ES2235995T3 - Unidad integral de pared lateral y tapa de agujero de colada para un horno electrico de colada inferior excentrica. - Google Patents
Unidad integral de pared lateral y tapa de agujero de colada para un horno electrico de colada inferior excentrica.Info
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Abstract
Unidad integral (10) de pared lateral y tapa de agujero de colada para un horno eléctrico de colada inferior excéntrica, que comprende: (I) una pared lateral hueca sustancialmente vertical (20) con sección transversal normalmente circular que se apoya sobre la parte normalmente circular (42) de un horno eléctrico de colada inferior excéntrica (41) para rodear al menos un electrodo de grafito (40) que se extiende hacia abajo hasta el interior del horno eléctrico de colada inferior excéntrica, teniendo dicha pared: (a) un elemento metálico de base interno (24) que forma la parte interna de la pared lateral hueca; (b) un elemento de recubrimiento metálico externo (22) separado de dicho elemento de base metálico interno; (c) un medio para unir el elemento de recubrimiento al elemento de base metálico interno y para definir un espacio sustancialmente cerrado (30) entre dicho elemento de base metálico interno y dicho elemento de recubrimiento metálico, teniendo dicho espacio sustancialmente cerrado una parte más inferior con al menos una abertura de purga de líquido externa (63) situada en la parte más inferior del espacio cerrado; (d) una pluralidad de pulverizadores (36) situados en el interior de dicho espacio cerrado en emplazamientos periféricos predeterminados adyacentes a y separados de dicho elemento de base metálico interno para dirigir una pulverización de líquido refrigerante en forma de gotas líquidas contra el elemento de base metálico interno en una cantidad suficiente para mantener una temperatura aceptable en dicho elemento de base metálico interno; (e) un tubo colector de alimentación de líquido refrigerante (32) en el interior de dicho espacio cerrado de dicha pared lateral que se extiende periféricamente por el elemento de base metálico interno para suministrar líquido refrigerante a dicha pluralidad de pulverizadores; y (f) al menos un medio de salida de purga de líquido refrigerante (46) en comunicación al menos con dicha abertura de purga para recibir un flujode líquido refrigerante desde el interior de dicho espacio cerrado; (II) un conducto de alimentación de líquido refrigerante (34) para suministrar líquido a dicho tubo colector de alimentación de líquido refrigerante; (III) una tapa de agujero de colada hueca (50) unida de manera fija a dicha pared lateral hueca y que se extiende desde dicha pared lateral hueca para recubrir una parte del agujero de colada del horno eléctrico de colada inferior excéntrica, teniendo dicha tapa de agujero de colada hueca un espacio cerrado (70) y una placa inferior (62) fijada al elemento de base metálico interno de dicha pared lateral y estando directamente sobre la parte del agujero de colada del horno eléctrico y definiendo una abertura para introducir arena en el agujero de colada del horno eléctrico, teniendo dicho espacio cerrado de la tapa de agujero de colada una parte más inferior con al menos una abertura de purga de líquido refrigerante situada en la parte más inferior del espacio cerrado de la tapa de agujero de colada, estando la parte más inferior de la tapa de agujero de colada en comunicación con el espacio sustancialmente cerrado entre el elemento de base metálico interno y el elemento de recubrimiento metálico de dicha pared lateral, teniendo dicha tapa: (a) una pluralidad de pulverizadores (71) situados en el interior del espacio cerrado de la tapa de agujero de colada para dirigir una pulverización de líquido refrigerante en forma de gotas líquidas contra su placa inferior en una cantidad suficiente para mantener una temperatura aceptable en dicha placa inferior; (b) al menos un medio de salida de purga de líquido refrigerante para recibir un flujo de líquido refrigerante desde el interior de dicho espacio cerrado; y (c) un conducto (79) en el interior del espacio cerrado de la tapa de agujero de colada para suministrar el líquido refrigerante a la pluralidad de pulverizadores que están en el interior del espacio cerrado de la tapa de agujero de colada, estando dicho conducto conectado al tubo colector de alimentación de líquido refrigerante que está en el interior del espacio cerrado de la pared lateral.
Description
Unidad integral de pared lateral y tapa de
agujero de colada para un horno eléctrico de colada inferior
excéntrica.
