinais produz uma força na direção de fechamento da junta 16. Portanto, nenhuma força é aplicada na direção da produção de uma trinca nos tijolos B longitudinais 12 das sequências adjacentes. Como resultado, o trincamento do tijolo não ocorre imediatamente nos tijolos B longitudinais 12 adjacentes à junta 16 entre as extremidades longitudinais. Mesmo que venha a ocorrer uma trinca em um dos tijolos B longitudinais 12 adjacentes e tal trinca progrida através da junta que une as extremidades longitudinais dos tijolos A longitudinais (a junta 16) para desenvolver uma trinca atravessante vertical, o fato de os tijolos A longitudinais possuírem uma rigidez autossustentada garante que a alvenaria de tijolo não desmorone no interior do cano de chaminé da câmara de combustão.
Mais ainda, conforme mencionado acima, quando uma carga perpendicular P atua sobre as extremidades longitudinais 15 a partir da late25 ral da câmara de coqueamento, é produzida uma força que atua na direção de fechamento da junta 16 entre as extremidades longitudinais, de modo que nenhum vão é formado na junta da extremidade longitudinal. Assim, qualquer trinca atravessante vertical que eventualmente seja formada é contida por uma força que atua no sentido de impedir a ampliação da trinca. Fica estabelecido, portanto, uma propriedade de resistência à trinca.
As juntas verticais formadas na parede longitudinal incluem não apenas as juntas 16 entre as extremidades longitudinais 15 dos tijolos A lon12 (as juntas 17). Estas últimas juntas estão localizadas nas regiões de interseção 7, isto é, no interior das regiões 8 sobre prolongamentos das paredes aglutinantes (Figuras 1(a), 1(b), 1(c), 1(d) e 1(e)). As juntas dispostas de tal maneira são caracterizadas pela resistência à formação de trincas atraves5 santes verticais.
Assim sendo, conforme será compreendido a partir da explicação precedente, na estrutura de alvenaria de tijolo da parede do forno, de acordo com a presente invenção, mesmo se uma trinca atravessante vertical fosse formada na junta entre as extremidades longitudinais dos tijolos A lon10 gitudinais 11 (a junta 15) (formada na região voltada para o cano da chaminé 6), a trinca não poderia desenvolver-se com facilidade, de modo a garantir que a parede do forno não desmorone. Além disso, a probabilidade de haver a formação de uma trinca atravessante vertical na junta entre um tijolo A longitudinal 11 e um tijolo B longitudinal 12 (junta 17) (formado na região de interseção 7) é baixa desde o início. Uma estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque de acordo com a invenção pode, portanto, impedir o desmoronamento dos tijolos trincados como resultado do trincamento atravessante vertical.
As dimensões da parede longitudinal formada onde dois tijolos A longitudinais 11 se unem em suas extremidades longitudinais serão explicadas com referência à figura 6. O comprimento da parede longitudinal La do tijolo A longitudinal 11a (distância a partir da superfície da parede aglutinante no lado oposto do ombro (superfície aglutinante S) em relação à extremidade externa da extremidade longitudinal) pode ser igual ou diferente do com25 primento da parede longitudinal Lb do tijolo A longitudinal 11b. Quando os comprimentos da parede longitudinal La e Lb forem iguais, a junta 16 entre as extremidades longitudinais estará localizada no centro da parede longitudinal C. Quando La e Lb forem diferentes, a junta estará afastada do centro C.
Afirmar que a junta 16 entre as extremidades longitudinais está afastada do centro C significa que o comprimento da parede longitudinal La é pequeno e que o comprimento da parede longitudinal Lb é grande, porém, quando um ou outro dos comprimentos da parede longitudinal é excessivamente longo, a resistências das regiões longitudinais dos tijolos A longitudinais 11 diminui. Na presente invenção, quando os comprimentos do cano da chaminé da câmara de combustão entre as paredes aglutinantes forem defi5 nidos como Lo, é preferível, sob o ponto de vista de manter uma resistência adequada dos tijolos A longitudinais para a junta entre as extremidades longitudinais dos tijolos A longitudinais, que eles permaneçam na faixa de ± 0,05 Lo a partir do centro C.
