ES2240300T3 - Horno electrico para la fabricacion de acero. - Google Patents
Horno electrico para la fabricacion de acero.Info
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Abstract
Horno eléctrico para la fabricación de acero; con un recipiente de metal (2), cuya planta es aproximadamente periforme y en el que la línea de planta, situada por el lado de la sangría, tiene un radio que es más pequeño que el radio de la línea de planta, situada de forma opuesta a la sangría (4), y en el cual el fondo (8) del recipiente (2) está realizado - dentro de la zona opuesta a la sangría (4) - de una forma abombada y el mismo asciende en dirección hacia la pared lateral (9) del recipiente y, por la parte central del fondo (8), está dispuesto el ánodo (7); en este caso, este fondo (8) está equipado, alrededor del ánodo (7), con varias capas de ladrillos refractarios como el revestimiento permanente (10), a continuación del cual está previsto - subiendo por el lado de la pared y cubriendo así toda la pared lateral (9) del recipiente - un revestimiento de desgaste (11), que se compone de varias capas horizontales de ladrillos refractarios, mientras que - dentro de la zona del punto detransición entre el fondo (8) y la pared lateral (9) del recipiente - queda constituido un escalón horizontal (13, 15, 16) como una superficie de cogida para el revestimiento de desgaste (11); horno eléctrico éste que está caracterizado porque las capas del revestimiento permanente (10) no terminan por debajo del revestimiento de desgaste (11), sino las mismas terminan lateralmente de éste o bien terminan en el escalón (13, 15, 16).
Description
Horno eléctrico para la fabricación de acero.
La presente invención se refiere a un horno
eléctrico para la fabricación de acero; con un recipiente de metal,
cuya planta es aproximadamente periforme y en el que la línea de
planta, situada por el lado de la sangría, tiene un radio que es más
pequeño que el radio de la línea de planta, situada de forma
opuesta a la sangría, y en el cual el fondo del recipiente está
realizado - dentro de la zona opuesta a la sangría - de una forma
abombada y se eleva en dirección hacia la pared lateral del
recipiente y, por la parte central del fondo, está dispuesto el
ánodo; en este caso, el fondo está equipado, alrededor del ánodo,
con varias capas de ladrillos refractarios como el revestimiento
permanente, a continuación del cual está previsto - subiendo por el
lado de la pared y cubriendo toda la pared lateral del recipiente -
un revestimiento de desgaste, que se compone de varias capas
horizontales de ladrillos refractarios, mientras que dentro de la
zona del punto de transición entre el fondo y la pared lateral del
recipiente - está constituido un escalón horizontal como la
superficie de cogida para el revestimiento de desgaste (Patente
Internacional Núm. WO-A-94 00
400).
Mientras que, dentro de la zona situada entre el
ánodo y el lado de la sangría, el fondo asciende tan sólo
ligeramente en dirección hacia la respectiva pared lateral y el
mismo también está solamente ligeramente arqueado, este fondo se
eleva, sin embargo, por el otro lado - y debido a la configuración
abombada - de una manera relativamente pronunciada en dirección
hacia la correspondiente pared lateral, por lo que esta pared
lateral es más baja que la pared lateral situada de forma
opuesta.
El equipamiento con el revestimiento permanente
está realizado hasta ahora de tal manera, que la capa inferior se
extienda hasta el comienzo de la pared lateral mientras que las
capas, dispuestas por encima de la capa inferior, terminen de una
forma desplazada hacia el interior del recipiente, por lo que los
extremos de las capas se encuentran situados sobre una línea
horizontal. La superficie extrema, constituida de este modo,
presenta naturalmente, a causa de la configuración de los ladrillos
refractarios en forma de paralelepípedo, unos huecos que tienen
que ser rellenados con un material refractario, de tal manera que
se produzca una superficie plana sobre la cual es colocada luego la
primera capa del revestimiento de desgaste.