La presente invención se refiere a un sistema de
refrigeración por pulverización de la pared lateral y la tapa del
agujero de colada de un horno eléctrico de colada inferior
excéntrica (EBT), por ejemplo un horno de arco eléctrico que tiene
una cámara de fusión normalmente circular, debajo de uno o más
electrodos, en la que se funde chatarra de acero y una parte
adyacente relativamente superficial y configurada de manera
excéntrica que tiene un agujero de colada inferior a través del cual
sale del horno acero fundido al abrir la válvula e inclinar el
horno.
La configuración más común de un horno EBT
comprende una sección "alta" principal, que se refrigera
mediante pulverización o con agua, situada por encima de la parte
circular del horno y una extensión excéntrica inferior adyacente que
incluye el "agujero de arena" a través del cual se vierte arena
para cubrir y proteger la válvula del agujero de colada del horno.
La sección "alta" está provista de una bóveda móvil circular
que se refrigera por pulverización o con agua y por donde se carga
chatarra de metal que se funde por debajo de la bóveda. Al terminar
la fusión, se inclina todo el horno hacia la parte excéntrica (de
colada) con la válvula de colada abierta para permitir que se
descargue el acero fundido en la cuchara de colada que está situada
debajo del horno. Cuando se completa la colada, se cierra la válvula
del agujero de colada y se nivela el horno. Después se vierte arena,
a través del agujero de arena de la tapa, en el agujero de colada
que está en la cámara de fusión refractaria de la parte inferior,
para proteger la válvula del agujero de colada que está por debajo.
Después, el horno está preparado para fundir y sangrar la siguiente
carga.
La tapa de la parte EBT es normalmente un panel
que se refrigera con agua a presión o un panel separado que se
refrigera mediante pulverización. El panel que se refrigera con agua
es normalmente plano y horizontal e incluye un agujero de arena. El
panel separado que se refrigera mediante pulverización es una
combinación de una placa inclinada y una parte cónica que permite
que circule agua de manera eficaz hacia y desde la placa. El panel
refrigerado mediante pulverización también contiene un agujero de
arena y tiene una cámara que se refrigera mediante pulverización. En
uso, el panel que se refrigera mediante pulverización está
atornillado en la sección "alta" que se enfría mediante
pulverización, teniendo cada sección su propia alimentación de
refrigerante y sus propios canales de descarga del refrigerante
usado. Este tipo de configuración de refrigeración mediante
pulverización se somete a la descarga de humos y llamas por la junta
entre la sección "alta" principal y la tapa EBT, y el
refrigerante usado no se puede nivelar entre las secciones.
Otro dispositivo comercial del estado de la
técnica incluye una bóveda en forma de huevo que tapa tanto la parte
circular como la parte EBT del horno, lo que da como resultado una
sección "alta" única muy pesada con el agujero de arena situado
en la bóveda, muy por encima del agujero de colada, lo que complica
el llenado por el agujero de colada.
Por ejemplo, en las
US-A-4715042,
US-A-5561685,
US-A-4813055,
US-A-5999558 y
US-A-5887017 se pueden ver diseños
del estado de la técnica.
Según la presente invención, se proporciona una
pared lateral hueca, que se refrigera mediante pulverización, para
la parte circular de un horno EBT y una parte de recubrimiento está
íntegramente unida a la pared lateral, por ejemplo mediante
soldadura, para proporcionar una pared lateral y una tapa de agujero
de colada integral, es decir, en una sola pieza. La parte de
recubrimiento EBT está unida a una sección media lateral de la pared
lateral y se extiende en vertical aunque una longitud mucho menor
que la pared lateral, por ejemplo aproximadamente entre 1/4 y 1/3
de la altura de la pared lateral. La parte de recubrimiento EBT es
hueca y tiene una tapa superior y una placa arqueada inferior; la
placa arqueada inferior se refrigera mediante pulverización con unas
toberas que están en la tapa EBT. Las toberas reciben refrigerante,
por ejemplo agua, procedente de un conducto que está conectado al
conducto de agua de la pared lateral que se refrigera mediante
pulverización, y el refrigerante usado puede descargarse por la tapa
EBT en la pared lateral, y, cuando se inclina el horno, por la pared
lateral en la tapa EBT. La placa inferior de la tapa EBT está
conformada para ponerse en contacto por conformación con la pared
interna que se refrigera mediante pulverización de la pared lateral
y este contacto por conformación se protege con una banda metálica
que está soldada en la pared interna de la pared lateral y la placa
inferior. El área soldada y la banda metálica se refrigeran
fácilmente con refrigerante que procede de las toberas de la tapa
EBT.
