BRPI1007955A2

BRPI1007955A2 - blast furnace damping method and device

Info

Publication number: BRPI1007955A2
Application number: BRPI1007955A
Authority: BR
Inventors: Marcos De Jesus Nonato
Original assignee: Usinas Siderúrgicas De Minas Gerais S A Usiminas
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2015-11-10

Abstract

método e dispositivo de abafamento de alto-forno. a presente invenção se refere a um método e um dispositivo de abafamento de alto-forno, que tem como objetivo diminuir o efeito desfavorável de resfriamento dos altos-fornos, quando ocorrerem paradas programadas ou acidentais nos altos-fornos, além de possibilitar o retorno da operaçào de maneira segura e rápida, aumentando a disponibilidade do alto-forno.blast furnace damping method and device. The present invention relates to a method and a blast furnace muffle device which aims to reduce the unfavorable cooling effect of the blast furnaces when programmed or accidental shutdowns occur in the blast furnaces, and enable the return of the safely and quickly, increasing the availability of the blast furnace.

Description

MÉTODO E DISPOSITIVO DE ABAFAMENTO DE ALTO-FORNOHIGH-OVEN COVERING METHOD AND DEVICE

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção se refere a um método e um dispositivo de abafamento de alto-forno, que tem como objetivo diminuir o efeito desfavorável de resfriamento dos altos-fornos, quando ocorrerem as paradas programadas ou acidentais nos mesmos, além de possibilitar a retirada do dispositivo no retorno da operação com menor tempo e esforço físico do operador, aumentando a disponibilidade do forno. 0 objeto desta invenção poderá ser utilizado em todas as empresas siderúrgicas, que façam o uso de altos-fornos. nFQpPTfiÍA nn t? emann πδ φϊπμτπά —·3·—-..,1.-1.-.... O alto- forno é um reator metalúrgico de contra corrente, construído na forma semelhante a uma chaminé, numa estrutura alta feita de aço e revestida internamente com tijolos refratários. O carregamento de matéria-prima é feito pela parte superior do forno, onde é adicionada uma carga sólida (1) (coque, minério, sínter e pelotas). A carga sólida, alimentada pelo topo, desce por gravidade reagindo com o gás que sobe.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method and a blast furnace damping device which aims to reduce the unfavorable cooling effect of blast furnaces when programmed or accidental shutdowns occur and to enable removal of the device upon return of operation with less time and physical effort of the operator, increasing the availability of the oven. The object of this invention may be used in all steel companies using blast furnaces. nFQpPTfiIA nn t? emann πδ φϊπμτπά - · 3 · —- .., 1.-1.-.... The blast furnace is a counter-current metallurgical reactor, built in the shape of a chimney, in a tall structure made of steel and coated internally with refractory bricks. Raw material is loaded from the top of the furnace where a solid load (1) (coke, ore, sinter and pellets) is added. The top-fed solid charge goes down by gravity reacting with rising gas.

Uma injeção de ar quente é feita na parte inferior através de uma tubulação denominada anel de vento (2) e distribuído para dentro do forno através do algaraviz (3) e ventaneira (4) . Em frente às ventaneiras ο O2, presente no ar, reage com o coque formando monóxido de carbono (CO) que ascende o forno reduzindo o óxido de ferro presente na carga que desce contra a corrente. A carga aquece e reage quimicamente pela redução dos óxidos de ferro e liberação de gases. Como produto, é fornecido o ferro gusa e como subproduto a escória (mistura de óxidos não reduzidos), que são vazados pelo cadinho, através do furo de gusa, ambos no estado líquido.A hot air injection is made at the bottom through a pipe called wind ring (2) and distributed into the furnace through the gutter (3) and vent (4). In front of the gasses ο O2, present in the air, reacts with the coke forming carbon monoxide (CO) that ascends the furnace reducing the iron oxide present in the charge that goes down against the current. The charge heats up and reacts chemically by reducing iron oxides and releasing gases. As a product, pig iron is supplied and as a by-product the slag (mixture of non-reduced oxides), which is poured through the crucible through the hole in the crucible, both in liquid form.

Uma vez iniciada a campanha de um alto-forno, ele será operado continuamente de 4 a 10 anos com paradas curtas para manutenções planejadas.Once the blast furnace campaign begins, it will be operated continuously for 4 to 10 years with short shutdowns for planned maintenance.

