ES2309360T3 - Estructura de sellado para un tornillo de transferencia de solido y procedimiento de fabricacion de un metal reducido por medio de la estructura de sellado. - Google Patents
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Abstract
Una estructura de sellado que sella intervalos entre un horno de calentamiento (1) para calentar un material sólido y un tornillo elevable de transferencia de sólidos (3) que se extiende a través de paredes laterales (2) del horno de calentamiento (1), donde el tornillo de transferencia de sólidos (3) tiene un eje de accionamiento (4) dispuesto de forma sustancialmente horizontal y una cuchilla helicoidal (5) fijada en el eje de accionamiento (4); el eje de accionamiento (4) pasa a través de agujeros pasantes (6) para el eje de accionamiento de tornillo (4) que están formados en las paredes laterales (2) del horno de calentamiento (1), teniendo cada uno de los agujeros pasantes (6) un tamaño vertical que es mayor que el diámetro del eje de accionamiento (4) en al menos un rango de elevación del tornillo de transferencia de sólidos (3), soportándose el eje de accionamiento (4) por dispositivos de soporte elevables (7) que están dispuestos en los lados exteriores del horno de calentamiento (1); bloques sellantes (8) están unidos en los bordes exteriores de los agujeros pasantes (6) para el eje de accionamiento de tornillo (4) con el fin de rodear la periferia de los agujeros pasantes (6) en los lados exteriores del horno de calentamiento (1); y paneles deslizantes (9) están dispuestos en los lados exteriores de los bloques sellantes (8) del horno, teniendo cada uno de los paneles deslizantes (9) un agujero de deslizamiento (10) para deslizar el eje de accionamiento de tornillo (4) de modo que el eje de accionamiento (4) se extienda a través del agujero de deslizamiento (10), pudiendo deslizar cada uno de los paneles deslizantes (9) en la dirección vertical mientras que se conserva la estanqueidad al aire entre el panel deslizante (9) y el bloque sellante (8), y donde los paneles deslizantes (9) tienen un tamaño suficiente que es mayor que la carrera en la dirección vertical.
Description
Estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólido y procedimiento de fabricación de un metal
reducido por medio de la estructura de sellado.
La presente invención se refiere a un tornillo
de transferencia de sólidos instalado dentro de un horno de
calentamiento, y se refiere más en concreto a una estructura de
sellado para el tornillo de transferencia de sólidos instalado
dentro de un horno de solera móvil para producir hierro reducido
calentando y reduciendo materiales compuestos de óxido de hierro
conteniendo materiales carbonosos.
Se utiliza un horno de solera móvil (un horno de
calentamiento) para fabricar un metal reducido (un producto)
calentando y reduciendo un óxido metálico (una materia prima)
conteniendo un material reductor carbonoso. Tal horno de solera
móvil tiene un tornillo nivelador para colocar la materia prima
uniformemente en la solera del horno de solera móvil y tiene un
tornillo de descarga para descargar el producto del horno. Cuando el
grosor de la materia prima se cambia según las condiciones de la
operación o cuando se quita depósito de la solera del horno de
solera móvil, el tornillo nivelador y el tornillo de descarga se
elevan necesariamente durante la operación.
En el caso de que el tornillo nivelador y el
tornillo de descarga estén instalados dentro del horno de
calentamiento, generalmente se dispone un dispositivo de
accionamiento de los tornillos fuera del horno con el fin de
proteger el dispositivo de accionamiento de la atmósfera a alta
temperatura del horno de calentamiento. Por lo tanto, se forma un
agujero en una pared lateral del horno de calentamiento, y un eje de
accionamiento se extiende al exterior del horno a través del
agujero. Dado que un intervalo formado entre el agujero y el eje de
accionamiento produce una salida de la atmósfera de gas del horno o
una incursión del aire al horno, se precisa una estructura de
sellado para evitar los problemas.
Cuando dicho dispositivo del tipo de tornillo
está provisto de un dispositivo elevador, la posición relativa entre
el agujero y el eje de accionamiento se cambia elevando los
tornillos. Por lo tanto, la estructura de sellado deberá ser capaz
de seguir el cambio en la posición relativa entre el agujero y el
eje de accionamiento.