A causa de un negativo gradiente de temperatura
desde la parte interior del recipiente hacia la pared del mismo,
resulta que la capa superior del revestimiento permanente dilata de
forma más intensa en la dirección longitudinal que las capas que
están situadas por debajo de la misma. Debido a ello, sobre las
capas del revestimiento de desgaste es aplicada una fuerza desde
abajo, la cual tiene por efecto que los extremos de los ladrillos
del revestimiento de desgaste - los cuales están situados por el
lado interior del recipiente - sean empujados de una forma más
pronunciada hacia arriba que los extremos de los ladrillos, los
cuales indican hacia la pared lateral del recipiente.
Esto tiene por consecuencia que entre las capas
del revestimiento de desgaste se formen unos huecos, en los cuales
puede entrar el metal fundido, lo cual conduce a que en estos
puntos se produce un mayor desgaste, lo que obliga a que el
revestimiento del horno tenga que ser renovado en unos
intervalos
relativamente cortos.
relativamente cortos.
Por consiguiente, la presente invención tiene el
objeto de realizar un horno eléctrico, de la clase mencionada al
principio, de tal manera que el revestimiento de desgaste y el
revestimiento permanente no puedan influenciarse negativamente
entre si en base a unas causas térmicas.
De acuerdo con la presente invención, este objeto
se consigue por el hecho de que las capas del revestimiento
permanente no terminan por debajo del revestimiento de desgaste,
sino terminan lateralmente de éste último o bien terminan el
escalón.
Gracias a ello, queda asegurado que, debido a las
distintas dilataciones de las capas del revestimiento permanente
durante el funcionamiento del horno, sobre el revestimiento de
desgaste pueda actuar principalmente tan sólo una componente de
fuerza horizontal.
Como consecuencia, queda considerablemente
incrementada la duración de vida, en especial la del revestimiento
de desgaste.
Según una primera alternativa de realización es
así, que el escalón horizontal queda constituido por el hecho de
que está prevista una chapa vertical, que se extiende de forma
paralela a la pared lateral del recipiente y la que está soldada en
el fondo del recipiente, y por el hecho de que el espacio entre la
chapa y la zona del fondo, la cual indica hacia la pared, está
rellenado de un material refractario, de tal modo que se produzca un
plano horizontal a la altura del borde superior de la chapa,
dentro del cual está dispuesta la primera capa de este
revestimiento de desgaste.
En este caso, la chapa, soldada en el sentido
vertical, está dispuesta - en los hornos eléctricos de una forma de
construcción convencional, desde la zona de transición, situada de
forma más elevada entre el fondo y la pared lateral del recipiente,
por el lado abombado y hasta el lado de la sangría, el cual está
opuesto - de una manera paulatinamente desplazada hacia abajo
(correspondiente al espesor normalizado de los ladrillos
refractarios empleados).
Según una segunda alternativa de realización,
indicada en la reivindicación de patente 3), está previsto que este
escalón horizontal esté constituido por el hecho de que, dentro de
la zona del punto de transición entre el fondo y la pared lateral
del recipiente, este fondo está realizado en forma de una
superficie horizontal, cuya delimitación exterior está constituida
por la pared del recipiente.
Mientras que la primera alternativa de
realización también puede ser aplicada en los recipientes ya
existentes, en relación con la segunda alternativa, sin embargo, es
así que el recipiente tiene que ser modificado de forma
correspondiente ya durante su fabricación. En este caso existe,
desde luego, la ventaja de que no tienen que ser previstos unos
cordones de soldadura - que son susceptibles a la corrosión - como
tampoco ha de ser previsto ningún material refractario adicional
para la realización de la superficie de apoyo plana, tal como esto
ocurre según la primera alternativa de realización.
Según una tercera alternativa de realización es
así, que el escalón horizontal queda constituido por un escalón
que, dentro de la zona de la pared lateral del recipiente, está
fijado mediante soldadura en el fondo, y la superficie horizontal
del mismo termina en la pared lateral del recipiente.
