ES2282912T3 - Horno industrial y elemento de tobera asociado. - Google Patents
Horno industrial y elemento de tobera asociado. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2282912T3 ES2282912T3 ES04790388T ES04790388T ES2282912T3 ES 2282912 T3 ES2282912 T3 ES 2282912T3 ES 04790388 T ES04790388 T ES 04790388T ES 04790388 T ES04790388 T ES 04790388T ES 2282912 T3 ES2282912 T3 ES 2282912T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- nozzle
- duct
- element according
- metal jacket
- conduit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/10—Monolithic linings; Supports therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/14—Supports for linings
- F27D1/141—Anchors therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Vending Machines For Individual Products (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Elemento de tobera para la introducción de gas en un horno industrial para la fusión de metales con las características siguientes: a) un cuerpo de tobera (3) realizado en un material resistente al fuego; b) una camisa metálica (9) la cual cubre el material resistente al fuego por el lado frío (7) del cuerpo de tobera (3); c) unos elementos conductores de calor (11, 13, 17/17.2), los cuales están en contacto, por lo menos parcialmente, con la camisa metálica (9) y que se extienden en el interior del material resistente al fuego; d) la camisa metálica (9) está formada de manera que se puede refrigerar para su refrigeración mediante un medio refrigerante; e) un conducto de tobera exterior (19) el cual se extiende, a través de la camisa metálica (9) y el cuerpo de tobera (3), desde el lado frío (7) hacia el lado caliente (5) del cuerpo de tobera (3).
Description
Horno industrial y elemento de tobera
asociado.
La presente invención se refiere a un horno
industrial para la fusión de metales, en especial metales no
férricos, así como a un elemento de tobera correspondiente.
Durante el proceso de fusión en un horno
industrial para la fusión de metales es en muchas ocasiones
necesario tratar el baño de metal fundido mediante la introducción
de gases u otros medios.
Los medios de tratamiento correspondientes son
introducidos de forma regular mediante toberas en el baño de metal
fundido. Este tipo de toberas pueden estar confeccionadas o bien
como toberas situadas debajo del baño (en las cuales el medio de
tratamiento es introducido mediante tobera por debajo de la
superficie del baño de metal fundido) o como toberas situadas
encima del baño (en las cuales el medio de tratamiento se introduce
mediante tobera por encima de la superficie del baño en el espacio
interior del horno). Las toberas utilizadas están realizadas,
usualmente, en un tubo de metal el cual es conducido, a través de la
pared exterior del horno industrial, hasta el espacio interior del
horno. Sobre el lado del interior del horno de la tobera está
colocada, por regla general, una pieza insertada de tobera sobre el
tubo de metal. La pared exterior de los hornos industriales
correspondientes está formada por una camisa de acero exterior, la
cual está revestida sobre un lado interior con un material
resistente al fuego. El metal es fundido en el espacio interior del
horno formado por el revestimiento resistente al fuego.
En las zonas en las cuales las toberas
desembocan en el espacio interior del horno el material resistente
al fuego, que rodea las toberas en esta zona, está sometido de forma
regular a un desgaste elevado. Este desgaste elevado tiene su
origen, por un lado, en especial en los grandes cambios de
temperatura en la zona de la desembocadura de tobera, lo que
conduce a desconchamientos del revestimiento resistente al fuego.
Por otro lado, se producen en la zona de la desembocadura de tobera
grandes movimientos de circulación de parte del baño fundido, lo
que conduce a una erosión mecánica del revestimiento resistente al
fuego.
Este desgaste del revestimiento resistente al
fuego conduce a problemas que van no solo desde lo que se refiere a
la limpieza del revestimiento resistente al fuego hasta una duración
reducida del revestimiento de la totalidad del horno, sino también
a problemas con vistas a la posibilidad de repetición y con ello a
la rentabilidad del proceso de introducción mediante tobera, dado
que con la variación de la geometría del revestimiento resistente
al fuego en la zona de la desembocadura de tobera varían también las
relaciones de circulación del baño fundido de metal en el
horno.
La patente US nº 3.330.645 da a conocer
dispositivos de alta temperatura, como sopladores, toberas y
quemadores sumergidos, los cuales impiden mediante una
refrigeración mejorada de un bloque poroso la erosión del forro
resistente al fuego. A ello conducen innumerables canales finos
(poros o taladros), a través de los cuales se conduce el medio
refrigerante, a través de un bloque poroso resistente al fuego. El
medio refrigerante tiene como resultado que se forma y se renueva
constantemente una capa de protección de burbujas de gas en la
superficie de contacto del material resistente al fuego, permeable,
con el metal fundido.
El lado posterior del bloque poroso está dotado
con una acanaladura de tubo colector anular con un canal de entrada
para el medio fluido de refrigeración. La acanaladura está también
en contacto con los poros o los canales, los cuales conducen a
través del bloque poroso. El extremo inferior del bloque puede estar
dotado con un casquillo de metal, el cual se extiende también a lo
largo de la parte lateral inferior del bloque. En una placa de
suelo están previstos orificios para una pieza añadida, la cual
forma la abertura de entrada del canal central, así como para una
segunda pieza añadida, que es la abertura de entrada para el medio
fluido de refrigeración.
El documento DE 1 246 782 A se refiere a un
cuerpo de tobera el cual está realizado en material prensado,
altamente resistente al calor, y que contiene anillos de refuerzo
metálicos (en forma de alambre o de banda). Además, el cuerpo de
tobera está rodeado por una camisa metálica, adaptada a su
superficie exterior, la cual está rodeada a su vez por un tubo de
refrigeración de forma espiral.