Nas paradas programadas ou acidentais que ocorrem em altos-fornos, o sopro do ar quente, através das ventaneiras, é interrompido, com o objetivo de parar o processo e oferecer a condição de realizar as intervenções necessárias. Com a interrupção do fornecimento do ar, há uma tendência de queda de temperatura no interior do forno, o que não é uma situação favorável, principalmente para restabelecer a condição de retorno de operação. Para diminuir este efeito de- resfriamento, . realiza-se o abafamento do forno na região do algaraviz (3), próximo às ventaneiras (4).At scheduled or accidental shutdowns that occur in blast furnaces, the blast of hot air through the vents is interrupted to stop the process and provide the condition to perform the necessary interventions. With the interruption of the air supply, there is a tendency of temperature drop inside the oven, which is not a favorable situation, mainly to restore the return to operation condition. To decrease this cooling effect,. the oven is muffled in the algaraviz region (3), near the ventaneiras (4).

Uma das técnicas atualmente praticada é a injeção de uma massa refratária conhecida como chamote (6), através de uma abertura no cotovelo próximo ao algaraviz (3), local de introdução (5) do chamote (6), conforme figura 2. Uma vez solidificada, esta massa possibilita a vedação total da passagem do ar que alimenta o alto-forno. O problema que esta técnica oferece está na retirada do chamote (6), na preparação para o retorno de operação ou para a realização de inspeções periódicas antes do retorno, que ocorrem normalmente de 12 em 12 horas. Esta tarefa é feita de forma manual, demandando grande esforço físico dos operadores, além de aumentar a exposição ao risco de segurança, consumindo em torno de 1 hora para realizar todo o serviço de retirada da massa das trinta ventaneiras. O documento de patente JP 2006-006157, publicado em 5 de outubro de 2006, divulga um dispositivo para bloqueio e um método de conexão do mesmo para conectá-lo a um alto-forno no momento de paradas do alto-forno, onde os trabalhos de colocação e remoção do dispositivo são facilmente realizados e a observação no forno pode ser executada. 0 dispositivo é provido de um tubo contendo uma esponja elástica e um tubo oco, para observação da parte interna do forno intimamente conectada com o membro de conexão.One of the techniques currently practiced is the injection of a refractory mass known as chamote (6) through an opening in the elbow next to the gutter (3), place of introduction (5) of chamote (6), as shown in figure 2. Once solidified, this mass makes it possible to completely seal the air passage that feeds the blast furnace. The problem that this technique offers is the removal of the chamote (6), the preparation for the return to operation or the periodic pre-return inspections that normally take place every 12 hours. This task is done manually, demanding great physical effort from the operators, as well as increasing the exposure to the security risk, consuming around 1 hour to perform the entire service of removing the mass of the thirty wind turbines. Patent Document JP 2006-006157, published October 5, 2006, discloses a locking device and a method of connecting it to connect it to a blast furnace at the time of blast furnace shutdowns where work The placement and removal of the device is easily performed and observation in the oven can be performed. The device is provided with a tube containing an elastic sponge and a hollow tube for observing the inner part of the oven intimately connected with the connecting member.