En algunos casos, el tornillo nivelador que
tiene el dispositivo de elevación y el tornillo de descarga que
tiene el dispositivo de elevación en el horno, pueden ser soportados
por el dispositivo de elevación instalado fuera del horno de manera
que se puedan elevar. Sin embargo, en tal estructura, el agujero
formado en la pared lateral del horno de calentamiento y el eje de
accionamiento del tornillo no se puede mover en la dirección
vertical y no se describe el mecanismo para elevar el tornillo
durante una operación.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar una estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólidos dispuesto en un horno de calentamiento tal
como un tornillo de nivelación de material o un tornillo de descarga
de producto, donde el tornillo de transferencia de sólidos se puede
elevar durante la operación al mismo tiempo que se retiene la
estanqueidad al aire del horno de calentamiento, y proporcionar un
método para producir un metal reducido usando la estructura de
sellado.
Este objeto se logra con una estructura de
sellado que tiene las características de la reivindicación 1 y un
método para producir un metal reducido calentando y reduciendo un
óxido metálico conteniendo un material reductor carbonoso que tiene
las características de la reivindicación 11. Realizaciones
preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones
dependientes.
Un primer aspecto de la presente invención se
refiere a una estructura de sellado que sella intervalos entre un
horno de calentamiento para calentar un material sólido y un
tornillo elevable de transferencia de sólidos que se extiende a
través de paredes laterales del horno de calentamiento, donde el
tornillo de transferencia de sólidos tiene un eje de accionamiento
dispuesto de forma sustancialmente horizontal y una cuchilla
helicoidal fijada en el eje de accionamiento; el eje de
accionamiento pasa a través de agujeros pasantes para el eje de
accionamiento de tornillo que están formados en paredes laterales
del horno de calentamiento, teniendo cada uno de los agujeros
pasantes un tamaño vertical que es mayor que el diámetro del eje de
accionamiento en al menos un rango de elevación del tornillo de
transferencia de sólidos, soportándose el eje de accionamiento por
dispositivos de soporte elevables que están dispuestos en los lados
exteriores del horno de calentamiento; bloques sellantes están
unidos en los bordes exteriores de los agujeros pasantes para el eje
de accionamiento de tornillo con el fin de rodear la periferia de
los agujeros pasantes en los lados exteriores del horno de
calentamiento; y paneles deslizantes están dispuestos en los lados
exteriores de los bloques sellantes del horno, teniendo cada uno de
los paneles deslizantes un agujero de deslizamiento para deslizar el
eje de accionamiento de tornillo de modo que el eje de accionamiento
se extienda a través del agujero de deslizamiento, pudiendo deslizar
cada uno de los paneles deslizantes en la dirección vertical
reteniendo al mismo tiempo la estanqueidad al aire entre el panel
deslizante y el bloque sellante, y donde los paneles deslizantes
tienen un tamaño suficiente que es mayor que la carrera en la
dirección vertical.
En este aspecto, dado que la estanqueidad al
aire entre los bloques sellantes y los paneles deslizantes se puede
retener cuando cambian sus posiciones relativas verticales, la
estructura se puede aplicar a un tornillo de transferencia de
sólidos que se mueve en un rango relativamente grande.
Un segundo aspecto de la presente invención se
refiere a la estructura de sellado para el tornillo de transferencia
de sólidos descrito en el primer aspecto, incluyendo además al menos
un elemento sellante que rodea el eje de accionamiento entre el
bloque sellante correspondiente y el panel deslizante
correspondiente, donde el panel deslizante se pone en contacto con
el bloque sellante con el elemento de sellado entremedio.
En este aspecto, dado que el bloque sellante y
el panel deslizante no entran en contacto directo uno con otro, se
reduce el desgaste en estas partes y la estanqueidad al aire
(sellado) se puede retener incluso cuando se forma un intervalo
entre estas partes por deformación térmica del bloque sellante y/o
el panel deslizante.