La invención se plantea el problema de proponer
un horno industrial para la fusión de metales, en especial metales
no férricos, así como un elemento de tobera correspondiente, con el
cual se pueda reducir el desgaste del material resistente al fuego
en la zona de la tobera.
De acuerdo con la invención se proporciona un
elemento de tobera para la introducción de gas en un horno
industrial para la fusión de metales con las características
siguientes:
- -
- un cuerpo de tobera realizado en un material resistente al fuego;
- -
- una camisa metálica la cual cubre el material resistente al fuego por el lado frío del cuerpo de tobera;
- -
- unos elementos conductores de calor, los cuales están en contacto con la camisa metálica y que se extienden en el interior del material resistente al fuego;
- -
- la camisa metálica se puede refrigerar;
- -
- un conducto de tobera (conducto de tobera exterior) el cual se extiende, a través de la camisa metálica y el cuerpo de tobera, desde el lado frío hacia el lado caliente del cuerpo de tobera.
La confección del elemento de tobera de acuerdo
con la solicitud se basa en el conocimiento de que el desgaste del
material resistente al fuego se puede reducir, en la zona de la
tobera, en especial gracias a que sobre el lado caliente del
material resistente al fuego, en la zona de la tobera, se forma una
"pieza añadida" realizada en baño de metal fundido
solidificado. Esta "pieza añadida" realizada en baño de metal
fundido solidificado está formada, esencialmente, por escoria y
metal y protege el material resistente al fuego que se encuentra
debajo, en la zona de la tobera, del desgaste.
En el marco de la invención se reconoció que una
solidificación del baño de metal fundido en la zona del material
que rodea la tobera y con ello la formación de una pieza añadida
sobre el material resistente al fuego en esta zona se puede causar
gracias a que el material resistente al fuego sea refrigerado de
manera reforzada en esta zona.
Para la refrigeración del material resistente al
fuego en la zona de la tobera están previstos unos elementos
conductores de calor los cuales están realizados en un material que
presenta una conductividad térmica elevada en comparación con el
material resistente al fuego. Los elementos conductores de calor
están en contacto con la camisa metálica en el lado frío del cuerpo
de tobera, de manera que los elementos conductores de calor
absorben calor y lo pueden conducir rápidamente hacia la camisa
metálica. Desde la camisa metálica el calor se saca hacia el
exterior. Para la mejora de la extracción de calor por parte de la
camisa metálica hacia el exterior la camisa metálica se puede
refrigerar, por ejemplo, mediante un medio de refrigeración.
El elemento de tobera puede estar formado como
elemento separado.
El lado caliente del cuerpo de tobera del
elemento de tobera y su lado frío discurren distanciados y también
preferentemente paralelos entre sí. El lado caliente y el lado frío
del cuerpo de tobera pueden tener la misma forma o formas
diferentes. Por ejemplo, el lado caliente y el lado frío pueden
estar estructurados en cada caso redondos, ovalados, cuadrangulares
o poligonales. En la medida en que el lado caliente y el lado frío
presenten en cada caso una forma redonda, pueden presentar por
ejemplo el mismo diámetro, de manera que la totalidad del cuerpo de
tobera presente la forma de un cilindro, o el lado caliente puede
presentar un diámetro menor que el lado frío, de manera que el
cuerpo de tobera se estreche desde el lado frío hacia el lado
caliente; gracias a ello el elemento de tobera se puede insertar
con facilidad en una abertura correspondiente en la pared exterior
de un horno industrial. En la medida en que el lado frío y el lado
caliente presenten en cada caso una forma cuadrangular, el cuerpo
de tobera posee globalmente la forma de un paralelepípedo, por lo
tanto, por ejemplo, la forma de un cubo. Las superficies laterales
del cuerpo de tobera que conectan el lado frío y el lado caliente
pueden estar cubiertas por un material de chapa.
De acuerdo con la solicitud se entiende por
"lado caliente" el lado del cuerpo de tobera que (en el estado
montado del elemento de tobera en un horno industrial) está
orientado hacia el espacio interior del horno y por consiguiente
del baño fundido de metal. Por "lado frío" se entiende,
correspondientemente, el lado opuesto del cuerpo de tobera, es
decir, el lado del cuerpo de tobera alejado del espacio interior del
horno.
El elemento de tobera está formado para la
introducción de gas u otros medios, por ejemplo sólidos tales como
polvos o similares, en el baño fundido de metal.
El cuerpo de tobera puede estar realizado en un
material resistente al fuego discrecional, por ejemplo de un
material de trabajo de cerámica oxidada o de cerámica no oxidada, es
decir, por ejemplo, de una masa de cerámica oxidada resistente al
fuego.
Por su lado frío el material resistente al fuego
del cuerpo de tobera puede estar cubierto por una camisa metálica.
Esta camisa metálica puede estar realizada, por ejemplo, en cobre o
en acero, por ejemplo acero inoxidable, y puede, por ejemplo, estar
conectada mediante anclajes o una masa resistente al fuego con el
material resistente al fuego del cuerpo de tobera. La camisa
metálica puede estar dimensionada de tal manera que - al insertar
el elemento de tobera en la pared exterior de un horno industrial -
se conecte enrasada a la camisa metálica exterior del horno, de
manera que la camisa metálica del elemento de tobera y la camisa
metálica exterior del horno formen una superficie continua.