La figura 1, es una vista en perspectiva de la
unidad integral de pared lateral y tapa de agujero de colada, que se
refrigera mediante pulverización, para un horno eléctrico EBT.
La figura 2, es un vista lateral fragmentada,
parcialmente en sección, del aparato de la figura 1.
La figura 3, es una vista en planta de la tapa
de agujero de EBT del aparato de la figura 1.
La figura 3 A, es una vista en sección tomada por
el plano A-A de la figura 3.
Las figuras 4A y 4B, son vistas en perspectiva de
partes del aparato de la figura 4.
Las figuras 5 y 6, son vistas laterales en
sección parcial del aparato de la figura 2.
La figura 7, es una vista lateral frontal y
parcial de la tapa de agujero de colada del aparato de la figura
1.
La figura 8, es una vista en planta parcial y en
sección de la tapa de agujero de colada del aparato de la figura
1.
Las figuras 9 y 10, y últimas, son vistas en
perspectiva y en planta de una banda metálica de protección de la
presente invención.
Con referencia a las figuras 1 y 2, la unidad
integral de pared lateral y tapa de agujero de colada de la presente
invención, que se indica con el número 10 tiene una pared lateral
hueca 20 circular y vertical que cubre la cámara de fusión circular
42 del horno 41. La pared lateral hueca 20 comprende un elemento de
recubrimiento metálico externo 22, un elemento de base metálico
interno 24 y unos rebordes 26, 28 que unen el elemento de
recubrimiento metálico 22 con el elemento de base metálico interno
24 y cierran un espacio 30 dentro de la pared lateral 20. Un tubo
32 colector de líquido refrigerante está situado en la parte más
superior del espacio cerrado 30 y se prolonga periféricamente por
todo el elemento de recubrimiento metálico externo 22. Se suministra
un líquido refrigerante, por ejemplo agua, al tubo colector de
alimentación de líquido refrigerante 32 por una entrada 34 de
alimentación de líquido refrigerante y el líquido refrigerante
desciende hasta unas barras pulverizadoras verticales 36 situadas
periféricamente en el espacio cerrado 30. Unas toberas 38 pulverizan
gotas de agua sobre la superficie del elemento de base metálico
interno 24 en una cantidad suficiente para mantener una temperatura
aceptable en dicho elemento de base metálico interno 24 que está
expuesto al calor que genera un electrodo 40 durante el transcurso
de la fusión de chatarra en la cámara de fusión 42 que se muestra en
la figura 2 del horno de arco eléctrico (no se muestra). Se puede
proporcionar una bóveda de horno 39 refrigerada por pulverización,
del tipo que se describe en la patente U.S. 4.715.042 de Heggart
et al, como se indica esquemáticamente en la figura 2. El
líquido refrigerante usado procedente de las toberas 38 desciende
hasta el canal 44 que está en la parte más inferior del espacio
cerrado 30 y sale por las aberturas 46 del elemento de recubrimiento
metálico externo 22.
Haciendo referencia a las figuras 4, 5, 6 y 7, la
tapa de agujero de colada integral 50 de la presente invención
comprende un elemento de recubrimiento metálico superior 52, que
tiene una parte horizontal 51, una parte que se inclina hacia arriba
53, unos lados verticales 56, 58 y una parte frontal vertical 59. La
tapa de agujero de colada 50 está soldada en la pared lateral 20 del
reborde superior 26 de la tapa en emplazamientos que se indican con
el número 54. Con referencia también a las figuras 3, 3A y las
figuras 5 y 6, los lados verticales 56, 58 y la parte frontal 59 del
elemento de recubrimiento metálico superior 52 están soldados, en
emplazamientos que se indican con el número 60, en un panel metálico
inferior arqueado 62 para formar un canal de descarga 63 del
elemento de recubrimiento EBT que se comunica con el espacio cerrado
30 de la pared lateral 20 como se indica con el número 33 en la
figura 1 y las figuras 43, 4A y 4B. Como se muestra en las figuras 4
y 4A, la placa metálica inferior 62 se asegura en el elemento de
base metálico interno 24 mediante la soldadura 29 y la soldadura 31
en una banda metálica 64. Como se muestra en las figuras 9 y 10, la
banda metálica 64, de un acero adecuado, se conforma para que tape
el contacto por conformación 37 entre la placa protectora 62 de la
tapa de agujero de colada 50 y el elemento de base metálico interno
24 de la pared lateral 20 que se extiende tangencialmente y de
manera convergente desde unos puntos de tangencia 90, 92 del
elemento de base metálico 24. La banda metálica 64 se ha achaflanado
o biselado por su superficie externa 65 y tiene masa suficiente para
actuar como disipador de calor y proteger los bordes de contacto de
la placa inferior 62 y el elemento de base metálico 24 en 37 del
calor excesivo que se produce debido a la fusión por arco de
chatarra en la cámara de fusión 42 de un horno 41 (figura 2).
