ES2215728T3 - Horno metalurgico provisto con chapas refrigeradoras de cobre. - Google Patents
Horno metalurgico provisto con chapas refrigeradoras de cobre.Info
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Abstract
Horno metalúrgico provisto con un revestimiento refractario y una chapa exterior de blindaje (15) del horno, tal como alto horno, horno de fundición u horno de reducción de la fundición, con placas de refrigeración de cobre (10, 10¿), que están dispuestas, recorridas por una corriente de refrigerante, entre la chapa de blindaje (15) del horno y la pared refractaria, estando conducidos tubos de refrigerante (13, 14) de la placa de refrigeración de cobre (10, 10¿) para la alimentación y la descarga del refrigerante a través de la chapa de blindaje (15) del horno hacia el exterior y estando unidos por soldadura de forma hermética al gas con la chapa de blindaje (15) del horno, caracterizado porque la placa de refrigeración de cobre (10, 10¿) está unida sin juego en todas las direcciones espaciales, adicionalmente a la fijación a través de los tubos de refrigerante (13, 14) soldados con la chapa de blindaje (15) del horno, por medio de al menos un elemento de fijación (11) de punto fijo, soldado con la chapa de blindaje (15) del horno, por ejemplo con un bulón de fijación, con la chapa de blindaje (15) del horno.
Description
Horno metalúrgico provisto con chapas
refrigeradoras de cobre.
La invención se refiere a un horno metalúrgico
provisto con un revestimiento refractario y una chapa exterior de
blindaje del horno, tal como alto horno, horno de fundición u horno
de reducción de la fundición, con una placa de refrigeración de
cobre, que está dispuesta, recorrida por una corriente de
refrigerante, entre la chapa de blindaje del horno y la pared
refractaria, estando conducidos tubos de refrigerante de la placa de
refrigeración de cobre para la alimentación y la descarga del
refrigerante a través de la chapa de blindaje del horno hacia el
exterior y estando unidos por soldadura de forma hermética al gas
con la chapa de blindaje del horno.
Las placas de refrigeración de cobre (llamadas
varas de cobre) o de una aleación de cobre de baja aleación con
canales de refrigerante dispuestos en su interior, producidas a
través de laminación, forjado o fundición, tienen en el caso normal
cuatro tubos de refrigerante en el lado superior y cuatro tubos de
refrigerante en el lado inferior, pudiendo estar, sin embargo,
también, menos o más tubos de refrigerante, de acuerdo con el número
de los canales de refrigerante existentes.
Se conoce fijar placas de refrigeración de un
sistema de refrigeración del horno de diferentes manera en la
superficie interior de la chapa de blindaje del horno. Debido a la
dilatación térmica variable de las placas de refrigeración con
diferentes cargas térmicas, condicionado por el funcionamiento del
horno, tiene una gran importancia el tipo de fijación de las placas
de refrigeración.
Así, por ejemplo, se conoce por el documento
DE-C-710 923 suspender placas de
refrigeración, que son retenidas por medio de sus tubos de entrada y
salida de agua, encajados a través del blindaje del horno,
adicionalmente por medio de levas de retención y de soporte en el
blindaje del horno.
De una manera similar, se propone en el documento
US-A-5 904 803 proveer las placas de
refrigeración con una escotadura, en la que encaja un pivote de
soporte del blindaje de alto horno y de esta manera suspenderlas en
el blindaje del horno.
En el documento
EP-A-0 837 144 se fija igualmente la
placa de refrigeración suspendida en el blindaje del horno,
presentando las placas de refrigeración ganchos, que encajan en
ganchos soldados en el blindaje del horno. Los ganchos de la placa
de refrigeración pueden estar configurados en este caso como carril
para la colocación mejorada de la placa de refrigeración.
En el documento
DE-A-198 06 788 se propone una
fijación de otro tipo. Aquí la placa de refrigeración está provista
con una rosca, que está guiada a través del blindaje del horno, con
lo que se puede fijar la placa de refrigeración en el blindaje del
horno a través de unión con tornillos.
Además, se conoce por el documento DE 27 43 380
A1 fijar placas de refrigeración fabricadas a partir de fundición de
hierro en el blindaje del horno de un alto horno con tornillos, que
están provistos con una campana de obturación hacia fuera. En este
tipo de fijación es un inconveniente que, cuando se aplican cargas
térmicas altas a las placas de refrigeración, se dilatan estos
tornillos de fijación y se pueden mover las placas de refrigeración
en dirección al centro del horno, con lo que circula gas caliente
del horno a través del intersticio entre las placas de refrigeración
y el blindaje del horno y calienta de forma incontrolada el blindaje
del horno.