Un tercer aspecto de la presente invención se
refiere a la estructura de sellado para el tornillo de transferencia
de sólidos descrito en el primer aspecto, incluyendo además
dispositivos de sellado para sellar intervalos entre el eje de
accionamiento y los agujeros de deslizamiento para deslizar el eje
de accionamiento de tornillo.
En este aspecto, se asegura una mayor
estanqueidad al aire entre los agujeros de deslizamiento para
deslizar el eje de accionamiento de tornillo y el eje de
accionamiento.
Un cuarto aspecto de la presente invención se
refiere a la estructura de sellado para el tornillo de transferencia
de sólidos descrito en el primer aspecto, incluyendo además
elementos elevadores y acopladores dispuestos en los lados
exteriores del horno de calentamiento, donde cada uno de los
elementos elevadores está fijado en el dispositivo de soporte
correspondiente y sube y baja de forma cooperante con el dispositivo
de soporte, y cada uno de los acopladores conecta el elemento
elevador correspondiente y el panel deslizante correspondiente.
En este aspecto, dado que los paneles
deslizantes son soportados por los elementos elevadores mediante los
acopladores y suben y bajan, los paneles deslizantes no aplican
pesos al eje de accionamiento del tornillo de transferencia de
sólidos y en los elementos sellantes. Como resultado, se reduce el
desgaste de los ejes de accionamiento y los elementos sellantes y se
asegura una adecuada estanqueidad al aire.
Un quinto aspecto de la presente invención se
refiere a la estructura de sellado para el tornillo de transferencia
de sólidos descrito en el cuarto aspecto, donde cada uno de los
acopladores se pivota en el elemento elevador correspondiente y el
panel deslizante correspondiente.
En este aspecto, incluso cuando se eleva el
tornillo de transferencia de sólidos y el eje de accionamiento se
inclina desde la posición horizontal, los acopladores son movidos
por los elementos elevadores y los paneles deslizantes. Por lo
tanto, el contacto entre los paneles deslizantes y los bloques
sellantes mediante los elementos sellantes se retiene fijamente.
Un sexto aspecto de la presente invención se
refiere a la estructura de sellado para el tornillo de transferencia
de sólidos descrito en el tercer aspecto, donde los dispositivos de
sellado y los paneles deslizantes están conectados con respectivas
juntas de expansión.
En este aspecto, incluso cuando el eje de
accionamiento del tornillo de transferencia de sólidos se inclina en
gran parte desde la posición horizontal durante la operación, la
desalineación del eje de accionamiento y los dispositivos de sellado
es absorbida por la deformación de las juntas de expansión. Por lo
tanto, se asegura buena estanqueidad al aire.
Un séptimo aspecto de la presente invención se
refiere a la estructura de sellado para el tornillo de transferencia
de sólidos descrito en el primer aspecto, incluyendo además
dispositivos de empuje para empujar los paneles deslizantes a los
bloques sellantes.
En este aspecto, se logra una mejor estanqueidad
al aire entre los paneles deslizantes y los bloques sellantes.
Un octavo aspecto de la presente invención se
refiere a la estructura de sellado para el tornillo de transferencia
de sólidos descrito en el segundo aspecto, donde se han previsto dos
o más elementos sellantes y se ha dispuesto al menos un canal de
aspiración de gas inerte para inyectar gas inerte entre estos
elementos sellantes.
En este aspecto, cuando el elemento de sellado
dispuesto en el lado interior del horno se deteriora a causa del
calor, polvo, y análogos, el elemento de sellado es protegido por el
gas inerte soplado. Por lo tanto, se facilita una estanqueidad
fiable al aire.
Un noveno aspecto de la presente invención se
refiere a la estructura de sellado para el tornillo de transferencia
de sólidos descrito en el primer aspecto, donde cada uno de los
paneles deslizantes incluye una combinación de una pluralidad de
elementos de panel deslizante de modo que el tornillo de
transferencia de sólidos se pueda separar del horno sacando una
parte de los elementos de panel deslizante.
