ES2210951T3 - Procedimiento y dispositivo para insuflar particulas solidas en un horno de cuba. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para insuflar partículas sólidas en un horno de cuba, especialmente un alto horno, en el que se alimentan las partículas sólidas a la corriente de viento caliente de las toberas de inyección de viento (5) por medio de una corriente de transporte gaseosa conducida por lanzas de insuflado (6), siendo solicitada la corriente de transporte gaseosa inmediatamente antes de su entrada en una lanza de insuflado con un medio gaseoso cuya presión es en este punto superior a la presión de la corriente de transporte, caracterizado porque el medio se introduce en la corriente de transporte de modo que se arremolinan las partículas sólidas incorporadas en la corriente de transporte, aumentando así la velocidad de flujo, y se someten dichas partículas a un movimiento en espiral orientado en direc ción a la salida de la lanza.

Description

Procedimiento y dispositivo para insuflar partículas sólidas en un horno de cuba.

La invención concierne a un procedimiento y un dispositivo para insuflar partículas sólidas en un horno de cuba, especialmente un alto horno, en el que se aportan las partículas sólidas a la corriente de viento caliente de las toberas de inyección de viento por medio de una corriente de transporte gaseosa.

Para hacer funcionar altos hornos y otros hornos de cuba comparables es conocido alimentar combustibles adicionales al proceso metalúrgico a través de las toberas de inyección de viento. Aparte de combustibles adicionales líquidos, como, por ejemplo, petróleo de calefacción, se alimentan también portadores de energía sólidos al horno a través de equipos de transporte neumáticos adecuados. Estos combustibles, generalmente en forma de polvo, son añadidos a la corriente de viento caliente y transportados al interior del horno mediante solicitación con un gas portador a través de tuberías que vienen de un recipiente de reserva, pasando a través de cámaras de descarga y lanzas de insuflado correspondientemente conformadas.

Un procedimiento para alimentar una mezcla combustible en forma de polvo se ha descrito, por ejemplo, en la publicación según DE 30 50 394. Según este procedimiento, la mezcla combustible en forma de polvo es solicitada inmediatamente después de su salida de una cámara de descarga en cada tubería con un chorro de gas dirigido en sentido contrario a la corriente de transporte. Se pretende asegurar así la capacidad de transporte de las partículas combustibles incorporadas en el gas de transporte.

La patente US-A-5 070 797 describe el insuflado adicional de aire comprimido en una corriente de transporte de partículas combustibles sólidas antes de su entrada en una corriente de aire caliente de una tubería de alimentación de viento caliente a un horno de cuba.

Aparte de la utilización de combustibles adicionales pulverulentos en forma de polvos de carbón o de coque, es conocido utilizar granulados de plástico o productos de desecho del proceso de aprovechamiento de coches viejos, como, por ejemplo, la fracción ligera de trituración, después de una preparación correspondiente, como combustible adicional en un alto horno. Sin embargo, estos materiales tienen más tendencia a producir obstrucciones en las tuberías que los combustibles pulverulentos normales y ocasionan perturbaciones en el suministro de combustible adicional a las distintas lanzas de insuflado. Se hace frente a este estado aumentando la velocidad de flujo de la corriente de transporte. A pesar de estas medidas, no se pueden evitar perturbaciones en el funcionamiento de tales instalaciones. Debido al aumento de la velocidad de flujo de la corriente de transporte se presenta en las tuberías un mayor desgaste que conduce a un elevado coste de reparaciones de la instalación. Además, las obstrucciones producidas en el sistema de transporte neumático conducen en grado reforzado a fallos en las lanzas de insuflado, ya que no se proporciona entonces una refrigeración de dichas lanzas de insuflado por medio de la corriente de transporte. Por otra parte, un suministro inestable de combustible adicional a las distintas toberas de inyección de viento tiene repercusiones sobre un desarrollo continuo de los procesos metalúrgicos en el alto horno.

El cometido de la invención consiste en encontrar un procedimiento y un dispositivo con los que se transporten combustibles adicionales en forma de partículas sólidas, como, por ejemplo, granulados del proceso de tratamiento de plásticos viejos, polvos u otros materiales pulverulentos y sus mezclas, por medio de una corriente de transporte gaseosa, hasta la corriente de viento caliente de las toberas de inyección de viento de un horno de cuba, especialmente un alto horno, de modo que, disminuyendo la solicitación de presión usual hasta ahora del sistema de transporte después de una cámara de descarga de un equipo de transporte neumático, se pueden evitar perturbaciones en el suministro de estos combustibles adicionales al horno, reducir el coste de mantenimiento y reparación de tales instalaciones y garantizar condiciones más favorables para una combustión de las partículas sólidas en la zona de fusión del horno.