Por lo tanto, en el documento DE 31 00 321 C1 se
propone fundir en las placas de refrigeración tubos de protección,
que rodean a distancia los tubos de refrigerante en la zona de los
orificios de paso del blindaje del horno, estando cerrados
herméticamente los orificios en el blindaje del horno contra salida
de los gases del horno y sirviendo al menos uno de estos hornos de
protección, a través de la soldadura fija en el blindaje del horno,
como soporte fijo y estando configurados otros tubos de protección,
que se encuentran en el mismo plano, como soportes que se pueden
desplazar horizontalmente. Además, al menos un tubo de protección,
que está colocado opuesto a estos tubos de protección que sirven
como soporte fijo, está configurado como soporte que se puede
desplazar verticalmente y los otros tubos de protección, que se
encuentran en este plano, están configurados como soporte suelto.
Cada tubo de refrigerante está conectado, a través de un disco, con
un compensador metálico, que está rodeado por una carcasa de
protección y está soldado de forma hermética al gas directamente o a
través de un racor tubular en el blindaje del horno, para cerrar
herméticamente el punto de fijación de la placa de refrigeración por
medio de tubos de protección frente a una salida no deseada de gas
del horno.
Se conoce por el documento DE 296 08 464 U1 fijar
la placa de refrigeración exclusivamente con la ayuda de sus tubos
de refrigerante en el blindaje del horno. En este caso, los tubos de
refrigerante son conducidos a través de taladros en el blindaje del
horno y son unidos elásticamente con el blindaje del horno, por una
parte, por medio de un compensador soldado en un apéndice del tubo
y, por otra parte, por medio de un punto de soldadura entre el
compensador y el tubo de refrigerante.
El cometido de la invención es indicar una
fijación para placas de refrigeración de cobre en un blindaje del
horno, con lo que se puede montar y desmontar sin gasto grande la
placa de refrigeración de cobre sin mayor gasto y que permite que se
pueda prescindir de al menos una parte de los compensadores
habituales en otro caso y que es resistente también frente a cargas
térmicas variables.
El cometido planteado se soluciona en un horno
metálico con placas de refrigeración de cobre del tipo mencionado al
principio según las características de la reivindicación 1 porque la
placa de refrigeración de cobre está unida sin juego en todas las
direcciones espaciales, adicionalmente a la fijación a través de los
tubos de refrigerante soldados con la chapa de blindaje del horno,
por medio de al menos un elemento de fijación de punto fijo, soldado
con la chapa de blindaje del horno, por ejemplo con un bulón de
fijación, con la chapa de blindaje del horno. En este caso, según la
invención, son concebibles dos variantes de fijación básicas, que se
pueden aplicar según el tamaño de la placa de refrigeración de cobre
y el número de los canales de refrigerante o bien de los tubos de
refrigerante.
Por ejemplo, es posible suspender la placa de
refrigeración de cobre en un bulón de fijación o en otro elemento de
fijación, que se encuentran en la proximidad inmediata de los tubos
de refrigerante superiores y/o inferiores, que pasan a través del
blindaje del horno. El elemento de fijación está unido en este caso
con el blindaje del horno y con la placa de refrigeración de cobre
de tal forma que el elemento de fijación actúa como punto fijo en
todas las direcciones espaciales. La proximidad inmediata del punto
de fijación a los tubos de refrigerante, por una parte, así como la
dilatación térmica muy baja del cobre, por otra parte, conducen a
que las dilataciones térmicas previsibles en virtud de las
oscilaciones de la temperatura relativamente entre el elemento de
fijación y los tubos de refrigerante vecinos sean tan reducidas que
se puede prescindir de los compensadores en estos tubos de
refrigerante. Por lo tanto, los tubos de refrigerante se pueden
soldar directamente, es decir, sin compensadores, con el blindaje
del horno y de esta manera representan otros puntos fijos. Los
restantes tubos de refrigerante son fijados, como era habitual hasta
ahora, con compensadores en la chapa de blindaje del horno y
representan, por lo tanto, puntos sueltos en todas las direcciones
espaciales. Además, la placa de refrigeración de cobre está unida en
otros puntos sueltos por medio de elementos de fijación
correspondientes, por ejemplo tornillos, con la chapa de blindaje
del horno, a través de los cuales son posibles movimientos en
dirección vertical / horizontal en virtud de la dilatación
térmica.
