ES2281345T3 - Recipientes de fusion provistos de un electrodo de masa refrigerado. - Google Patents
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Abstract
Electrodo de masa para contenedores de fusión metalúrgicos como hornos de arco, hornos de fusión por resistencia u hornos de cuchara, con elementos de contacto (3), que aseguran la alimentación de corriente eléctrica a través del revestimiento refractario del contenedor de fusión a la fusión, disponiéndose a una distancia por debajo de una placa de soporte (2) una placa de enfriamiento (5), formándose una cámara de enfriamiento (4) a través de la cual pueda circular un medio refrigerante, caracterizado porque los elementos de contacto (3) están conectados por su extremo inferior con la placa de soporte (2) y están diseñados en dos piezas.
Description
Recipientes de fusión provistos de un electrodo
de masa refrigerado.
La presente invención hace referencia a un
electrodo de masa para contenedores metalúrgicos de fusión como
hornos de fusión por arco, hornos de fusión por resistencia u hornos
de cuchara, con elementos de contacto, que aseguran la alimentación
de corriente eléctrica a través del revestimiento refractario del
contenedor de fusión a la fusión, disponiéndose a una distancia por
debajo de una placa de soporte una placa de enfriamiento, formándose
una cámara de enfriamiento a través de la cual pueda circular un
medio refrigerante.
Para mejorar las vidas útiles de los elementos
de contacto que se encuentren en contacto con la fusión, se conoce,
enfriar el electrodo de masa mediante dispositivos apropiados
dispuestos por debajo del crisol del horno.
En la EP 0 058 817 B1 se describe un electrodo
de masa con placa soporte dispuesta por debajo de la base del
horno, instalándose a distancia de la placa soporte una placa base,
con la que están directamente conectados los cuellos de los
electrodos. El espacio entre la placa soporte y la placa base posee
una abertura central de entrada de aire, alrededor de la que se
disponen chapas guía curvadas en forma de estrella. De este modo se
promueve de manera sencilla una circulación de aire para el
enfriamiento.
Para adaptar el enfriamiento del electrodo de
masa a las condiciones de operación del contenedor de fusión, en un
dispositivo de enfriamiento de un electrodo de masa conocido gracias
a la EP 0 203 301 B1, en el que se dispone asimismo una placa de
soporte uniendo los electrodos a distancia de la base del horno, se
inyecta el aire refrigerante por medio de dos soplantes a través de
válvulas regulables en la cavidad entre la base del horno y la placa
de soporte.
A través de los sensores de temperatura,
dispuestos en perforaciones de las puntas de contacto (electrodos),
se detectan las condiciones actuales de operación (temperaturas) y
por medio de un dispositivo de control y de regulación se ajusta la
cantidad de aire refrigerante a estas condiciones de operación,
mediante regulación de las válvulas y desconexión o conexión de los
soplantes. Particularmente en el caso de pausas operacionales más
largas se consigue de este modo, que la velocidad de variación de la
temperatura del electrodo de masa dado anteriormente/no supere los
valores máximos dados.
Son inconvenientes para estos electrodos de masa
conocidos con una placa de soporte para los electrodos y/o
elementos de contacto, dispuesta a distancia de la base del horno y
formando de este modo una cámara de enfriamiento:
- -
- la peor disipación de calor de los cuellos de los electrodos mediante la peor relación de secciones transversales de las superficies,
- -
- la resistencia al flujo producida por los cuellos de los electrodos guiados a través de la cámara de enfriamiento,
- -
- un peor enfriamiento del revestimiento refractario de la base del horno,
- -
- un acortamiento de la vida útil mediante los retroefectos de la peor disipación de calor sobre los elementos de contacto,
- -
- un considerable gasto para la renovación de los elementos de contacto, así como su preparación.
Partiendo de este estado actual conocido de la
técnica, es objetivo de la invención, formar el electrodo de masa
constructivamente a tal extremo, que los inconvenientes citados no
aparezcan más o al menos se minimicen, particularmente mediante un
mejor efecto refrigerante.
El objetivo establecido se resuelve, en el caso
de un electrodo de masa del tipo descrito en el término genérico de
la Reivindicación 1, mediante las propiedades características de la
Reivindicación 1. En las subreivindicacines se indican ordenaciones
favorables de la invención.
Mediante la medida, de la presente invención, de
disponer por debajo de la placa de soporte una cámara de
enfriamiento, por el que circula un medio refrigerante
preferentemente fluido, y de disponer en esta cámara de
enfriamiento aletas de enfriamiento, preferentemente soldadas
firmemente a la placa de soporte, se consigue, que se disponga de
una mayor superficie a enfriar. De ello se deduce una mayor
disipación de calor, relacionada con una vida útil más larga de los
electrodos que para los dispositivos de enfriamiento conocidos
conforme al estado actual de la técnica.
Acorde a una ordenación favorable de la presente
invención, las aletas de enfriamiento se fijan adicionalmente
también a la placa de enfriamiento, por ejemplo, por soldadura, de
forma que, además de la disipación mejorada de calor, exista
adicionalmente la ventaja de, instalar ya la conexión de corriente a
la placa de enfriamiento. En este contexto, las aletas de
enfriamiento asumen entonces el transporte de corriente a la placa
de soporte.
Conforme a la presente invención, los elementos
de contacto se dividen en dos a partir de hierro de perfiles
disponible comercialmente con una pieza inferior más gruesa, cuya
longitud puede ajustarse a las respectivas condiciones de operación
y asciende preferentemente a entre 200 y 400 mm, así como una pieza
superior más fina que sirve como pieza de desgaste, que se sumerge
en la fusión y que produce la única conexión eléctrica para la
fusión. Esta pieza delgada superior se suelda a la pieza inferior
más gruesa. La longitud de la pieza superior depende del espesor
del revestimiento y se selecciona, de forma que el extremo superior
se sumerja en la fusión y produzca, por tanto, la conexión
eléctrica para la fusión. Tras el desgaste verificado del material
refractario y de la pieza superior se separa el antiguo cordón de
soldadura y se suelda una nueva pieza superior.