También en esta tercera alternativa resulta que,
para la realización del escalón, no es necesario ningún material
refractario adicional. Además, esta alternativa tiene la ventaja,
al igual que la primera alternativa de realización - de que la
misma puede ser aplicada también en los recipientes ya
existentes.
En todas las tres alternativas es así que, para
la compensación de la diferencia en la altura entre el lado de
forma abombada y el lado de la sangría del recipiente, es necesaria
la forma de disposición paulatinamente desplazada de la superficie
de apoyo para el revestimiento de desgaste, en función del espesor
normalizado de los ladrillos refractarios que se emplean.
Por consiguiente, para una simplificación según
la reivindicación de patente 5), es propuesto que el grado de
abombamiento sea elegido de tal manera, que el escalón horizontal
pueda constituir un plano que se extiende ligeramente a más altura
que el borde del fondo dentro de la parte de la sangría.
También para ello ya se hace necesaria una
modificación del recipiente durante su fabricación y esto por el
hecho de que el grado del abombamiento tiene que ser elegido con
una mayor magnitud que en los recipientes normales. No obstante,
gracias a ello se consigue una adaptación de los niveles entre la
altura del borde del fondo dentro de la zona del abombamiento y la
altura del borde del fondo dentro de la zona de la sangría.
A continuación, la presente invención está
explicada con más detalles por medio de los planos adjuntos, en los
cuales:
La Figura 1 muestra la vista en planta de un
horno eléctrico;
La Figura 2 indica el horno eléctrico de la
Figura 1 en una vista de sección longitudinal;
La Figura 3 muestra el horno eléctrico de la
Figura 1 en una vista de sección, realizada a lo largo de la línea
A-A;
La Figura 4 indica la zona del borde del
recipiente en una vista interrumpida y según una primera
alternativa de realización;
La Figura 5 muestra la zona del borde del
recipiente en una vista interrumpida y según una segunda
alternativa de realización;
La Figura 6 indica la zona del borde del
recipiente en una vista interrumpida y según una tercera
alternativa de realización; mientras que
La Figura 7 muestra la zona del borde del
recipiente en una vista interrumpida y conforme al estado actual de
la técnica.
En las Figuras 1 hasta 3 está representada, de
una forma esquematizada, la estructura de un horno eléctrico para
la fabricación de acero, el cual está indicado, en su conjunto, por
la referencia 1. Este horno dispone de un recipiente o crisol de
metal 2, cuya planta está realizada aproximadamente periforme; en
este caso, dentro de una zona 3, que termina de forma más estrecha,
está prevista la sangría 4.
La zona 5 - situada de forma opuesta - está
realizada, en cambio, en la forma de un semicírculo. De manera
coaxial al punto central 6 de este semicírculo se encuentra
dispuesto - en el fondo 8 del recipiente 2 - el ánodo 7, que es de
forma anular.
Tal como esto puede ser apreciado en la Figura 2,
el fondo 8 se extiende - dentro de la zona, dispuesta entre el
ánodo 7 y la sangría 4 - con un ángulo agudo, con respecto a la
línea horizontal, y en dirección hacia la pared lateral 9 del
recipiente, la cual está prevista aquí, mientras que este fondo 8,
dentro de la zona 5, situada entre el ánodo 7 y la correspondiente
pared lateral, está curvada de una manera más pronunciada hacia
arriba, teniendo en cuenta que este fondo del recipiente está
realizado, dentro de esta zona, con un abombamiento. El nivel del
borde del fondo está situado aquí a una mayor altura que el nivel
del borde del fondo por el lado de la sangría.
Esto puede ser observado asimismo en la Figura 3,
que representa una vista de sección, realizada a lo largo de la
línea A-A, indicada en la Figura 1.