Ademais, como mostra a figura 5, a espessura da região 10 longitudinal do tijolo A longitudinal 11 é definida como W (mm), a altura do tijolo A longitudinal 11 como H (mm), a distância a partir do ombro 14 do tijolo A longitudinal 11 em relação à superfície da parede aglutinante no lado oposto do ombro (superfície aglutinante S) como B (mm), e a distância a partir da superfície aglutinante S em relação à extremidade longitudinal como o comprimento longitudinal L. Na presente invenção, é desejável satisfazer:
3P/ob<HxW2/L< 13000 <1>
3P/ob<HxB2/(L + B/2)< 13000 <2>
A forma dos termos médios das fórmulas pode ser derivada da equação teórica para o momento de arqueamento da região de largura mais 20 estreita nas adjacências do tijolo A longitudinal.
P (kg) é a carga concentrada atuante sobre a junta entre as extremidades longitudinais de dois tijolos A longitudinais e ob (kg/mm2) é a tensão de arqueamento permissível do tijolo A longitudinal. 2.000 kg é o valor adotado como a carga concentrada P. O tijolo pode ser ainda aprimorado em termos de resistência aumentando P até a maior faixa entre 2.000 kg e 5.000 kg. Os tijolos de sílica comuns possuem um b de cerca de 0,6 a 1,0 kg/mm2.
Quando a carga concentrada é aplicada à extremidade longitudinal, a tensão de tração máxima atua sobre o tijolo A longitudinal nas adja30 cências da raiz longitudinal e da raiz do ombro. Se as dimensões e a forma do tijolo A longitudinal satisfizerem o lado esquerdo das Fórmulas <1> e <2>, a tensão de tração máxima sob a carga concentrada pode ser mantida na tensão permissível, é possível inibir a ocorrência de trincamento atravessante, e garantir a resistência e a rigidez do tijolo A longitudinal em relação à tensão de arqueamento. Mais ainda, obtendo-se um bom equilíbrio entre os valores de H, W e B, uma estrutura bem-equilibrada que minimize o peso unitário do tijolo pode ser estabelecida. O aumento da altura do tijolo H aliado ao baixo peso torna possível reduzir o número de sequências, aumentando desta forma a capacidade construtiva da alvenaria de tijolos. Além disso, a execução do processamento (fabricação) dos tijolos pode ser aprimorada (nenhuma deformação térmica de espessura e altura) para inibir o trinca10 mento atravessante (garantir a espessura requerida), aumentando assim a segurança através da prevenção ao vazamento de gás e outros similares. Também torna possível estabelecer a área de seção transversal do cano da chaminé que é necessária para uma boa eficiência de transferência de calor, e aprimorar a capacidade construtiva da alvenaria de tijolo (reduzir o número de sequências).
A razão para tornar os lados direitos das Fórmulas <1> e <2> iguais ou inferiores a 13.000 (mm2) é evitar a excessiva redução de rigidez, a ocorrência de tensão e problemas de produção relacionados à forma igualando ao máximo possível a largura, profundidade e altura do tijolo.