La camisa metálica está en contacto (sobre su
lado orientado hacia el cuerpo de tobera) con elementos conductores
de calor los cuales se extienden en el interior del material
resistente al fuego y en dirección hacia el lado caliente del
cuerpo de tobera.
Los elementos conductores de calor pueden
presentar una forma discrecional es decir, por ejemplo, la forma de
barras, prismas, nervios o placas. Se pueden utilizar, por ejemplo,
elementos conductores de calor en forma de barras con una sección
transversal en forma de estrella; las barras correspondientes tienen
una superficie relativamente grande, con lo cual se puede dar lugar
a una buena transferencia de calor hacia los elementos conductores
de calor. De acuerdo con otra forma de realización, los elementos
conductores de calor pueden presentar una estructura arborescente;
en esta forma de realización el elemento conductor de calor se
ramifica por lo tanto en dirección hacia el lado caliente del
cuerpo de tobera. Estas "ramas" pueden absorber bien el calor
en la zona del lado caliente del cuerpo de tobera y conducirlo, a
través del "tronco" (común), a la camisa metálica.
Los elementos conductores de calor están
dispuestos directamente en la camisa metálica y están, al mismo
tiempo, formados por ejemplo de una sola pieza a partir de la
camisa metálica, por ejemplo en forma de "aletas de
refrigeración". Los elementos conductores de calor pueden estar
conectados por ejemplo también a través de una unión soldada,
atornillada o de otro tipo, directamente con la camisa metálica.
De acuerdo con una forma de realización
adicional, los elementos conductores de calor no están directamente
en contacto con la camisa metálica sino que continúan la conducción
del calor, a través de zonas intercaladas, desde el material
resistente al fuego a la camisa metálica. Elementos conductores de
calor correspondientes pueden constar, por ejemplo, de uno o varios
o un gran número de cuerpos individuales, los cuales están
empotrados en el material resistente al fuego. De acuerdo con una
forma de realización está previsto un gran número de elementos
conductores de calor en forma de pequeños cuerpos los cuales,
repartidos de manera dispersa a lo largo del material resistente al
fuego, están empotrados en éste. Mediante la disposición de estos
elementos conductores de calor repartidos de manera dispersa en el
material resistente al fuego se aumenta globalmente la
conductividad térmica del material resistente al fuego en esta zona,
de manera que el calor en la zona de los cuerpos repartidos por el
material resistente al fuego es conducido con mayor rapidez hacia la
camisa metálica que en las zonas del material resistente al fuego
en las cuales no están dispuestos cuerpos correspondientes
algunos.
Los extremos de los elementos conductores de
calor orientados hacia del lado caliente del cuerpo de tobera
pueden finalizar a distancia del lado caliente, es decir, terminar
en el material resistente al fuego, o ser conducidos hasta
directamente al lado caliente y entonces, por ejemplo, formar una
superficie enrasada con el lado caliente del cuerpo de tobera.
Los elementos conductores de calor y la camisa
metálica están realizados, preferentemente, del mismo material, por
lo tanto por ejemplo de cobre, acero o acero inoxidable. A través de
la camisa metálica y el cuerpo de tobera se extiende, desde el lado
frío al lado caliente del cuerpo de tobera, un conducto de tobera
(en lo sucesivo denominado "conducto de tobera exterior").
Este conducto de tobera exterior sirve - en caso
dado también en combinación con uno u otros tubos para la
conducción de gas - para el suministro de gas o de otros medios de
tratamiento al baño de metal fundido. El conducto de tobera
exterior puede estar realizado, en especial, en un metal, por
ejemplo acero inoxidable, presenta preferentemente una superficie
de sección transversal interior (libre) circular y se extiende, en
especial, a lo largo de un eje longitudinal que discurre
linealmente.
El elemento de tobera exterior puede estar
conectado, por ejemplo mediante una masa resistente al fuego, con
el cuerpo de tobera.
En el conducto de tobera exterior puede estar
dispuesto otro conducto de tobera, denominado "conducto de
tobera interior" en lo que viene a continuación. Preferentemente
el conducto de tobera interior puede estar dispuesto, a lo largo de
su eje longitudinal, el cual discurre por ejemplo coaxialmente con
respecto al eje longitudinal del conducto de tobera exterior,
desplazable en el conducto de tobera exterior.
Un conducto de tobera interior correspondiente,
dispuesto desplazable a lo largo de su eje longitudinal en el
conducto de tobera exterior, tiene una ventaja notable: en lugar de
un conducto de tobera interior, las toberas de este tipo utilizadas
hasta ahora presentaban una pieza insertada de tobera, la cual se
insertaba sobre el lado caliente del conducto de tobera (exterior)
sobre éste. Mediante esta pieza insertada de tobera se podía
ajustar sobre el lado caliente del conducto de tobera una forma de
tobera definida. A causa de oxidaciones de la pieza insertada de
tobera ésta se podía utilizar únicamente para una carga, de manera
que la pieza insertada de tobera debía ser retirada del conducto de
tobera después de cada proceso de fusión y ser sustituida por una
nueva pieza de insertada de tobera. Este proceso de cambio requería
mucho tiempo. Gracias a que, de acuerdo con la solicitud, en el
conducto de tobera exterior está dispuesto a continuación
desplazable un conducto de tobera interior, éste puede ser
empujado, en correspondencia con su desgaste, de forma continua
desde el exterior. Con ello se suprime el proceso de cambio
necesario hasta ahora.