Porém, o dispositivo, por ser constituído de esponja elástica, que não possui a .mesma resistência de .um disco ' metálico,, possui uma durabilidade menor que o dispositivo da presente invenção. -Além disso, apesar de possuir um mecanismo para visualização do forno, de acordo com a posição em que o dispositivo está situado, possui um campo de visão muito restrito, dando uma visualização imprecisa da real situação no interior do forno. A patente JP 09-315135, publicada em 8 de junho de 1999, descreve um método para fechamento e ventilação do algaraviz durante o processo de queima e aumento de calor em altos-fornos que executa uma inserção de um material isolante dentro de uma ventaneira através de uma vara. O material isolante fica posicionado próximo à entrada da ventaneira, dessa maneira evita-se que a esponja derreta ou queime. O material isolante pode ser resinas porosas elásticas como poliuretano e cloreto de polivinila. Porém, o dispositivo, por ser constituído de esponja elástica, que não possui a mesma resistência de um disco metálico, possui uma durabilidade menor que o dispositivo da presente invenção. A patente JP 61-086395, publicada em 24 de outubro de 1987, divulga um método e aparelho para selar um algaraviz durante a parada de um alto-forno, através da inserção de uma embalagem em forma de anel dentro do algaraviz, pressionando fortemente a embalagem com duas folhas de material de placa e alterando a mesma no sentido diametral do algaraviz no momento da vedação do algaraviz, durante a parada de um alto-forno.However, the device, being made of an elastic sponge, which does not have the same resistance as a metal disk, has a lower durability than the device of the present invention. -Also, although it has a mechanism for viewing the oven, according to the position in which the device is situated, it has a very narrow field of view, giving an inaccurate view of the actual situation inside the oven. JP 09-315135, published June 8, 1999, describes a method for closing and venting the gusset during the blast furnace burning and heat raising process that performs an insertion of an insulating material into a vent through of a stick. The insulating material is positioned close to the vent inlet, thus preventing the sponge from melting or burning. The insulating material may be elastic porous resins such as polyurethane and polyvinyl chloride. However, the device, being made of elastic sponge, which does not have the same resistance as a metal disk, has a lower durability than the device of the present invention. JP 61-086395, published October 24, 1987, discloses a method and apparatus for sealing a guinea pig during a blast furnace shutdown by inserting a ring-shaped package into the gusset by strongly pressing the Packing with two sheets of board material and changing it diametrically from the gutter at the time of sealing the gutter when stopping a blast furnace.

As duas folhas de material de placa consistem de um núcleo composto de fibras cerâmicas resilientes e cordas. A patente JP 55-14897 5, publicada em 7 de maio de 1982, divulga um método de vedação do algaraviz na parada do alto-forno, que serve para fechar o algaraviz com um material de vedação em um curto espaço de tempo, envolvendo o material de vedação em torno do algaraviz com um bocal inserido ali, através da cavidade do algaraviz no fechamento do algaraviz, na parada de -um alto-forno.The two sheets of plate material consist of a core composed of resilient ceramic fibers and ropes. JP 55-14897 5, issued May 7, 1982, discloses a method of sealing the gutter at the blast furnace stop, which serves to close the gutter with a sealing material in a short time involving the sealing material around the housing with a nozzle inserted there through the housing cavity at the housing closing at the stop of a blast furnace.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção é um dispositivo de abafamento de alto-forno constituído por um disco de vedação metálico (9), uma haste metálica (10) e uma alavanca de manuseio e trava (11), sendo que a haste metálica (10), em uma de suas extremidades, é fixado o disco de vedação metálico (9) e na outra extremidade, a alavanca de manuseio e trava (11). A presente invenção constitui também de um método de abafamento de alto-forno, no qual, através da abertura (7) no cotovelo do algaraviz (3), introduz o dispositivo com o seu lado do disco metálico dentro do algaraviz (3) até que o disco transpasse a curva do mesmo e, posteriormente, é introduzido material isolante (8), composto de fibra cerâmica (8), também pela abertura (7) do algaraviz (3), até atingir o disco metálico (9), permitindo assim uma vedação entre o dispositivo e a parede refratária do algaraviz (3).SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a blast furnace muffler consisting of a metal sealing disc (9), a metal shank (10) and a locking lever (11), with the metal shank (10 ), at one end, the metal sealing disc (9) is fixed and at the other end, the handling lever and lock (11). The present invention is also a method of blast furnace muffling, whereby through the opening (7) in the gusset elbow (3), the device is introduced with its metal disc side into the gusset (3) until the disc crosses the curve and thereafter an insulating material (8) composed of ceramic fiber (8) is introduced, also by opening (7) the algariz (3), until reaching the metal disc (9), thus allowing a seal between the device and the refractory wall of the gusset (3).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 mostra os detalhes do alto-forno do estado da técnica. A figura 2 mostra o detalhe do local onde é realizado o abafamento com o chamote do estado da técnica. A figura 3 mostra os detalhes da montagem do dispositivo de - abafamento de alto-forno da presente invenção. A figura 4 mostra o dispositivo para o abafamento de alto-forno da presente invenção.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows the details of the prior art blast furnace. Figure 2 shows the detail of the place where the state of the art chamote muffling is performed. Figure 3 shows the assembly details of the blast furnace damping device of the present invention. Figure 4 shows the blast furnace muffle device of the present invention.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Para a solução dos problemas citados na técnica anterior, foi desenvolvido um método e um dispositivo para abafamento de alto-forno, conforme descrito nesta invenção. O dispositivo (9, 10, 11) consiste de uma haste metálica (10), na qual em uma das extremidades, é fixado um disco metálico de vedação (9) e na outra, uma alavanca de manuseio e trava (11, e material isolante (8) de fibra cerâmica, conforme Figura 4. O método consiste em introduzir o dispositivo (9, 10, 11), na abertura (7) no cotovelo do algaraviz (3), onde o dispositivo (9, 10, 11) com o seu lado do disco metálico (9) dentro do algaraviz (3) até que o disco transpasse a curva do mesmo. Depois, é introduzido um material isolante (8), também pela abertura (7) do algaraviz (3), até atingir o disco metálico (9), conforme Figura 3, permitindo assim uma perfeita vedação entre o dispositivo e a parede refratária do algaraviz (3) e também o isolamento térmico entre o interior do forno e o canal de passagem de ar no algaraviz (3) e ventaneira (4).To solve the problems cited in the prior art, a blast furnace muffling method and device has been developed as described in this invention. The device (9, 10, 11) consists of a metal rod (10), on which at one end a metal sealing disc (9) is fixed and at the other, a locking lever (11) and material ceramic fiber insulation (8) as shown in Figure 4. The method is to insert the device (9, 10, 11) into the opening (7) at the elbow of the housing (3), where the device (9, 10, 11) with its side of the metal disc (9) within the housing (3) until the disk passes the curve thereof, then an insulating material (8) is introduced through the opening (7) of the housing (3) until reach the metal disc (9), as shown in Figure 3, thus allowing a perfect sealing between the device and the refractory wall of the housing (3) and also the thermal insulation between the interior of the oven and the air passage channel in the housing (3). ) and fan (4).