En esta realización, dado que el mantenimiento
del tornillo de transferencia de sólidos se puede realizar sin
dificultad, se reducen las horas de trabajo y se incrementa la tasa
operativa.
Un décimo aspecto de la presente invención se
refiere a la estructura de sellado para el tornillo de transferencia
de sólidos descrito en el cuarto o quinto aspecto, donde los
elementos elevadores dispuestos en los lados exteriores del horno de
calentamiento están integrados uno con otro.
En este aspecto, el eje de accionamiento del
tornillo de transferencia de sólidos y los dispositivos de soporte
dispuestos en los lados exteriores del horno se mueven de forma
cooperante. Por lo tanto, incluso cuando el eje de accionamiento se
inclina desde la posición horizontal, los dispositivos de soporte
del eje de accionamiento no reciben una carga extraordinaria.
Un undécimo aspecto de la presente invención se
refiere a un método para producir un metal reducido calentando y
reduciendo un óxido metálico conteniendo un material reductor
carbonoso, incluyendo el método los pasos de alimentar el óxido
metálico a un horno de calentamiento para calentar el óxido
metálico; calentar el óxido metálico alimentado al horno de
calentamiento en el paso de alimentación para reducir; y descargar
el metal reducido resultante en el paso de calentamiento con un
tornillo de descarga de producto; donde el tornillo de descarga de
producto incluye un eje de accionamiento y una cuchilla helicoidal
fijada en el eje de accionamiento; el eje de accionamiento pasa a
través de agujeros pasantes para el eje de accionamiento de tornillo
que están formados en las paredes laterales del horno de
calentamiento, teniendo cada uno de los agujeros pasantes un tamaño
vertical que es mayor que el diámetro del eje de accionamiento en al
menos un rango de elevación del tornillo de descarga de producto,
soportándose el eje de accionamiento por dispositivos de soporte
elevables que están dispuestos en los lados exteriores del horno de
calentamiento; bloques sellantes están unidos en los bordes
exteriores de los agujeros pasantes para el eje de accionamiento de
tornillo con el fin de rodear la periferia de los agujeros pasantes
en los lados exteriores del horno de calentamiento; y paneles
deslizantes están dispuestos en los lados exteriores del horno,
teniendo cada uno de los paneles deslizantes un agujero de
deslizamiento para deslizar el eje de accionamiento de tornillo de
modo que el eje de accionamiento se extienda a través del agujero de
deslizamiento, pudiendo deslizar cada uno de los paneles deslizantes
en la dirección vertical al mismo tiempo que se retiene la
estanqueidad al aire entre el panel deslizante y el bloque
sellante.
El tornillo de nivelación de materia prima y/o
el tornillo de descarga de producto se pueden elevar fácilmente
durante la operación, mientras la producción de metal reducido se
puede continuar. Por lo tanto, las materias primas se pueden
dispersar uniformemente en la solera y los metales reducidos se
pueden descargar establemente. Dado que el depósito de la solera se
puede quitar fiablemente, la operación puede ser estabilizada
durante un largo período de tiempo.
Un duodécimo aspecto de la presente invención se
refiere a un método según el undécimo aspecto, incluyendo el método
además los pasos de nivelar el óxido metálico alimentado al horno de
calentamiento en el paso de alimentación con un tornillo de
nivelación de material; y calentar el óxido metálico colocado
uniformemente en el paso de nivelación para reducción.
Como se ha descrito anteriormente, la presente
invención proporciona una estructura de sellado que puede elevar un
tornillo de transferencia de sólidos durante la operación al mismo
tiempo que se retiene la estanqueidad al aire del horno de
calentamiento. En un proceso para producir un metal reducido, la
aplicación de la estructura de sellado de la presente invención al
tornillo de nivelación de material y/o el tornillo de descarga de
producto es altamente segura porque se evita el escape de gas del
horno, y la operación se puede llevar a cabo constantemente con alta
eficiencia energética durante muchas horas porque se evita que
penetre aire en el horno.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1(a) es una vista en sección
vertical parcial de una estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólidos según una primera realización de la
presente invención, la figura 1(b) es una vista en sección
tomada a lo largo de la línea A-A en la figura
1(a), y la figura 1(c) es una vista en sección tomada
a lo largo de la línea B-B en la figura
1(a).