El conducto de tobera interior presenta una
superficie de sección transversal (libre) interior de manera que se
pueden ajustar las condiciones para la introducción del gas,
conducido a través del conducto de tobera interior, al baño de
metal fundido.
Preferentemente el conducto de tobera interior
está dispuesto en el conducto de tobera exterior, a distancia con
respecto a él. Gracias a ello se define una ranura interior entre el
conducto de tobera interior y el exterior la cual, asimismo, puede
ser utilizada para la introducción de gas en el baño de metal
fundido. El conducto de tobera interior y el conducto de tobera
exterior pueden ser mantenidos a distancia mediante distanciadores.
Estos distanciadores pueden ser, por ejemplo, abombamientos de tipo
botón, los cuales están dispuestos en la superficie del conducto de
tobera exterior orientada hacia el conducto de tobera interior.
Sobre la superficie del conducto de tobera exterior orientada hacia
el conducto de tobera interior pueden estar dispuestos también este
tipo de abombamientos, los cuales engarzan en elementos de guía
correspondientes, por ejemplo carriles o ranuras, los cuales están
dispuestos sobre la superficie exterior del conducto de tobera
interior. Estos elementos de guía pueden estar dispuestos, por
ejemplo, paralelos con respecto al eje longitudinal o también en
forma de espiral sobre la superficie del conducto de tobera
interior, de manera que el conducto de tobera interior pueda ser
guiado con seguridad, en dirección longitudinal o de tipo espiral,
en el conducto de tobera exterior.
De acuerdo con una forma de realización
alternativa, la superficie perimétrica exterior del conducto de
tobera interior presenta una rosca exterior, la cual engarza en la
rosca interior la cual está dispuesta sobre la superficie del
conducto de tobera exterior orientada hacia el conducto de tobera
interior.
El conducto de tobera exterior y el interior
están formados en cada caso de tal manera que la ranura que queda
entre el conducto de tobera exterior y el interior o la sección
transversal libre interior del conducto de tobera interior, pueden
ser puestas en contacto de tal manera con una fuente de gas o de
otro tipo para un medio, que en la ranura o en la sección
transversal libre interior del conducto de tobera interior puede ser
introducido gas/medio.
El seguimiento o el movimiento del conducto de
tobera interior en el conducto de tobera exterior puede tener lugar
de forma manual o automática, por ejemplo mediante accionamiento
eléctrico, hidráulico o neumático. El proceso de seguimiento puede
tener lugar, fundamentalmente, paso a paso o de forma continua y
puede estar ajustado al tiempo de tratamiento metalúrgico, por
ejemplo con una velocidad de avance predeterminada. En caso de una
medición de grosor restante continua de la tobera se puede adaptar
de manera continua la velocidad de avance a la condiciones de
desgaste del conducto de tobera interior. La ranura entre el
conducto de tobera interior y el exterior puede estar dotada con un
medio de lubricación o deslizamiento adecuado, por ejemplo para
mantener pequeñas las solicitaciones de torsión.
De acuerdo con un ejemplo de forma de
realización está previsto que la superficie perimétrica exterior del
conducto de tobera interior y la superficie del conducto de tobera
exterior, orientada hacia esta superficie, estén directamente en
contacto entre sí. En este caso no se conduce ningún gas a través de
esta ranura. Un medio de lubricación o deslizamiento previsto en
esta ranura puede servir también para la obturación.
Puede estar previsto que los elementos
conductores de calor estén dispuestos de tal manera en el material
resistente al fuego del cuerpo de tobera que estén dispuestos
esencialmente de forma anular alrededor del conducto de tobera
exterior.
Dado que el peligro de un desplazamiento del
material resistente al fuego aumenta con el aumento de la proximidad
con respecto a la desembocadura del conducto de tobera exterior al
lado caliente del cuerpo de tobera, el elemento de tobera de
acuerdo con la solicitud puede estar confeccionado de tal manera
que, directamente contigua a la desembocadura del conducto de
tobera exterior, en el lado caliente del cuerpo de tobera, se pueda
formar una pieza añadida más gruesa que en las zonas más alejadas
de la desembocadura.
Para ello puede estar previsto que la
conductividad térmica sea en las zonas del cuerpo de tobera
contiguas directamente al conducto de tobera exterior mayor que en
las zonas más alejadas de ellas.
De acuerdo con la solicitud puede estar previsto
además, por ejemplo, que los elementos conductores de calor estén
conducidos, en las zonas del cuerpo de tobera más próximas al
conducto de tobera exterior, más cerca hasta el lado caliente del
cuerpo de tobera que en las zonas alejadas con respecto al conducto
de tobera exterior. La evacuación del calor aumenta, gracias a
ello, en dirección hacia la desembocadura del conducto de tobera
exterior en el lado caliente del cuerpo de tobera.
Correspondientemente, aumenta también el grosor de la pieza añadida
en esta dirección.
Los elementos conductores de calor pueden estar
estructurados correspondientemente escalonados, decreciendo la
altura de los escalones - con respecto al lado caliente del cuerpo
de tobera - alejándose del conducto de tobera exterior.
Para evacuar el calor, que han suministrado a la
camisa metálica los elementos conductores de calor, de la camisa
metálica puede estar previsto que la camisa metálica esté formada de
tal manera que se pueda refrigerar mediante un fluido, en especial
agua, u otro medio refrigerante cualquiera.
Para ello la camisa metálica puede estar
provista, por ejemplo, con dispositivos mediante los cuales un
fluido se pueda conducir por encima de la superficie de la camisa
metálica o a través de la camisa metálica.