Nesta invenção, se o comprimento Lo do cano da chaminé entre as paredes aglutinantes das câmaras de combustão for demasiadamente pequeno, o desempenho da combustão é reduzido devido ao espaço insuficiente no interior das câmaras de combustão. Se for demasiadamente grande, o comprimento da parede longitudinal aumenta para reduzir a rigidez do tijolo longitudinal, que, por sua vez, reduz a rigidez da parede do forno. Tais problemas não surgem se o comprimento Lo inter parede aglutinante estiver na faixa de 200 a 500 mm. Se a espessura W da região longitudinal do tijolo A longitudinal for demasiadamente fina, a rigidez do tijolo longitudinal decresce para diminuir a rigidez da parede do forno. Se for demasiadamente grande, a transferência de calor a partir das câmaras de combustão diminui para reduzir a eficiência do forno de coque. Tais problemas não surgem se a espessura W da região longitudinal estiver na faixa de 90 a 130 mm. Se a altura H do tijolo A longitudinal for demasiadamente pequena, o número de sequências de tijolos na direção da altura da câmara de coqueamento precisa ser incrementada, o que aumenta a quantidade do serviço de assentamento. Além disso, o tijolo mais fino é mais suscetível à deformação durante o manuseio no momento da fabricação do tijolo e da queima. A impossibilidade de executar uma estrutura de tijolos com ângulos perfeitos é um dos fatores que dificulta a construção do forno. Se a altura H for demasiadamente grande, a manipulação do tijolo é impedida pelo aumento do peso da unidade de tijolo. Tais problemas não surgem se a altura H estiver na faixa de
100 a 150 mm. Se a distância B a partir do ombro do tijolo A longitudinal em relação à superfície da parede aglutinante no lado oposto do ombro (superfície aglutinante S) for muito pequena, a rigidez do tijolo longitudinal contra a rotação diminui. Se for demasiadamente grande, a transferência de calor proveniente das câmaras de combustão diminui para baixar a eficiência do forno de coque. Tais problemas não surgem se a distância B estiver na faixa de 100 a 250 mm.
O tijolo A longitudinal da invenção possui substancialmente a forma de L e inclui a região longitudinal voltada para o cano de chaminé da câmara de combustão e para a região do canto que entra em contato com a parede aglutinante (figura 7(a)). Nesta invenção, como mostra a figura 7(b), a região do canto 18 preferencialmente possui uma região encurvada R. A presença da região curva R mitiga a concentração de tensão e aumenta a rigidez contra o arqueamento. 0 raio de curvatura da região encurvada R é desejavelmente equivalente ou maior que cerca de 1/3 a 1/2 da espessura
W do tijolo longitudinal (cerca de 50 mm).
As paredes aglutinantes são equipadas algumas vezes com dutos de passagem de ar para combustão em múltiplos estágios conduzidos como uma contramedida NOx. Na presente invenção, como mostra a figura 8, é possível fornecer furos atravessantes 19 nas regiões de aglutinação dos tijolos A longitudinais 11 ou nos tijolos aglutinantes 13 ou em ambas e para formar os dutos da parede aglutinante dos furos atravessantes 19. Isto é preferível, pois permite que os furos atravessantes sejam usados sem modifica16 ção, assim como os dutos de combustão de múltiplos estágios. APLICABILIDADE INDUSTRIAL
A estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque de acordo com a presente invenção usa tijolos A longitudinais para formar juntas na parede de tijolo longitudinal. O tijolo A longitudinal é formado de modo a conter uma forma em L que cobre a parede longitudinal e a parede aglutinante, e por isto pode suportar a tensão que atua perpendicular à parede de tijolo longitudinal. Mesmo se uma trinca atravessante vertical tiver que ser formada ao longo das juntas da parede longitudinal, os tijolos não desmoronam no interior do cano da chaminé. Pelo fato de até mesmo o maior dos tijolos A longitudinais 11 ocupar meramente uma porção da parede longitudinal e uma porção da parede aglutinante, o peso unitário do tijolo pode ser reduzido em relação ao peso de acordo com a Publicação de Patente Japonesa (A) N° 2005-307003, de modo que a carga de trabalho possa ser mantida em nível baixo sem a necessidade de reduzir a altura do tijolo.