La figura 2 es una vista en sección vertical
parcial de una estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólidos según una segunda realización de la
presente invención.
La figura 3 es una vista en sección vertical
parcial de una estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólidos según una tercera realización de la
presente invención.
La figura 4 es una vista en sección vertical
parcial de una estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólidos según una cuarta realización de la presente
invención.
La figura 5 es una vista en sección vertical
parcial de una estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólidos según una quinta realización de la presente
invención.
La figura 6 es una vista en sección vertical
parcial de una estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólidos según una sexta realización de la presente
invención.
La figura 7 es una vista en sección vertical
parcial de una estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólidos según una séptima realización de la
presente invención.
La figura 8 es una vista en sección vertical
parcial de una estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólidos según una octava realización de la presente
invención.
La figura 9 es una vista en sección vertical
parcial de una estructura de sellado para un tornillo de
transferencia de sólidos según una novena realización de la presente
invención.
Las realizaciones según la presente invención se
describirán ahora con referencia a los dibujos.
Primera
realización
La figura 1 ilustra una estructura de sellado
para un tornillo de transferencia de sólidos según una primera
realización de la presente invención. Aquí, los números de
referencia designan lo siguiente: 1: un horno de calentamiento; 2:
una pared lateral del horno de calentamiento 1; 3: un tornillo de
transferencia de sólidos; 4: un eje de accionamiento del tornillo de
transferencia de sólidos 3; 5: una cuchilla helicoidal del tornillo
de transferencia de sólidos 3; 6: un agujero pasante para un eje de
accionamiento de tornillo en la pared lateral 2; 7: un dispositivo
de soporte; 8: un bloque sellante; 9: un panel deslizante; 10: un
agujero de deslizamiento para deslizar un eje de accionamiento de
tornillo en el panel deslizante 9; y 11: un elemento de sellado.
Preferiblemente, los tipos del horno de
calentamiento 1 a los que se aplica la presente invención incluyen,
aunque sin limitación, un horno de solera móvil tal como un horno de
solera rotativa para calentar materiales sólidos particulados o
masivos. Por ejemplo, la presente invención se puede aplicar a un
método para producir un metal reducido (producto) tal como hierro
reducido alimentando aglomerados de óxido metálico (materia prima)
tales como carbón conteniendo óxido de hierro como un material
reductor carbonoso o suministrando la materia prima sin la
aglomeración al horno de calentamiento 1 y calentando y reduciendo
la materia prima en el horno de calentamiento 1. En el método para
producir el metal reducido en el horno de calentamiento 1, el
tornillo de transferencia de sólidos 3 tiene una función de
nivelación para dispersar uniformemente la materia prima en la
solera cuando la materia prima es alimentada al horno de
calentamiento 1 y tiene una función de descarga para descargar el
producto en la solera. Durante la operación del tornillo de
transferencia de sólidos 3, el tornillo de transferencia de sólidos
3 debe ser elevable al mismo tiempo que se retiene la estanqueidad
al aire (sellado) entre el tornillo de transferencia de sólidos y el
horno de calentamiento 1.
Dado que la estructura de sellado del horno de
calentamiento 1 según esta realización tiene la misma estructura en
ambos lados en la dirección axial del tornillo, las figuras 1 a 8
muestran la estructura en una pared lateral 2 del horno de
calentamiento 1 (es decir, el lado izquierdo en la figura
1(a)).