La banda metálica 64 está soldada por su
superficie posterior 67 en el elemento de base metálico 24 y por su
superficie inferior 71 en la placa metálica inferior 62. Además de
actuar como disipador de calor, la banda metálica 64 actúa como
sello para evitar que salgan humos y llamas del horno por la zona de
contacto por conformación 37. La banda metálica 64 proporciona un
sello periférico, que evita que salga polvo y llamas, en el elemento
de base 24 y la placa metálica inferior 62.
Con referencia a las figuras 1, 2 y 8, la unión
de la placa metálica inferior 62 al elemento de recubrimiento 52
proporciona una cámara hueca 70 dentro de la tapa de agujero de
colada 50 que contiene un conducto refrigerante 79 conectado a un
tubo colector de alimentación de líquido refrigerante 32 de la pared
lateral 20. Unas barras pulverizadoras 71 dispuestas horizontalmente
reciben líquido refrigerante procedente del conducto refrigerante 79
que se pulveriza en gotas por las toberas 73 sobre la placa metálica
inferior 62 y la banda metálica 64 como se muestra en las figuras 4
y 8 y también por las toberas 36 en 85 y 87. El refrigerante usado
desciende hasta el canal de descarga 63 de la tapa de agujero de
colada 50 y puede salir por las aberturas de purga 66 y también por
las aberturas de purga 46 de la pared lateral 20. Un agujero de
arena 72, se proporciona entre la parte horizontal 51 del elemento
de recubrimiento superior 52 y la placa metálica inferior 62 y está
situado normalmente sobre y relativamente cerca del agujero de
colada 75 de la cámara de fusión 77. La arena 99 que está en el
agujero de colada 75 protege la válvula 80 del agujero de colada. Se
pueden proporcionar fácilmente tapas de inspección 90 y ventanillas
95 para facilitar la inspección y la recolocación. Se proporcionan
orejetas 100, que se muestra en las figuras 1 y 2, para izar la
pared lateral unitaria y la tapa en una sola pieza.
Claims (5)
1. Unidad integral (10) de pared lateral y tapa
de agujero de colada para un horno eléctrico de colada inferior
excéntrica, que comprende:
(I) una pared lateral hueca sustancialmente
vertical (20) con sección transversal normalmente circular que se
apoya sobre la parte normalmente circular (42) de un horno eléctrico
de colada inferior excéntrica (41) para rodear al menos un electrodo
de grafito (40) que se extiende hacia abajo hasta el interior del
horno eléctrico de colada inferior excéntrica, teniendo dicha
pared:
(a) un elemento metálico de base interno (24) que
forma la parte interna de la pared lateral hueca;
(b) un elemento de recubrimiento metálico externo
(22) separado de dicho elemento de base metálico interno;
(c) un medio para unir el elemento de
recubrimiento al elemento de base metálico interno y para definir un
espacio sustancialmente cerrado (30) entre dicho elemento de base
metálico interno y dicho elemento de recubrimiento metálico,
teniendo dicho espacio sustancialmente cerrado una parte más
inferior con al menos una abertura de purga de líquido externa (63)
situada en la parte más inferior del espacio cerrado;
(d) una pluralidad de pulverizadores (36)
situados en el interior de dicho espacio cerrado en emplazamientos
periféricos predeterminados adyacentes a y separados de dicho
elemento de base metálico interno para dirigir una pulverización de
líquido refrigerante en forma de gotas líquidas contra el elemento
de base metálico interno en una cantidad suficiente para mantener
una temperatura aceptable en dicho elemento de base metálico
interno;
(e) un tubo colector de alimentación de líquido
refrigerante (32) en el interior de dicho espacio cerrado de dicha
pared lateral que se extiende periféricamente por el elemento de
base metálico interno para suministrar líquido refrigerante a dicha
pluralidad de pulverizadores; y
(f) al menos un medio de salida de purga de
líquido refrigerante (46) en comunicación al menos con dicha