Otra variante para la fijación de una placa de
refrigeración de cobre consiste en proveer la placa de refrigeración
de cobre con al menos un elemento de fijación de punto fijo
-aproximadamente en el centro de la placa de refrigeración de
cobre-. La placa de refrigeración de cobre, provista con elementos
adicionales de fijación de punto suelto, se puede soldar totalmente
sin compensadores en la chapa de blindaje del horno, actuando
entonces todos los tubos de refrigerante como otros puntos fijos.
Las dilataciones térmicas previsibles entre los puntos fijos
presentes de esta manera son tan reducidas que se pueden pasar por
alto y de esta manera no se necesitan compensadores. La omisión de
los compensadores representa una ventaja considerable debido al
gasto reducido de montaje y de soldadura, puesto que debería
soldarse de forma hermética al gas un compensador, por una parte, en
la chapa de blindaje del horno y, por otra parte, en el racor
tubular de la placa de refrigeración de cobre.
Aquellos tubos de refrigerante, que no requieren
compensadores según la invención, son soldados de forma hermética al
gas desde el exterior directamente en la chapa de blindaje del horno
y o bien están dispuestos con la ayuda de una plantilla de taladros
o están montados con una cabeza cilíndrica sencilla, que incrementa
todavía la distancia del punto fijo del tubo de refrigerante soldado
con respecto al cuerpo de la placa de refrigeración de cobre.
De acuerdo con ello, con la fijación de la placa
de refrigerante de cobre según la invención se pueden montar placas
de refrigerante de cobre en hornos metalúrgicos, especialmente altos
hornos u otros hornos de función y hornos de reducción de fundición,
de una manera más sencilla, más rápida y de coste más favorable.
A continuación se explican en detalle otras
ventajas, características y detalles de la invención con la ayuda de
ejemplos de realización representados en figuras esquemáticas del
dibujo, estando identificadas las mismas partes de la construcción
con los mismos signos de referencia. En este caso:
La figura 1 muestra una vista en planta superior
del lado de la conexión sobre una placa de refrigeración de cobre
con un elemento de fijación de punto fijo dispuesto arriba.
La figura 2 muestra una vista lateral de la placa
de refrigeración de cobre con chapa de blindaje del horno según la
figura 1.
La figura 3 muestra una vista en planta superior
del lado de la conexión sobre una placa de refrigeración de cobre
con dos elementos de fijación de punto fijo dispuestos en el centro
de la placa de refrigeración de cobre.
La figura 4 muestra una vista lateral de la placa
de refrigeración de cobre con chapa de blindaje del horno según la
figura 3.
En las figuras 1 y 2 se representa en una vista
en planta superior (figura 1) y en una vista lateral (figura 2) una
placa de refrigeración de cobre 10 con cuatro canales de
refrigerante (no visibles), cuyos tubos de refrigerante 13, 14 están
dispuestos para la alimentación y la descarga del refrigerante en la
parte superior y en la parte inferior de la placa de refrigeración
de cobre 10. En la proximidad inmediata de los tubos superiores de
refrigerante 13 está dispuesto, como elemento de fijación de punto
fijo 11, un bulón de fijación, que está soldado con un disco 17 en
la chapa de blindaje 15 del horno.
A través de la proximidad local del elemento de
fijación de punto fijo 11 con respecto a los tubos de refrigerante
13, estos tubos de refrigerante 13 se pueden soldar, sin los
compensadores en otro caso habituales, directamente con la chapa de
blindaje 15 del horno con un disco 17.
Los tubos inferiores de refrigerante 14, que
están muy distanciados localmente del elemento de fijación de punto
fijo 11, están unidos invariablemente con compensadores 16 con la
chapa de blindaje 15 del horno.
Además, todavía varios elementos de fijación de
punto suelto 12, en este ejemplo de realización tornillos de
fijación, están dispuestos distribuidos simétricamente sobre la
superficie de la placa de refrigeración de cobre 10, para la
fijación adicional de la placa de refrigeración de cobre 10 en la
chapa de blindaje del horno 15.