Alrededor del ánodo 7, el fondo está provisto de
un revestimiento permanente 10, que se compone de varias capas de
ladrillos hechos de un material refractario. Dentro de la zona de la
pared lateral del recipiente, a continuación de este revestimiento
permanente 10 está dispuesto el revestimiento de desgaste 11, que
está constituido por varias capas de ladrillos refractarios, que en
el sentido horizontal están dispuestos uno sobre el otro.
Después de su equipamiento con el revestimiento
permanente 10 y con el revestimiento de desgaste 11, la parte
interior del recipiente es revestida de una masa 12 para
hornos.
Tal como esto puede ser apreciado en la Figura 7,
que representa el estado actual de la técnica, es así que la capa
inferior del revestimiento de desgaste 11 termina en la pared
lateral 9 del recipiente, mientras que las otras capas de este
revestimiento, las cuales están situadas por encima, están
dispuestas de una manera desplazada con sus extremos, de tal modo
que estos extremos de las capas se encuentren situados sobre una
línea horizontal 12.
Como consecuencia, quedan constituidos unos
huecos intermedios 13 que, a los efectos de representar una
superficie plana, tienen que ser rellenados con un material
refractario. Sobre el plano, formado de este modo, y a la altura de
la línea 12, se constituyen ahora las capas del revestimiento de
desgaste 11.
Durante el funcionamiento del horno, y a causa de
un negativo gradiente de temperatura desde la parte interior hacia
fuera, la capa superior del revestimiento permanente 10 es calentada
más que las capas situadas por debajo de la misma, de tal modo que
la capa superior se pueda dilatar de una manera más pronunciada que
las otras capas. Debido a ello, sobre este revestimiento de
desgaste es aplicada una fuerza que tiene por efecto, que las capas
del revestimiento de desgaste 11 sean empujadas - por aquellos
extremos suyos, los que indican hacia el interior del recipiente -
con más intensidad hacia arriba que los extremos por el lado de la
pared del recipiente. Como consecuencia, entre estas capas se
representan unos huecos, en los que puede entrar el metal líquido,
lo cual reduce, de una manera decisiva, la duración de vida del
revestimiento de desgaste.
Con el objeto de evitar esto, y según una primera
alternativa de realización (representada en la Figura 4), es así
que en la cercanía de la pared lateral 9 está soldada sobre el
fondo 8 una chapa vertical 13. De este modo, entre la chapa 13 y la
superficie del fondo, la cual está situada por detrás de la chapa,
se produce un espacio 14 que, en su sección transversal, es
aproximadamente de forma triangular y el mismo es rellenado, hasta
el borde superior de esta chapa, con un material refractario. Por
consiguiente, se produce aquí un escalón con una superficie de
apoyo plana, sobre la cual es colocada la primera capa del
revestimiento de desgaste 11.
Las capas del revestimiento permanente, en
cambio, son colocadas de tal manera que los extremos de los mismos,
los cuales indican hacia la pared del recipiente, se puedan
extender solamente hasta la chapa 13 mientras que la capa, situada
por encima, se extiende hasta el lado del revestimiento de desgaste
11.
Por consiguiente, quedan excluidas prácticamente
las perjudiciales fuerzas, que actúan sobre el revestimiento de
desgaste 11, a causa de la dilatación térmica de las capas del
revestimiento permanente 10.
En la Figura 5 está representada una segunda
alternativa de realización. En este caso, sobre el fondo y en la
cercanía de la pared lateral 9 está soldado un escalón, constituido
por dos chapas 15, unidas entre si mediante soldadura en un ángulo
recto; aquí sirve la chapa de extensión horizontal como la
superficie de apoyo para las capas del revestimiento de desgaste
11.