La magnitud de la evacuación del calor de la
camisa metálica hacia fuera se puede ajustar mediante el medio de
refrigeración, por ejemplo mediante el intervalo de temperatura
entre la camisa metálica (caliente) y el medio de refrigeración
(frío) y/o mediante la cantidad del medio de refrigeración que pasa
por la camisa metálica y/o mediante la elección del propio medio de
refrigeración (elección de un medio de refrigeración con una
capacidad térmica específica determinada). Una mayor evacuación de
calor de la camisa metálica hacia fuera tiene como consecuencia, al
mismo tiempo, una mayor evacuación de calor desde el lado caliente
del cuerpo de tobera hacia fuera, lo que va parejo con una
formación de pieza añadida sobre el lado caliente.
Mediante el tipo y manera de la refrigeración de
la camisa metálica se puede controlar con ello la formación de
pieza añadida.
El elemento de tobera según la solicitud está
formado para el montaje en un horno industrial cualquiera para la
fusión de metales, en especial sin embargo para el montaje en un
horno industrial para la fusión de metales no férricos.
El elemento de tobera puede estar formado tanto
como tobera situada debajo del baño como también como tobera
situado encima del baño.
Finalmente, la solicitud comprende un horno
industrial, en cuya pared exterior está dispuesto un elemento de
tobera de acuerdo con la solicitud. El horno industrial pueden
presentar en su pared exterior una abertura, en la cual se puede
insertar un elemento de tobera de acuerdo con la solicitud.
Otras características de la invención resultan
de los documentos de solicitud restantes, en especial de las
figuras, así como de la siguiente descripción de las figuras.
Todas las características del elemento de tobera
que se dan a conocer en la solicitud se pueden combinar, de manera
discrecional, entre sí.
La descripción de las figuras explica un ejemplo
de forma de realización de un elemento de tobera de acuerdo con la
solicitud.
la Figura 1 muestra un elemento de tobera en una
vista en sección lateral, y
la Figura 2 muestra una vista superior sobre el
lado caliente del elemento de tobera según la Figura 1.
El elemento de tobera de la Figura 1 se designa
en su totalidad mediante 1.
El cuerpo de tobera 3 del elemento de tobera 1,
realizado en una masa resistente al fuego, presenta globalmente una
forma esencialmente en forma de cubo con un lado caliente 5 en forma
de cuadrado y un lado frío 7 en forma de cuadrado.
En el lado frío 7 el material resistente al
fuego del cuerpo de tobera 3 está cubierto por una camisa metálica
9 realizada en cobre. En el lado de la superficie del elemento de
metal 9 alejado del cuerpo de tobera 3 están dispuestas depresiones
8 en forma de canal en el elemento de metal 9. Las depresiones 8 en
forma de canal está cubiertas hacia afuera mediante placas de
recubrimiento 10, de manera que las depresiones 8 en forma de canal
están cerradas por todo su alrededor. Las placas de recubrimiento 10
presentan una abertura de entrada 12, que conduce a las depresiones
8 en forma de canal, y una abertura de salir 14, que conduce fuera
de las depresiones.
Diferentes elementos conductores de calor 11,
13, 17, 17.1, 17.2, realizados en cobre, están en contacto con la
camisa metálica 9 y se extienden hacia el interior del material
resistente al fuego del cuerpo de tobera 3 en dirección hacia su
lado caliente 5.
Sobre el lado derecho en la Figura 1 se pueden
reconocer dos elementos conductores de calor 11, 13 en forma de
barra, los cuales se extienden, perpendicularmente desde la camisa
metálica 9, al interior del material resistente al fuego y en
dirección hacia el lado caliente 5 del cuerpo de tobera 3. Los
elementos conductores de calor 11, 13 en forma de barra están
escalonados, siendo conducido el elemento conductor de calor 13 más
próximo al conducto de tobera 19 directamente hasta el lado caliente
5 del cuerpo de tobera 3, y el elemento conductor de calor 11, más
alejado del conducto de tobera exterior 19, termina, a distancia del
lado caliente 5, en el material resistente al fuego.
Los elementos conductores de calor 11, 13 están
insertados en la camisa metálica 9.
En el lado izquierdo de la Figura 1 se extiende,
en primer lugar, un elemento conductor de calor 17, 17.1, 17.2
arborescente desde la camisa metálica 9, en la cual está asimismo
insertado, al interior del material resistente al fuego del cuerpo
de tobera 3 en dirección hacia el lado caliente 5 del cuerpo de
tobera 3.
Partiendo del "tronco" 17 el elemento
conductor de calor 17, 17.1, 17.2 se ramifica a lo largo de las
ramas 17.1, 17.2 en dirección hacia el lado caliente 5. Las ramas
17.1, 17.2 acaban, a distancia del lado caliente 5, en el material
resistente al fuego. Las ramas 17.1, 17.2 están asimismo formadas
escalonadas, decreciendo la altura de los escalones desde la rama
17.1 dispuesta más próxima al conducto de tobera exterior 19 hacia
la rama 17.2 más alejada del conducto de tobera exterior 19.