Como se representa en la figura 1(a), un
agujero pasante 6 para un eje de accionamiento de tornillo está
dispuesto en la pared lateral 2 del horno de calentamiento 1. El
tornillo de transferencia de sólidos (o denominado simplemente
"tornillo" a continuación) 3 se extiende a través del agujero
pasante 6 de la pared lateral 2. El tornillo 3 está compuesto por un
eje de accionamiento sustancialmente horizontal 4 y una cuchilla
helicoidal 5 fijada en el eje de accionamiento 4. El eje de
accionamiento 4 pasa a través del agujero pasante 6 en las paredes
laterales 2 y los extremos sobresalientes del eje que sobresalen de
las paredes laterales 2 son soportados por respectivos dispositivos
de soporte elevables 7 dispuestos en los lados exteriores del horno
de calentamiento 1. Cada uno de los dispositivos de soporte 7 tiene
un soporte de eje (no representado) para soportar el eje de
accionamiento 4. Los dispositivos de soporte 7 son operados por
potencia tal como aceite a presión, agua a presión, y electricidad
para elevar el eje de accionamiento 4.
El agujero pasante 6 para el eje de
accionamiento de tornillo tiene un tamaño vertical que es mayor que
el diámetro del eje de accionamiento 4 en al menos un rango de
elevación del tornillo 3 (una carrera en la dirección vertical), de
modo que el tornillo 3 (el eje de accionamiento 4) se pueda elevar
en el rango predeterminado.
Como se representa en la figura 1(b), un
bloque sellante 8 está unido en el borde exterior 6a del agujero
pasante 6 para el eje de accionamiento de tornillo con el fin de
rodear la periferia del agujero pasante 6. Un panel deslizante 9
está dispuesto en el lado exterior del bloque sellante 8 del horno.
El panel deslizante 9 tiene un agujero de deslizamiento 10 para
deslizar el eje de accionamiento de tornillo de modo que el eje de
accionamiento 4 se extienda a través del agujero de deslizamiento.
El diámetro interior del agujero de deslizamiento 10 para deslizar
el eje de accionamiento de tornillo es ligeramente mayor que el
diámetro exterior del eje de accionamiento 4 para facilitar la
rotación del eje de accionamiento 4.
Como se representa en la figura 1(a), el
bloque sellante 8 tiene una ranura en la cara exterior para unir
(montar) un elemento de sellado 11 compuesto, por ejemplo, por una
empaquetadura anular resistente al calor, y el elemento de sellado
11 está montado en la ranura. La ranura rodea el agujero de
deslizamiento 10 para deslizar el eje de accionamiento de tornillo,
por ejemplo, en forma elíptica. El panel deslizante 9 es empujado
contra el bloque sellante 8 donde el elemento de sellado 11 está
unido de modo que el panel deslizante 9 se ponga en contacto con el
bloque sellante 8 y todavía pueda deslizar en la dirección vertical.
A condición de que el elemento de sellado 11 se pueda fijar y se
retenga el sellado entre el bloque sellante 8 y el panel deslizante
9, los métodos para unir el elemento de sellado 11 al bloque
sellante 8 o al panel deslizante 9 no se limitan a los métodos de
montar el elemento de sellado 11 en la ranura, y se puede no formar
la ranura.
El panel deslizante 9 mantiene el contacto con
toda la zona del elemento sellante anular 11 durante el
deslizamiento en la dirección vertical. En consecuencia, como se
representa en la figura 1(c), el panel deslizante 9 debe
tener un tamaño suficiente que es mayor que la carrera en la
dirección vertical.
Para evitar deformación térmica del bloque
sellante 8, la porción que rodea el agujero pasante 6 para el eje de
accionamiento de tornillo en la pared lateral 2 del horno de
calentamiento 1 tiene preferiblemente una estructura resistente al
calor formada de un material refractario, un material termoaislante,
y análogos o tiene un sistema de paneles de refrigeración por agua.
El panel deslizante 9 tiene preferiblemente un sistema interno de
refrigeración por agua con el fin de evitar una disminución del
sellado producida por distorsión térmica de una cara de contacto 9a
del panel deslizante 9 con el elemento de sellado 11.
Como se representa en la figura 1(b), en
esta realización, un (solo) elemento sellante anular 11 está unido
al bloque sellante 8. Sin embargo, se puede emplear una estructura
de sellado múltiple incluyendo dos o más elementos sellantes 11
montados en el bloque sellante 8 con el fin de asegurar el sellado
(estanqueidad al aire).