La Figura 6 muestra una tercera variante de
realización, según la cual el abombamiento del fondo presenta - por
aquel lado del recipiente 2, el cual está situado de forma opuesta
a la sangría - un mayor radio que en las formas de realización
anteriormente comentadas. Antes de alcanzar la pared lateral 9 del
recipiente, el fondo se extiende en el sentido horizontal, por lo
cual queda constituida asimismo una superficie de apoyo para las
capas del revestimiento de desgaste 11. Debido al más reducido
arqueado del fondo 8 dentro de esta zona, resulta que el nivel de
esta superficie de apoyo se encuentra tan sólo ligeramente por
encima del nivel del borde del suelo por el lado de la sangría. De
este modo se consigue una compensación en el nivel de las
superficies de apoyo para el revestimiento de desgaste, y esto de
una manera más sencilla que en los conocidos recipientes.
Estas tres alternativas de realización tienen,
sin embargo, en común que el revestimiento permanente 10 y el
revestimiento de desgaste 11 presentan solamente unos puntos de
contacto laterales, de tal manera que las fuerzas, que se producen
a causa de una deformación térmica del revestimiento permanente,
puedan ejercer, si es que se producen, solamente una reducida
influencia sobre el revestimiento de desgaste.
Claims (5)
1. Horno eléctrico para la fabricación de acero;
con un recipiente de metal (2), cuya planta es aproximadamente
periforme y en el que la línea de planta, situada por el lado de la
sangría, tiene un radio que es más pequeño que el radio de la línea
de planta, situada de forma opuesta a la sangría (4), y en el cual
el fondo (8) del recipiente (2) está realizado - dentro de la zona
opuesta a la sangría (4) - de una forma abombada y el mismo
asciende en dirección hacia la pared lateral (9) del recipiente y,
por la parte central del fondo (8), está dispuesto el ánodo (7); en
este caso, este fondo (8) está equipado, alrededor del ánodo (7),
con varias capas de ladrillos refractarios como el revestimiento
permanente (10), a continuación del cual está previsto - subiendo
por el lado de la pared y cubriendo así toda la pared lateral (9)
del recipiente - un revestimiento de desgaste (11), que se compone
de varias capas horizontales de ladrillos refractarios, mientras
que - dentro de la zona del punto de transición entre el fondo (8)
y la pared lateral (9) del recipiente - queda constituido un
escalón horizontal (13, 15, 16) como una superficie de cogida para
el revestimiento de desgaste (11); horno eléctrico éste que está
caracterizado porque las capas del revestimiento permanente
(10) no terminan por debajo del revestimiento de desgaste (11),
sino las mismas terminan lateralmente de éste o bien terminan en el
escalón (13, 15, 16).
2. Horno eléctrico conforme a la reivindicación
1) y caracterizado porque el escalón horizontal queda
constituido por el hecho de que está prevista una chapa vertical
(13), que se extiende de forma paralela a la pared lateral del
recipiente y la cual está fijada mediante soldadura en el fondo (8)
del recipiente (2), y el espacio (14) entre la chapa (13) y la zona
de fondo (8), que indica hacia la pared (9), está rellenado con un
material refractario, de tal manera que se pueda producir un plano
horizontal a la misma altura del borde superior de la chapa, sobre
el cual está colocada la primera capa del revestimiento de desgaste
(11).
3. Horno eléctrico conforme a la reivindicación
1) y caracterizado porque el escalón horizontal queda
constituido por el hecho de que dentro de la zona del punto de
transición - entre el fondo (8) y la pared lateral (9) del
recipiente - este fondo (8) está realizado en forma de una
superficie horizontal (16), cuya delimitación exterior está formada
por la pared lateral (9) del recipiente.
4. Horno eléctrico conforme a la reivindicación
1) y caracterizado porque el escalón horizontal queda
constituido por un escalón (15) que - dentro de la zona de la pared
lateral (9) del recipiente - está soldado sobre el fondo (8) y cuya
superficie horizontal termina en la pared lateral (9) del
recipiente.
5. Horno eléctrico conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 4) y caracterizado porque el radio
del abombamiento está elegido de tal manera, que el escalón
horizontal (13, 15, 16) pueda presentar un plano que se extiende a
una altura que es ligeramente más elevada que la del borde del
fondo dentro de la zona de la sangría (4).
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