ES2274876T3 - Metodo para fabricar un elemento de refrigeracion y un elemento de refrigeracion. - Google Patents

Abstract

Un método para fabricar un elemento de refrigeración que comprende una pieza de carcasa y elementos de revestimiento cerámicos dispuestos sobre la superficie de la pieza de carcasa, caracterizado porque los elementos de revestimiento cerámicos (2) están conectados a la pieza de carcasa del elemento (1), fundamentalmente hecha de cobre, usando en la junta entre los elementos de revestimiento y la pieza de carcasa un agente de soldadura, en el que al menos el área de unión se calienta al menos hasta la temperatura de fusión del agente de soldadura, de manera que se crea una junta con un buen contacto térmico con la pieza de carcasa del elemento (1) y un elemento de revestimiento cerámico (2) y la superficie de la pieza de carcasa del elemento de refrigeración (1) está provista con ranuras (3), en las que se ajustan los elementos de revestimiento cerámicos (2).

Description

Método para fabricar un elemento de refrigeración y un elemento de refrigeración.

La presente invención se refiere a un método para fabricar un elemento de refrigeración de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación adjunta 1. La invención se refiere también a un elemento de refrigeración.

En relación con hornos industriales, tales como hornos de fusión rápida, altos hornos y hornos eléctricos usados en la fabricación de metales, o en relación con otros reactores metalúrgicos, se usan elementos de refrigeración que típicamente están hechos fundamentalmente de cobre. Sobre la superficie del elemento de refrigeración, a menudo se dispone un revestimiento cerámico, por ejemplo hecho de ladrillos refractarios. Los elementos de refrigeración típicamente se refrigeran con agua y por lo tanto están provistos con un sistema de canales de agua de refrigeración, de manera que el calor se transfiere desde los ladrillos refractarios a través de la carcasa del elemento de refrigeración al agua de refrigeración. Los elementos de refrigeración se usan en condiciones de trabajo extremas, sometiéndose a una fuerte corrosión y tensión de erosión provocada por la atmósfera del horno o los contactos con el material fundido. Para un funcionamiento eficaz del elemento de refrigeración, es importante que la unión entre los ladrillos refractarios y el elemento de refrigeración sea buena, en cuyo caso se consigue un contacto de transferencia de calor eficaz. Un inconveniente en la fabricación de elementos de refrigeración conocidos es la complejidad de los métodos de fabricación para unir el revestimiento cerámico/refractario y la dificultad para obtener un buen contacto entre el revestimiento cerámico y el elemento. Por lo tanto las propiedades refrigerantes del elemento no pueden utilizarse totalmente. A su vez, esto da como resultado un desgaste acelerado del revestimiento.

El objeto de la invención es realizar un método para fabricar un elemento de refrigeración, mediante el cual pueden evitarse los inconvenientes de la técnica antecedente. Otro objeto de la invención es realizar un elemento de refrigeración que tenga un buen contacto entre el revestimiento cerámico y la carcasa del elemento.

La invención se caracteriza por lo que se especifica en las reivindicaciones adjuntas.

La disposición de acuerdo con la invención tiene diversas ventajas notables. De acuerdo con el método, se obtiene un contacto extremadamente bueno entre los elementos cerámicos de revestimiento y la carcasa del elemento de refrigeración. Esto mantiene la temperatura en el lado del horno del elemento de refrigeración y sus piezas cerámicas, tales como los ladrillos refractarios, suficientemente baja, de manera que en la superficie del elemento se crea un revestimiento denominado autógeno, que comprende entre otros componentes fundidos oxídicos y/o sulfídicos. De esta manera el desgaste de los ladrillos, entre otros, se ralentiza esencialmente, y se aumenta la vida útil del elemento de refrigeración. El método de acuerdo con la invención es ventajoso también respecto a la tecnología de fabricación.

La invención se explica con más detalle a continuación, con referencia al dibujo adjunto, en el que

La Figura 1 ilustra el elemento de refrigeración de acuerdo con la invención, visto en sección transversal.

El elemento de refrigeración de acuerdo con la invención comprende una pieza de carcasa 1, provista con un sistema de canales 4 para la circulación del agua de refrigeración, y un revestimiento formado por elementos cerámicos 2 aplicado a al menos parte de la superficie de la pieza de carcasa. Los elementos 2 del revestimiento cerámico se unen a la pieza de carcasa 1 mediante un agente de soldadura de una manera que da como resultado un buen contacto térmico entre la pieza cerámica y la pieza de carcasa. La pieza de carcasa 1 del elemento de refrigeración típicamente está hecha de cobre, por ejemplo. Ventajosamente, la pieza de carcasa 1 del elemento de refrigeración se hace, por ejemplo, por moldeo, tal como moldeo de extracción. La pieza de carcasa está provista con un sistema de canales 6 para la circulación del agua de refrigeración. Típicamente el sistema de canales 4 se realiza mecanizando, por ejemplo, taladrando, o respecto al moldeo. Al menos una de las superficies de la pieza de carcasa 1 está provista con ranuras 3, donde se disponen elementos 2 del revestimiento cerámico, típicamente ladrillos refractarios. Entre la pieza de carcasa 1 del elemento de refrigeración y los elementos cerámicos 2, se hace una junta que permite un buen contacto térmico mediante un agente de soldadura. Los elementos cerámicos 2 se disponen para mantener las ranuras de una manera con forma cerrada, cuando el elemento está en una posición en la que la ranura se abre hacia abajo. Las ranuras 3 pueden estrecharse, por ejemplo, en el fondo de la ranura hacia la superficie del elemento, en cuyo caso la anchura de la ranura W_{1}, en el fondo de la ranura es mayor que la anchura de la ranura W_{2} al nivel de la superficie. En una realización típica, la anchura de la ranura W_{2} al nivel de superficie de la pieza de carcasa es 2 - 10 mm más estrecho que la anchura de la ranura W_{1} en el fondo de la ranura. La tolerancia dimensional entre las ranuras 3 y los elementos cerámicos 2 de revestimiento se dispone que sea tal que los elementos cerámicos 2 puedan insertarse en las ranuras 3 en los extremos de las mismas, desde el lado de la pieza de carcasa del elemento. Entre los elementos cerámicos 2 y la pieza de carcasa 1, al menos en la unión de las superficies, se aplica una capa intermedia del agente de soldadura, con una temperatura de fusión que es menor que la temperatura de fusión de las piezas a unir. El agente de soldadura puede llevarse a la junta por ejemplo en forma de lámina metálica o polvo. El agente de soldadura puede incluirse también fácilmente en al menos una de las piezas a unir. Por ejemplo, los elementos de un revestimiento cerámico pueden incluir una capa de un agente de soldadura sobre la superficie de unión, en cuyo caso dichos elementos están sumergidos en el agente de soldadura fundido antes de instalarlos en las ranuras de la pieza de carcasa. En este caso, una capa de agente de soldadura se absorbe en la superficie del elemento cerámico de revestimiento. El agente de soldadura puede ser, por ejemplo, una aleación basada en cobre con una temperatura de fusión dentro del intervalo de 400-700ºC.