Además se reconocen en el lado izquierdo de la
Figura 1 elementos conductores de calor 15 en forma de varios
cuerpos 15 geométricos individuales, los cuales están repartidos de
manera dispersa en el material resistente al fuego. Mediante estos
cuerpos 15 se aumenta globalmente la conductividad térmica del
material resistente al fuego del cuerpo de tobera 3 en la zona en
la cual están repartidos los cuerpos 15. La conducción del calor
tiene lugar al mismo tiempo no directamente hacia la camisa metálica
9 - como en el caso de los elementos conductores de calor 11, 13,
17, 17.1, 17.2 - sino también a través de varias zonas intercaladas
del material resistente al fuego.
En la Figura 1 están representadas, en el lado
izquierdo y derecho del cuerpo de tobera 3, formas de realización
diferentes y dispuestas de manera inhomogénea de elementos
conductores de calor 11, 13 respectivamente 15, 17, 17.1, 17.2.
En la forma de realización práctica se utiliza,
sin embargo, preferentemente una combinación homogénea de elementos
conductores de calor. De este modo pueden utilizarse, por ejemplo,
diferentes formas de realización de elementos conductores de calor
repartidas de forma homogénea alrededor del conducto de tobera
exterior 19. Por ejemplo, pueden estar elementos conductores de
calor escalonados, dispuestos anularmente alrededor del conducto de
tobera exterior 19, en forma de barras y/o árboles y/o placas,
rodeados por elementos conductores de calor, en forma de cuerpo
individuales 15, repartidos de forma dispersa a lo largo del
material resistente al fuego.
A través de la camisa metálica 9 y el cuerpo de
tobera 3 se extiende el conducto de tobera exterior 19, desde el
lado frío 7 hacia el lado caliente 5 del cuerpo de tobera. El
conducto de tobera exterior 19 está realizado en acero inoxidable y
se extiende, con simetría de rotación, con respecto a su eje
longitudinal A, el cual es perpendicular al lado caliente 5 y al
lado frío 7 del cuerpo de tobera 3.
Concéntricamente con respecto al conducto de
tobera exterior 19 está dispuesto en éste un conducto de tobera
interior 21 realizado en acero inoxidable. El eje longitudinal A del
conducto de tobera interior 21 discurre coaxialmente con respecto
al eje longitudinal A del conducto de tobera 19 interior. El
conducto de tobera exterior 19 y el conducto de tobera interior 21
discurren a distancia entre sí, de manera que entre los dos tubos
19, 21 está definida una ranura anular 23.
Sobre la superficie del conducto de tobera
exterior 19, orientada hacia la superficie perimétrica exterior del
conducto de tobera interior 21, están dispuestos abombamientos en
forma de botón (no representados), los cuales mantienen el conducto
de tobera interior 21 y el conducto de tobera exterior 19 a una
distancia constante entre sí.
Con un dispositivo de accionamiento (no
representado) es girado, por un lado, el conducto de tobera interior
21 alrededor del eje longitudinal A y es desplazado, por el otro,
al mismo tiempo, a lo largo de su eje longitudinal A, en dirección
hacia el lado caliente 5.
La Figura 2 muestra el elemento de tobera 1
según la Figura 1 en una vista superior sobre el lado caliente
5.
Se puede reconocer la desembocadura del conducto
de tobera exterior 19 dispuesta en el centro del lado caliente 5 de
forma cuadrada. Concéntricamente con respecto al eje longitudinal A
discurre, en el interior del conducto de tobera exterior 19, el
conducto de tobera interior 21. El conducto de tobera exterior 19 y
el conducto de tobera interior 21 son mantenidos a una distancia
constante mediante abombamientos 25 en forma de botones, los cuales
están dispuestos sobre la superficie del conducto de tobera exterior
19 orientada hacia el conducto de tobera interior 21. Mediante esta
distancia constante se define una ranura 23 anular entre el conducto
de tobera exterior 19 y el conducto de tobera interior 21.
Mediante la sección transversal 21i interior
libre en el interior del conducto de tobera interior 21 y la ranura
23 se puede conducir en cada caso un gas, el cual se puede
introducir en un baño fundido de metal el cual está en contacto con
el elemento de tobera 1 por el lado caliente 5.
Además, se pueden reconocer en la Figura 2 los
elementos conductores de calor 11, 13, 15, 17, 17.1, 17.2 así como
otros elementos conductores de calor, los cuales rodean anularmente
el conducto de tobera 21 exterior.
El funcionamiento del elemento de tobera
representado es el siguiente. Si el lado caliente 5 del cuerpo de
tobera 3 está en contacto, durante un proceso de fusión, con un baño
de metal fundido, se introduce un medio refrigerante a través de la
abertura de entrada 12 en las depresiones 8 en forma de canal en la
camisa metálica 9 y se extrae de nuevo a través de la abertura de
salida 14. Gracias a ello se puede retirar rápidamente de la camisa
metálica 9 el calor absorbido por los elementos conductores de calor
11, 13, 15, 17, 17.1, 17.2 y conducido hacia la camisa metálica 9.
Gracias a esta retirada efectiva del calor en la zona del lado
caliente 5 se producen en esta zona solidificaciones del baño
fundido de metal. Este baño fundido de metal solidificado forma una
pieza añadida 27 sobre el lado caliente 5 del cuerpo de tobera 3. El
material resistente al fuego del cuerpo de tobera 3 que se
encuentra debajo es protegido del desgaste por esta pieza añadida
27.
Para el tratamiento del baño de metal fundido
con gas se introduce, en la zona del lado frío 7 del cuerpo de
tobera 3 (indicado mediante las flechas G), gas en la ranura 23 así
como en la sección transversal 21i libre del conducto de tobera
interior 21, es conducido a través de la ranura 23 y la sección
transversal 21i interior libre hasta el lado caliente 5 del cuerpo
de tobera 3, y se introduce allí, a través de la tobera, en el baño
fundido de metal.