Según la invención, el problema se resuelve de conformidad con las reivindicaciones 1 a 6.

Según el documento FR-A-2 681 417, figuras 8 y 9, en una tubería de viento caliente que conduce a un horno de cuba está dispuesto un tubo central para una corriente de transporte de combustible adicional sólido y gas. Delante de la desembocadura de la tubería de viento caliente en el horno y oblicuamente con respecto a la misma están dispuestas unas tuberías de alimentación de oxígeno que arremolinan el combustible adicional en forma de espiral. En contraste con la invención, el arremolinamiento se efectúa únicamente en la tubería de viento y no antes de introducir la corriente de transporte en la tubería de viento de la tobera.

El documento EP-A-44 096 describe la alimentación de partículas combustibles sólidas y arremolinamiento en una tobera de inyección de viento caliente de un alto horno por medio de tuberías de derivación que desembocan oblicuamente en la tobera de inyección de viento y que están unidas a través de un codo de tubo. A diferencia de lo que ocurre en la presente invención, la alimentación no se efectúa antes, sino en la tobera de inyección de viento.

La solicitación de la corriente de transporte según la invención con un medio gaseoso inmediatamente antes de la entrada de las partículas sólidas en la lanza de insuflado hace posible una desagregación y arremolinamiento de las partículas sólidas antes de su entrada en la corriente de viento caliente de una tobera de inyección de viento, junto con un aumento simultáneo de la velocidad de flujo de la corriente de transporte. La introducción adicional de un medio gaseoso en la dirección de la lanza de insuflado con una presión que es un múltiplo de la del medio de transporte en este tramo de tubo, es generada en la parte antepuesta de la tubería correspondiente por una acción de succión que reduce considerablemente el riesgo de obstrucciones en este tramo de tubo amenazado hasta ahora. La introducción en forma de espiral del medio gaseoso en la corriente de transporte inmediatamente antes de su entrada en la lanza de insuflado hace posible una formación estable de la corriente de transporte, con lo que es posible transportar las partículas sólidas hasta bastante dentro de la zona de fusión del horno.

Mediante la solicitación de la corriente de transporte con un medio gaseoso adicional antes de una lanza de insuflado se asegura que, al presentarse una obstrucción en la tubería que conduce a cada lanza de insuflado, no sea ya posible que se quemen las lanzas, puesto que se garantiza la refrigeración de la lanza de insuflado con el medio gaseoso adicional.

Seguidamente, se explicarán con más detalle el procedimiento según la invención y el dispositivo correspondiente haciendo referencia a un ejemplo de ejecución. En los dibujos correspondientes muestran:

la figura 1, un alzado lateral del dispositivo,

la figura 2, una vista en planta del dispositivo,

la figura 3, la unión de un codo de tubo con un tramo de tubo, y

la figura 4, el dispositivo en estado montado.