Mediante el aumento del espesor de la pieza
inferior del elemento de contacto se mejora con ventaja la entrada
de calor a la placa soporte y se simplifica la separación entre esta
pieza inferior reforzada y la pieza superior de desgaste, así como
su renovación.
Como medio refrigerante, que circula a través de
la cámara de enfriamiento, puede emplearse un medio gaseoso o uno
líquido. Además, es posible, conforme a la invención,
particularmente en caso de empleo de un líquido como medio
refrigerante, utilizar también el medio refrigerante, al mismo
tiempo, para el enfriamiento del crisol del horno, pudiendo
emplearse con ventaja, por ejemplo, los transportadores en conjunto;
sin embargo, es además condición previa, que el crisol del horno se
implemente con una doble
camisa.
camisa.
Otras ventajas, especificaciones y
características de la invención se describen a continuación a fondo
en base a un ejemplo de ejecución representado en una figura
esquemática de diseño:
La Figura muestra un electrodo de masa 1 con una
cámara de enfriamiento 4 conforme a la invención.
Sobre la placa de soporte 2 del electrodo de
masa 1 se sueldan elementos de contacto 3 por su pieza inferior 3'
(sólo se representa un elemento de contacto 3) y a ellos se fija la
pieza superior más fina 3'', llevándose preferentemente a cabo la
fijación igualmente por soldadura.
Por debajo de la placa de soporte 2 se dispone a
distancia una placa de enfriamiento 5, formándose entre la placa de
soporte 2 y la placa de enfriamiento 5 la cámara de enfriamiento 4,
a través de la cual puede circular un medio refrigerante
preferentemente fluido. Para el mejor efecto refrigerante, se
sueldan aletas de enfriamiento 6 a la placa de soporte 2, con las
que aumenta claramente la superficie de enfriamiento y se refuerza
apropiadamente el efecto refrigerante. Para seguir incrementando
estas ventajas, las aletas de enfriamiento 6 se unen también
firmemente a la placa de enfriamiento 5, obteniéndose un efecto
refrigerante adicional. Por tanto, como entre la placa de
enfriamiento 5 y la placa soporte 2 hay un contacto metálico
directo, este contacto puede emplearse también para la conducción de
la corriente.
En el ejemplo de ejecución representado, la
corriente se alimenta a través de una alimentación de corriente 9
al electrodo de masa 1 a través de una mordaza de contacto 7
dispuesta en el tubo 8. Adicionalmente, la corriente fluye desde la
mordaza de contacto 7 a través del tubo 8 a la placa de enfriamiento
5, ulteriormente a través de las aletas de enfriamiento 6 a la
placa de soporte 2, desde la que los elementos de contacto 3
producen el suministro de corriente para la fusión.
El medio refrigerante puede alimentarse
centralmente desde abajo a través del tubo 8 a la cámara de
enfriamiento 4 y evacuarse, entonces, de nuevo a través de las
aberturas laterales 10; aunque resulta también posible, utilizar
las aberturas laterales 10 para la alimentación y para la evacuación
del medio refrigerante. Dependiendo de la ejecución de los puntos
de alimentación y evacuación para el medio refrigerante y de las
condiciones de flujo obtenidas de esta manera, las aletas de
enfriamiento 6 apropiada se diseñan y se orientan, para obtener un
efecto refrigerante lo mayor posible para una resistencia al flujo
lo menor posible.
La invención no se limita únicamente al ejemplo
de ejecución representado, sino que puede aplicarse también a otros
ejemplos de ejecución de electrodos de masa, mientras exista la
posibilidad constructiva de producir una cámara de enfriamiento
mediante la instalación de una placa de enfriamiento.
Claims (5)
1. Electrodo de masa para contenedores de
fusión metalúrgicos como hornos de arco, hornos de fusión por
resistencia u hornos de cuchara, con elementos de contacto (3), que
aseguran la alimentación de corriente eléctrica a través del
revestimiento refractario del contenedor de fusión a la fusión,
disponiéndose a una distancia por debajo de una placa de soporte
(2) una placa de enfriamiento (5), formándose una cámara de
enfriamiento (4) a través de la cual pueda circular un medio
refrigerante, caracterizado porque los elementos de contacto
(3) están conectados por su extremo inferior con la placa de soporte
(2) y están diseñados en dos piezas.
2. Electrodo de masa acorde a la Reivindicación
1, caracterizado porque los elementos de contacto (3)
consisten en hierro de perfiles disponible comercialmente, estando
la pieza inferior (3') fabricada, preferentemente hasta una
longitud de 200 a 400 mm, a partir de un perfil más grueso con
espesores de pared preferentemente entre 6 y 10 mm, por ejemplo IPB
100, sobre la que está soldada la pieza superior más fina (3'')
preferentemente con espesores de pared entre 2 y 5 mm.
3. Electrodo de masa acorde a la Reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque a la placa de soporte (2) se le
fijan aletas de enfriamiento (6), que sobresalen en la cámara de
enfriamiento (4).
4. Electrodo de masa acorde a una o varias de
las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las aletas
de enfriamiento (6) se fijan adicionalmente a la placa de
enfriamiento (5), produciendo las aletas de enfriamiento (6), en
caso de conexión de corriente a la placa de enfriamiento (5), el
contacto eléctrico para la placa de soporte (2).
5. Electrodo de masa acorde a una o varias de
las Reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el medio
refrigerante puede emplearse simultáneamente para el enfriamiento
del crisol del horno.
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