Claims (12)
1. Elemento de tobera para la introducción de
gas en un horno industrial para la fusión de metales con las
características siguientes:
- a)
- un cuerpo de tobera (3) realizado en un material resistente al fuego;
- b)
- una camisa metálica (9) la cual cubre el material resistente al fuego por el lado frío (7) del cuerpo de tobera (3);
- c)
- unos elementos conductores de calor (11, 13, 17/17.2), los cuales están en contacto, por lo menos parcialmente, con la camisa metálica (9) y que se extienden en el interior del material resistente al fuego;
- d)
- la camisa metálica (9) está formada de manera que se puede refrigerar para su refrigeración mediante un medio refrigerante;
- e)
- un conducto de tobera exterior (19) el cual se extiende, a través de la camisa metálica (9) y el cuerpo de tobera (3), desde el lado frío (7) hacia el lado caliente (5) del cuerpo de tobera (3).
2. Elemento de tobera según la reivindicación
1, en el que la camisa metálica (9) y los elementos conductores de
calor (11, 13, 15, 17, 17.1, 17.2) están realizados en el mismo
metal.
3. Elemento de tobera según la reivindicación
1, que comprende una camisa metálica (9) y unos elementos
conductores de calor (11, 13, 15, 17, 17.1, 17.2) realizados en
cobre o en acero inoxidable.
4. Elemento de tobera según la reivindicación
1, en el que los elementos conductores de calor (11, 13, 15, 17,
17.1, 17.2) están dispuestos, esencialmente, de forma anular
alrededor del conducto de tobera exterior (19).
5. Elemento de tobera según la reivindicación
1, que comprende unos elementos conductores de calor (11, 13, 15,
17, 17.1, 17.2) en forma de barras, nervios o placas.
6. Elemento de tobera según la reivindicación
1, que comprende un dispositivo mediante el cual se puede conducir
un fluido por encima de la superficie de la camisa metálica (9) o a
través de la camisa metálica (9).
7. Elemento de tobera según la reivindicación
6, que comprende un dispositivo (8) en forma de canal para la
conducción del fluido.
8. Elemento de tobera según la reivindicación
1, que comprende un conducto de tobera interior (21) dispuesto en
el conducto de tobera exterior (19) que se puede desplazar a lo
largo de su eje longitudinal (A).
9. Elemento de tobera según la reivindicación
1, en el que el conducto de tobera interior (21) está dispuesto en
el conducto de tobera exterior (19) a distancia de éste.
10. Elemento de tobera según la reivindicación
9, en el que el conducto de tobera interior (21) y el conducto de
tobera exterior (19) son mantenidos a distancia mediante
distanciadores.
11. Elemento de tobera según la reivindicación
1, en el que la superficie perimétrica exterior del conducto de
tobera interior (21) presenta una rosca que engarza en una rosca
interior dispuesta en la superficie del conducto de tobera exterior
(19) orientada hacia el conducto de tobera interior (21).
12. Horno industrial en cuya pared exterior
está dispuesto un elemento de tobera según la reivindicación 1.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10347947 | 2003-10-15 | ||
| DE10347947A DE10347947B4 (de) | 2003-10-15 | 2003-10-15 | Industrieofen und zugehöriges Düsenelement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2282912T3 true ES2282912T3 (es) | 2007-10-16 |
Family
ID=34441966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES04790388T Active ES2282912T3 (es) | 2003-10-15 | 2004-10-14 | Horno industrial y elemento de tobera asociado. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7611663B2 (es) |
| EP (1) | EP1673481B1 (es) |
| JP (1) | JP4499725B2 (es) |
| CN (1) | CN100385017C (es) |
| AT (1) | ATE356889T1 (es) |
| AU (1) | AU2004282334B2 (es) |
| BR (1) | BRPI0415346B1 (es) |
| CA (1) | CA2538618C (es) |
| DE (2) | DE10347947B4 (es) |
| ES (1) | ES2282912T3 (es) |
| MX (1) | MXPA06003547A (es) |
| PL (1) | PL1673481T3 (es) |
| WO (1) | WO2005038372A2 (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8212173B2 (en) * | 2008-03-12 | 2012-07-03 | Hypertherm, Inc. | Liquid cooled shield for improved piercing performance |
| CN101462154B (zh) * | 2008-11-28 | 2011-05-18 | 苏州明志科技有限公司 | 插入式热芯盒用水冷射嘴结构 |
| US11305142B2 (en) * | 2018-01-12 | 2022-04-19 | Carrier Corporation | End cap agent nozzle |
| JP7009245B2 (ja) * | 2018-02-05 | 2022-01-25 | パンパシフィック・カッパー株式会社 | 銅製錬転炉 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1246782B (de) * | 1952-10-27 | 1967-08-10 | Gutehoffnungshuette Sterkrade | Einrichtung zur Behandlung von fluessigem Eisen oder sonstigen Schmelzen |
| US2933259A (en) * | 1958-03-03 | 1960-04-19 | Jean F Raskin | Nozzle head |