Claims (8)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque que inclui tijolos de uma parede longitudinal (4) que é uma parede que separa uma câmara de coqueamento (1) e uma câmara de combustão (3) e tijolos de uma parede aglutinante (5) que é uma parede que separa uns dos outros os canos de chaminé da câmara de combustão (3a, 3b), caracterizada pelo fato de que compreende:
    um tijolo A longitudinal (11) que é um tijolo em forma de U que combina integralmente parte da parede longitudinal e parte da parede aglutinante; e um tijolo B longitudinal (12) que é o tijolo formador de parte da parede longitudinal;
    em que um canto em forma de L do tijolo A longitudinal é formado em um ponto dele que corresponde à parede longitudinal com um ombro (14) capaz de receber o tijolo B longitudinal, uma extremidade da porção da parede longitudinal (15) do tijolo A longitudinal no lado oposto do ombro constitui uma extremidade longitudinal e o ajuste das extremidades longitudinais dos dois tijolos A longitudinais entre si forma uma parede longitudinal que separa um primeiro cano de chaminé da câmara de combustão (3a) e da câmara de coqueamento, um tijolo B longitudinal recebido em suas extremidades opostas pelos ombros dos dois tijolos A longitudinais dispostos com seus ombros voltados um para o outro forma uma parede longitudinal que separa um segundo cano de chaminé da câmara de combustão (3b) e da câmara de coqueamento, e o primeiro cano de chaminé da câmara de combustão e o segundo cano de chaminé da câmara de combustão são dispostos de modo alternado.
  2. 2. Estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a parede aglutinante (5) é formada por dois tijolos A longitudinais (11, 11), e a parede de tijolo aglutinante (13) é disposta entre os dois tijolos A longitudinais.
  3. 3. Estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a
    13/01/2017, pág. 8/13 estrutura de alvenaria de tijolo na parede de tijolo longitudinal (4) que separa o cano de chaminé da câmara de combustão (3) e da câmara de coqueamento (1) é formada pelo assentamento de forma alternada de uma estrutura formada de tijolos A longitudinais (11, 11) em contato uns com os
    5 outros e uma estrutura formada de um tijolo B longitudinal (12).
  4. 4. Estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a distância entre paredes aglutinantes de um cano de chaminé 10 da câmara de combustão é definida como Lo e a junta entre as extremidades longitudinais dos tijolos A longitudinais está na faixa de ± 0,05 Lo a partir do centro do cano da chaminé, e em que as seguintes relações são satisfeitas:
    3P / ab < H xW2 / L < 13000 <1>
    15 3P / ab < Η x B2 / (L + B / 2) < 13000 <2>
    onde W é a espessura da região longitudinal do tijolo A longitudinal, H é a altura do tijolo A longitudinal, B é a distância do ombro do tijolo A longitudinal até a superfície da parede aglutinante no lado oposto a partir do ombro (superfície aglutinante S), e L é o comprimento longitudinal
    20 definido como a distância a partir da superfície aglutinante S até a extremidade longitudinal, desde que P seja a carga concentrada que atua sobre a junta entre as extremidades longitudinais dos tijolos A longitudinais e possua um valor de 2.000 kg a 5.000 kg, e ab seja a resistência ao arqueamento
    25 permitida do tijolo A longitudinal.
  5. 5. Estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o comprimento Lo do cano da chaminé 3 da câmara de combustão entre as paredes aglutinantes é de 200 a 500 mm, a espessura
    30 W da região longitudinal do tijolo A longitudinal é de 90 a 130mm, a altura H do tijolo A longitidunal é de 100 a 150 mm, e a distância B do ombro do tijolo
    A longitudinal até a superfície da parede aglutinante no lado oposto do
    Petição 870170002748, de 13/01/2017, pág. 9/13 ombro (superfície aglutinante S) é de 100 a 250 mm.
  6. 6. Estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que uma região do canto (18) onde a região longitudinal (4) do tijolo
    5 A longitudinal (11) voltada para o cano de chaminé da câmara de combustão (3a) e a parede de tijolo aglutinante (5) se tocam possui uma região encurvada R.
  7. 7. Estrutura de alvenaria de tijolo para parede de forno de coque, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo
  8. 10 fato de que uma ou ambas as regiões aglutinantes do tijolo A longitudinal (11) e da parede de tijolo aglutinante (13) possui um furo atravessante (19) para formar um duto na parede aglutinante.
    Petição 870170002748, de 13/01/2017, pág. 10/13
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