Cuando los elementos de revestimiento cerámicos 2, por ejemplo ladrillos refractarios, y el agente de soldadura se disponen en la ranura, el área de unión de al menos las piezas a unir juntas se calienta hasta una temperatura a la que el agente de soldadura se funde y hace un buen contacto térmico entre los ladrillos y la pieza de carcasa. También es posible llevar más agente de soldadura al área de unión durante el proceso de calentamiento. El calentamiento puede realizarse en la misma etapa en la que se realiza un posible bloqueo de la junta del canal de refrigeración.

Los elementos de refrigeración de acuerdo con la invención pueden usarse en diversas aplicaciones diferentes. Un objeto típico para usar el elemento de refrigeración de acuerdo con la invención es por ejemplo el techo del horno inferior en un horno de fusión rápida. Allí la forma de las ranuras hechas en el elemento de refrigeración evita que los elementos de revestimiento cerámicos caigan por las ranuras, aunque el elemento se instala de manera que el lado del revestimiento se dirige hacia abajo. Las ranuras no tienen que estrecharse mucho, porque la temperatura de los elementos en el lado del horno es mayor que la temperatura en el lado que se dirige fuera del horno, en cuyo caso la expansión térmica provoca tensiones de presión sobre la superficie que se localiza en el lado del horno. Las medidas típicas para un elemento de refrigeración de acuerdo con la invención son: anchura: 0,25 -1 m, longitud 1 - 2 m, y espesor de la pieza de carcasa 100 - 200 mm, de lo cual el espesor de la pieza ranurada constituye aproximadamente la mitad.

Claims (8)

1. Un método para fabricar un elemento de refrigeración que comprende una pieza de carcasa y elementos de revestimiento cerámicos dispuestos sobre la superficie de la pieza de carcasa, caracterizado porque los elementos de revestimiento cerámicos (2) están conectados a la pieza de carcasa del elemento (1), fundamentalmente hecha de cobre, usando en la junta entre los elementos de revestimiento y la pieza de carcasa un agente de soldadura, en el que al menos el área de unión se calienta al menos hasta la temperatura de fusión del agente de soldadura, de manera que se crea una junta con un buen contacto térmico con la pieza de carcasa del elemento (1) y un elemento de revestimiento cerámico (2) y la superficie de la pieza de carcasa del elemento de refrigeración (1) está provista con ranuras (3), en las que se ajustan los elementos de revestimiento cerámicos (2).

2. Un método de acuerdo con reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de revestimiento cerámicos (2) son ladrillos refractarios.

3. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el agente de soldadura se lleva por separado al área de unión, por ejemplo como un polvo o una lámina metálica.

4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, caracterizado porque el agente de soldadura se lleva al área de unión junto con las piezas a unir juntas.

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, caracterizado porque en los elementos de revestimiento cerámicos (2), al menos sobre la superficie de unión de los mismos, se aplica al menos una capa de agente intermedio, tal como una capa metálica o una capa de agente de soldadura, antes de llevar los elementos al área de unión.

6. Un elemento de refrigeración que comprende una pieza de carcasa (1) provista con un sistema de canales para la circulación del agua de refrigeración, y un revestimiento hecho de elementos cerámicos (2) en al menos parte de la superficie de la pieza de carcasa, caracterizado porque los elementos de revestimiento cerámicos (2) están conectados a la pieza de carcasa (1), hecha fundamentalmente de cobre, mediante un agente de soldadura de una manera que da como resultado un buen contacto térmico entre el elemento cerámico y la pieza de carcasa y la superficie de la pieza de carcasa del elemento de refrigeración (1) está provista con ranuras (3), en las que los elementos de revestimiento cerámicos (2) se disponen para ajustarse.

7. Un elemento de refrigeración de acuerdo con reivindicación 6, caracterizado porque los elementos de revestimiento cerámicos (2) se disponen para mantenerse en las ranuras (3) en de una manera con forma cerrada, cuando el elemento está en una posición en la que la ranura se abre hacia abajo.

8. Un elemento de refrigeración de acuerdo con reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque la distancia (W_{1}, W_{2}) entre las paredes opuestas de las ranuras de la pieza de carcasa (3) se reduce mientras se avanza desde el fondo de las ranuras hacia la pieza de superficie de carcasa.