| BE635868A (es) * | 1962-08-07 | |||
| SE392479B (sv) * | 1974-03-20 | 1977-03-28 | Asea Ab | Forma vid metallurgiska konvertrar och smeltugnar |
| JPS58135456U (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-12 | 住友金属工業株式会社 | 溶鋼内吹込みランス |
| DE3505821C1 (de) * | 1985-02-20 | 1986-08-07 | Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden | Huelse zum Einblasen von Feststoffen in eine Metallschmelze |
| DE4130397A1 (de) * | 1991-09-12 | 1993-03-18 | Kortec Ag | Gleichstromofen mit einer herdelektrode, herdelektrode und elektrodenblock sowie betriebsverfahren fuer diesen ofen |
| DE4136552A1 (de) * | 1991-11-06 | 1993-05-13 | Kortec Ag | Dueseneinrichtung zum einleiten von medien in eine schmelze und verfahren zum betrieb dieser dueseneinrichtung |
| DE4238020C2 (de) * | 1992-11-11 | 1994-08-11 | Kct Tech Gmbh | Verfahren für den Betrieb einer Multimediendüse und das Düsensystem |
| JPH0941024A (ja) * | 1995-05-25 | 1997-02-10 | Japan Casting & Forging Corp | 溶融金属へのガス吹込みノズル及びその使用方法 |
-
2003
- 2003-10-15 DE DE10347947A patent/DE10347947B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-10-14 DE DE502004003243T patent/DE502004003243D1/de active Active
- 2004-10-14 AU AU2004282334A patent/AU2004282334B2/en not_active Ceased
- 2004-10-14 PL PL04790388T patent/PL1673481T3/pl unknown
- 2004-10-14 AT AT04790388T patent/ATE356889T1/de active
- 2004-10-14 MX MXPA06003547A patent/MXPA06003547A/es active IP Right Grant
- 2004-10-14 EP EP04790388A patent/EP1673481B1/de not_active Not-in-force
- 2004-10-14 JP JP2006526619A patent/JP4499725B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-10-14 US US10/573,172 patent/US7611663B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-10-14 CA CA002538618A patent/CA2538618C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-10-14 CN CNB2004800300320A patent/CN100385017C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-10-14 WO PCT/EP2004/011525 patent/WO2005038372A2/de active IP Right Grant
- 2004-10-14 BR BRPI0415346-4A patent/BRPI0415346B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2004-10-14 ES ES04790388T patent/ES2282912T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE502004003243D1 (de) | 2007-04-26 |
| PL1673481T3 (pl) | 2007-08-31 |
| US7611663B2 (en) | 2009-11-03 |
| WO2005038372A3 (de) | 2005-11-03 |
| DE10347947A1 (de) | 2005-06-09 |
| AU2004282334B2 (en) | 2007-03-22 |
| CN100385017C (zh) | 2008-04-30 |
| ATE356889T1 (de) | 2007-04-15 |
| MXPA06003547A (es) | 2006-06-05 |
| BRPI0415346A (pt) | 2006-12-05 |
| EP1673481A2 (de) | 2006-06-28 |
| WO2005038372A2 (de) | 2005-04-28 |
| US20060273500A1 (en) | 2006-12-07 |
| AU2004282334A1 (en) | 2005-04-28 |
| CA2538618A1 (en) | 2005-04-28 |
| BRPI0415346B1 (pt) | 2014-07-22 |
| CA2538618C (en) | 2009-04-07 |
| DE10347947B4 (de) | 2007-04-12 |
| CN1867684A (zh) | 2006-11-22 |
| JP4499725B2 (ja) | 2010-07-07 |
| JP2007506063A (ja) | 2007-03-15 |
| EP1673481B1 (de) | 2007-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100386546B1 (ko) | 내화라이닝을구비한직립로용냉각판 | |
| ES2287167T3 (es) | Elemento de refrigeracion. | |
| BR112013014439B1 (pt) | Aparelho para pré-aquecer uma carga de metal para uma planta de fusão e método relacionado | |
| ES2296731T3 (es) | Tuberia de intercambio de calor con aletas extruidas. | |
| ES2282912T3 (es) | Horno industrial y elemento de tobera asociado. | |
| US2222004A (en) | Electric furnace roof construction | |
| KR100342274B1 (ko) | 용광로용냉각판 | |
| EP1629243B1 (en) | Device for improved slag retention in water cooled furnace elements | |
| GB2149279A (en) | Vessel with fluid cooled electrode | |
| RU2205338C2 (ru) | Охлаждающая плита для шахтных печей | |
| ES2444620T3 (es) | Electrodo para hornos de arco continuo de corriente continua | |
| RU2281974C2 (ru) | Охлаждающий элемент для охлаждения металлургической печи | |
| US4550898A (en) | Air cooled refractory lance | |
| CN103958993B (zh) | 具有限定气体媒介的冷却通道的耐火砖的熔炉 | |
| PE20060788A1 (es) | Horno metalurgico | |
| US4391587A (en) | Slab heating furnace | |
| ES2286614T3 (es) | Elemento de lavado de gas y dispositivo de lavado de gas correspondiente. | |
| US3375317A (en) | Water-cooled electric furnace roof | |
| JP4582558B2 (ja) | 高炉炉底側壁部の耐火物冷却装置配置構造 | |
| AU2012244251A1 (en) | Furnace air cooling system | |
| ES2214485T3 (es) | Electrodo refrigerado para el fondo de hornos electricos de corriente continua. | |
| US4154175A (en) | Cooler for a shaft furnace | |
| JP2946619B2 (ja) | 直流アーク炉の炉底電極 | |
| US5409197A (en) | Cooling member for blast furnace tap opening | |
| US1729750A (en) | Water-cooled port for open-hearth furnaces |