El ejemplo de ejecución se refiere al insuflado de partículas sólidas, como por ejemplo, granulado de plástico o componentes preparados derivados de la fracción ligera de trituración, que, en el marco de una explotación ecológica, se alimentan como portador de energía al proceso de un alto horno a través de las toberas de inyección de viento 5. Las partículas sólidas son transportadas aquí bajo solicitación de presión desde un recipiente de reserva, a través de tuberías, hasta la zona de las toberas de inyección de viento 5 del alto horno. La presión usual al comienzo del trayecto de transporte de 2,2 a 2,5 bares puede reducirse aplicando el procedimiento según la invención y el dispositivo correspondiente hasta 1,6 a 2,0 bares. En función del trayecto de transporte, que puede ser diferente según el tamaño del horno y el número de recipientes de reserva, se ajusta al final del trayecto de transporte una presión de 0,2 a 0,5 bares. Las partículas sólidas son añadidas a la corriente de viento caliente a través de lanzas de insuflado 6 dispuestas en las toberas de inyección de viento y alimentadas así al interior del horno. A este fin, inmediatamente antes de una lanza de insuflado 6, la tubería correspondiente está unida con el dispositivo según la invención a través de una válvula 4. El dispositivo está montado entre la lanza de insuflado 6 y la válvula 4 y está unido con éstas convenientemente por medio de uniones de atornillamiento dispuestas en ambos lados. Este dispositivo consiste en un tramo de tubo 1 y un codo de tubo 2 unido fijamente con dicho tramo de tubo 1 y dispuesto bajo un ángulo de aproximadamente 30º con respecto al eje de simetría del tramo de tubo 1. En el perímetro del tramo de tubo 1 están practicadas en un plano vertical correspondiente al eje de simetría del tramo de tubo 1 dos aberturas decaladas una respecto de otra, cuyo tamaño corresponde al diámetro interior del codo de tubo 2. El tramo de tubo 1 y los dos extremos del codo de tubo 2 están unidos entre sí en la zona de las aberturas de una manera hermética a los gases, preferiblemente por medio de una unión de soldadura como la que puede apreciarse en la figura 3. El codo de tubo 2 presenta una acometida 3 para una tubería de aire comprimido. La acometida 3 está dispuesta en el punto culminante superior del codo de tubo 2, estando formada la unión de modo que puede circular aire comprimido a través de la acometida 3 y el codo de tubo 2 hasta el tramo de tubo 1. El aire comprimido se toma, con una presión de aproximadamente 5 a 6 bares, de la red de conducciones instalada en el alto horno y se alimenta al dispositivo según la invención a través de una válvula de retención que no se ha representado con detalle. Debido a la diferencia de presión existente se produce un efecto de succión en la tubería para las partículas sólidas, con lo que se evitan formaciones de sedimentos o taponamientos en el tramo trasero de la tubería. La disposición decalada de los extremos del codo de tubo en el tramo de tubo 1 puede apreciarse en la figura 1. Esta provoca una desagregación y arremolinamiento de las partículas sólidas en la zona situada detrás de las desembocaduras de tubo en el tramo de tubo 1. La disposición de los extremos del codo de tubo en un ángulo de 801 con el eje de simetría del tramo de tubo 1 genera un movimiento en espiral de las partículas sólidas en dirección a la lanza 6. Esta ejecución está representada en la figura 2. El diámetro interior del tramo de tubo 1 es igual al diámetro interior de la lanza de insuflado pospuesta 6 para evitar acciones negativas sobre la corriente de transporte.

Relación de símbolos de referencia empleados

1

Tramo de tubo

2

Codo de tubo

3

Acometida

4

Válvula

5

Tobera de inyección de viento

6

Lanza de insuflado

Claims (6)

1. Procedimiento para insuflar partículas sólidas en un horno de cuba, especialmente un alto horno, en el que se alimentan las partículas sólidas a la corriente de viento caliente de las toberas de inyección de viento (5) por medio de una corriente de transporte gaseosa conducida por lanzas de insuflado (6), siendo solicitada la corriente de transporte gaseosa inmediatamente antes de su entrada en una lanza de insuflado con un medio gaseoso cuya presión es en este punto superior a la presión de la corriente de transporte, caracterizado porque el medio se introduce en la corriente de transporte de modo que se arremolinan las partículas sólidas incorporadas en la corriente de transporte, aumentando así la velocidad de flujo, y se someten dichas partículas a un movimiento en espiral orientado en dirección a la salida de la lanza.

2. Dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento según la reivindicación 1, con una lanza de insuflado (6) que desemboca en una tobera de inyección de viento (5) para una corriente de transporte de un gas que contiene partículas sólidas y con un tramo de tubo (1) antepuesto a la lanza de insuflado (6), que presenta al menos dos desembocaduras de tubo opuestas y decaladas una respecto de otra para la alimentación de gas, caracterizado porque las desembocaduras de tubo están unidas una con otra a través de un codo de tubo (2) en el que está dispuesta una acometida (3) para un medio gaseoso.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el codo de tubo (2) está dispuesto bajo un ángulo de 20º a 40º con el eje de simetría del tramo de tubo (1).

4. Dispositivo según las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque las desembocaduras de tubo en el tramo de tubo (1) están decaladas a la misma distancia del eje de simetría del tramo de tubo (1).

5. Dispositivo según las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque las desembocaduras del tubo están dispuestas bajo un ángulo de menos de 90º, preferiblemente entre 80º y 70º, con el eje de simetría del tramo de tubo (1).

6. Dispositivo según las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el tramo de tubo (1) presenta el mismo diámetro interior que la lanza de insuflado (6).