Por medio de la fijación según la invención de la
placa de refrigeración de cobre 10 en la chapa de blindaje 15 del
horno se pueden absorber sin problemas las fuerzas producidas a
través de dilatación térmica, actuando los tubos superiores de
refrigerante 13 y el bulón de fijación 11 como puntos fijos y
actuando los tubos inferiores de refrigerante 14 con compensadores
16 como puntos sueltos en todas las direcciones espaciales y
actuando los tornillos de fijación 12 igualmente como puntos sueltos
en dirección vertical/horizontal.
En las figuras 3 y 4 se representa en una vista
en planta superior (figura 3) y en una vista lateral (figura 4) otro
tipo de fijación o bien una forma de realización de la placa de
refrigeración de cobre 10' en combinación con la chapa de blindaje
15 del horno según la invención. En este ejemplo de realización, dos
elementos de fijación de punto fijo 11 (bulones de fijación) están
dispuestos en el centro de la placa de refrigeración de cobre 10'.
Adicionalmente, como también en el ejemplo de realización de las
figuras 1 y 2, están presentes otros elementos de fijación de punto
suelto 12 (tornillos de fijación). En esta variante de fijación
mostrada en las figuras 3 y 4 se puede prescindir de todos los
compensadores, puesto que las dilataciones térmicas relativamente
entre los elementos de fijación de punto fijo las posiciones fijas
de los tubos de refrigerante superiores y también de los tubos de
refrigerante inferiores 13 son tan reducidas que éstas se pueden
pasar por alto. De acuerdo con ello, la fijación de la placa de
refrigeración de cobre 10' está constituida en esta variante por los
puntos fijos de los bulones de fijación 11 y de los tubos de
refrigeración 13, 14 soldados así como los puntos sueltos (en
dirección vertical/horizontal) de los tornillos de fijación 12.
La invención no está limitada a los ejemplos de
realización representados, sino que son posibles variaciones
correspondientes según el tamaño de las placas de refrigeración de
cobre, especialmente con respecto al número y disposición de los
elementos de fijación de punto fijo y de punto suelto así como a su
configuración como bulones o tornillos, cuando se posibilita de esta
manera la omisión de compensadores en el sentido de la
invención.
Claims (5)
1. Horno metalúrgico provisto con un
revestimiento refractario y una chapa exterior de blindaje (15) del
horno, tal como alto horno, horno de fundición u horno de reducción
de la fundición, con placas de refrigeración de cobre (10, 10'), que
están dispuestas, recorridas por una corriente de refrigerante,
entre la chapa de blindaje (15) del horno y la pared refractaria,
estando conducidos tubos de refrigerante (13, 14) de la placa de
refrigeración de cobre (10, 10') para la alimentación y la descarga
del refrigerante a través de la chapa de blindaje (15) del horno
hacia el exterior y estando unidos por soldadura de forma hermética
al gas con la chapa de blindaje (15) del horno, caracterizado
porque la placa de refrigeración de cobre (10, 10') está unida sin
juego en todas las direcciones espaciales, adicionalmente a la
fijación a través de los tubos de refrigerante (13, 14) soldados con
la chapa de blindaje (15) del horno, por medio de al menos un
elemento de fijación (11) de punto fijo, soldado con la chapa de
blindaje (15) del horno, por ejemplo con un bulón de fijación, con
la chapa de blindaje (15) del horno.
2. Horno metalúrgico según la reivindicación 1,
caracterizado porque la placa de refrigeración de cobre (10,
10') está unida fijamente con la chapa de blindaje (15) del horno
adicionalmente a través de al menos un elemento de fijación de punto
suelto (12), que permite movimientos de dilatación térmica de la
placa de refrigeración de cobre (10, 10') en dirección horizontal y
vertical, por ejemplo de un tornillo de fijación.
3. Horno metalúrgico según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque uno o varios elementos de fijación de
punto fijo (11) están dispuestos en la parte superior y/o en la
parte inferior de la placa de refrigeración de cobre (10, 10') en la
proximidad inmediata de los tubos de refrigerante (13, 14).
4. Horno metalúrgico según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque uno o varios elementos de fijación de
punto fijo (11) están dispuestos en el centro de la placa de
refrigeración de cobre (10, 10').
5. Horno metalúrgico según la reivindicación 3 ó
4, caracterizado porque al menos una parte de los tubos de
refrigerante (13, 14) están unidos por soldadura sin la utilización
de un compensador directamente con la chapa de blindaje (15) del
horno.
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