abertura de purga para recibir un flujo de líquido refrigerante
desde el interior de dicho espacio cerrado;
(II) un conducto de alimentación de líquido
refrigerante (34) para suministrar líquido a dicho tubo colector de
alimentación de líquido refrigerante;
(III) una tapa de agujero de colada hueca (50)
unida de manera fija a dicha pared lateral hueca y que se extiende
desde dicha pared lateral hueca para recubrir una parte del agujero
de colada del horno eléctrico de colada inferior excéntrica,
teniendo dicha tapa de agujero de colada hueca un espacio cerrado
(70) y una placa inferior (62) fijada al elemento de base metálico
interno de dicha pared lateral y estando directamente sobre la parte
del agujero de colada del horno eléctrico y definiendo una abertura
para introducir arena en el agujero de colada del horno eléctrico,
teniendo dicho espacio cerrado de la tapa de agujero de colada una
parte más inferior con al menos una abertura de purga de líquido
refrigerante situada en la parte más inferior del espacio cerrado de
la tapa de agujero de colada, estando la parte más inferior de la
tapa de agujero de colada en comunicación con el espacio
sustancialmente cerrado entre el elemento de base metálico interno y
el elemento de recubrimiento metálico de dicha pared lateral,
teniendo dicha tapa:
(a) una pluralidad de pulverizadores (71)
situados en el interior del espacio cerrado de la tapa de agujero de
colada para dirigir una pulverización de líquido refrigerante en
forma de gotas líquidas contra su placa inferior en una cantidad
suficiente para mantener una temperatura aceptable en dicha placa
inferior;
(b) al menos un medio de salida de purga de
líquido refrigerante para recibir un flujo de líquido refrigerante
desde el interior de dicho espacio cerrado; y
(c) un conducto (79) en el interior del espacio
cerrado de la tapa de agujero de colada para suministrar el líquido
refrigerante a la pluralidad de pulverizadores que están en el
interior del espacio cerrado de la tapa de agujero de colada,
estando dicho conducto conectado al tubo colector de alimentación de
líquido refrigerante que está en el interior del espacio cerrado de
la pared lateral.
2. Unidad integral de pared lateral y tapa de
agujero de colada para un horno eléctrico de colada inferior
excéntrica según la reivindicación 1, en donde dicha tapa de agujero
de colada tiene unas partes laterales verticales que se extienden
tangencialmente y de manera convergente desde la pared lateral
hueca.
3. Unidad integral de pared lateral y tapa de
agujero de colada para un horno eléctrico de colada inferior
excéntrica según la reivindicación 1, en donde la parte más inferior
de la tapa de agujero de colada tiene forma de canal por el cual
puede circular el líquido refrigerante por gravedad desde la tapa de
agujero de colada hasta el espacio cerrado entre el elemento de base
metálico interno y el elemento de recubrimiento metálico de la pared
lateral.
4. Unidad integral de pared lateral y tapa de
agujero de colada para un horno eléctrico de colada inferior
excéntrica según la reivindicación 1, en donde la placa inferior de
la tapa de agujero de colada tiene una sección transversal arqueada
y está en contacto con el elemento de base metálico interno de la
pared lateral y se proporciona una banda metálica soldada en dicha
placa inferior y dicho elemento de base metálico interno para cubrir
el contacto por conformación entre dicha placa inferior y dicho
elemento de base metálico interno.
5. Unidad integral de pared lateral y tapa de
agujero de colada para un horno eléctrico de colada inferior
excéntrica según la reivindicación 1, en donde la tapa de agujero de
colada está provista de un elemento de recubrimiento superior que se
fija mediante soldadura en el elemento de recubrimiento metálico
externo de la pared lateral.
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