Com a utilização deste dispositivo (9, 10, 11), foi possível obter o abafamento do Alto-Forno, com a vantagem de possibilitar a retirada do dispositivo (9, 10, 11) no retorno de operação, com um menor esforço físico do operador, menor exposição do operador ao risco de acidente operacional, além de aumentar a disponibilidade do forno, pois a tarefa de retirada de todos os dispositivos - é realizada em 15 minutos, enquanto que a técnica anterior leva em torno de 1 hora. O abafamento da presente invenção reduz, portanto, o tempo de retorno do alto-forno· para operação em 45 minutos em relação à técnica anterior.With the use of this device (9, 10, 11), it was possible to suppress the blast furnace, with the advantage of allowing the removal of the device (9, 10, 11) in the return of operation, with a lower physical effort. operator, less operator exposure to the risk of operational accident, and increase the availability of the oven, since the removal of all devices - is done in 15 minutes, while the previous technique takes around 1 hour. The muffling of the present invention therefore reduces the return time of the blast furnace for operation by 45 minutes compared to the prior art.

Embora a versão preferida da invenção tenha sido ilustrada e descrita, deve ser compreendido que a invenção não é assim tão limitada. Numerosas modificações, mudanças, variações, substituições e equivalentes ocorrerão para aqueles habilitados na tecnologia sem desviar do espírito e escopo da presente invenção, conforme definido pelo quadro reivindicatório desta invenção, descrito a seguir.Although the preferred version of the invention has been illustrated and described, it should be understood that the invention is not so limited. Numerous modifications, changes, variations, substitutions, and equivalents will occur to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention, as defined by the claiming framework of this invention, described below.

Claims

1. Blast furnace muffler, characterized in that it comprises a metal sealing disc (9), a metal rod (10) and a locking lever (11), insulating material (8).

Device according to Claim 1, characterized in that the metal shank (10) is secured at one end to the metal sealing disc (9) and at the other by the locking lever (11). ).

Device according to Claim 1, characterized in that the insulating material (8) is a ceramic fiber.

4. High muffler method, characterized in that the device (9, 10, 11) with its side of the metal disc (9) is inserted through the opening (7) into the elbow of the gutter (3). of the housing (3) until the disc crosses the curve thereof, where the insulating material (8) is then introduced, also through the opening (7) of the housing (3), until reaching the metal disk (9), thus allowing a seal between the device (9, 10, 11) and the refractory wall of the gusset (3).