En esta realización, el elemento de sellado 11
está unido al bloque sellante 8. Alternativamente, el elemento de
sellado 11 puede estar unido al panel deslizante 9. Cuando el
elemento de sellado 11 está unido al panel deslizante 9, el elemento
de sellado 11 se mueve en cooperación con el deslizamiento del panel
deslizante 9 en la dirección vertical. En consecuencia, el bloque
sellante 9 debe ser suficientemente grande en la dirección vertical
para retener el contacto con la zona general del elemento de sellado
11. Por lo tanto, el elemento de sellado 11 unido al bloque sellante
8 como se representa en esta realización es preferible desde el
punto de vista del costo.
En esta realización, el elemento de sellado 11
está dispuesto entre el bloque sellante 8 y el panel deslizante 9.
Sin embargo, cuando la presión y temperatura en el horno no son tan
altas y se retiene un sellado adecuado por el mero contacto entre el
bloque sellante 8 y el panel deslizante 9, el elemento de sellado 11
no es indispensable.
Dado que la estructura de sellado para el
tornillo de transferencia de sólidos 3 según la realización permite
cambiar la posición relativa entre el bloque sellante 8 y el panel
deslizante 9 en la dirección vertical reteniendo al mismo tiempo la
estanqueidad al aire, el tornillo de transferencia de sólidos 3 se
puede mover en un rango relativamente grande. La estructura de
sellado permite la operación del horno durante un tiempo largo con
alta seguridad sin escape de gas del interior del horno y con
eficiencia alta sin flujo de aire al horno.
Dado que el tornillo de nivelación de materia
prima y/o el tornillo de descarga de producto se pueden elevar
fácilmente durante la operación, se puede continuar la producción de
metal reducido. Por lo tanto, las materias primas pueden ser
dispersadas uniformemente en la solera y los metales reducidos se
pueden descargar establemente. Dado que el depósito de la solera se
puede quitar fiablemente, es posible una operación estable a largo
plazo.
En esta realización, dado que el elemento de
sellado 11 está interpuesto entre el bloque sellante 8 y el panel
deslizante 9, el bloque sellante 8 y el panel deslizante 9 no entran
directamente en contacto uno con otro. En consecuencia, se reduce el
desgaste de estas piezas y se puede retener un sellado adecuado
incluso cuando se forma un intervalo entre estas partes por
deformación térmica del bloque sellante 8 y/o el panel deslizante
9.
\vskip1.000000\baselineskip
Segunda
realización
La figura 2 ilustra una estructura de sellado
para el tornillo de transferencia de sólidos 3 según una segunda
realización de la presente invención. En el dispositivo de sellado
13 de la segunda realización, el intervalo entre el agujero de
deslizamiento 10 para deslizar el eje de accionamiento de tornillo y
el eje de accionamiento 4 del tornillo 3 en la primera realización
se sella con un elemento de sellado de eje 14.
Como se ha descrito en la primera realización,
cuando el diámetro interior del agujero de deslizamiento 10 para
deslizar el eje de accionamiento de tornillo es ligeramente mayor
que el diámetro del eje de accionamiento 4 del tornillo 3 para
facilitar la rotación del eje de accionamiento 4, la estanqueidad al
aire (sellado) se asegura sustancialmente. Cuando se requiere un
sellado más estricto, por ejemplo, cuando la diferencia de presión
entre el interior del horno y la atmósfera es grande, es preferible
el dispositivo de sellado 13 representado en la figura 2.
Como se representa en la figura 2, el
dispositivo de sellado 13 incluye, por ejemplo, el elemento de
sellado de eje 14, tal como una empaquetadura cilíndrica y un aro en
V, y un elemento de soporte 13a para soportar el elemento de sellado
de eje 14. El elemento de sellado de eje 14 tiene un diámetro
interior para facilitar la rotación del eje de accionamiento 4 y
tiene un grosor con el fin de sellar el intervalo entre el agujero
de deslizamiento 10 para deslizar el eje de accionamiento de
tornillo y el eje de accionamiento 4. El espacio a través del que se
extiende el elemento de sellado de eje 14, es gradualmente menor
hacia el extremo interior (hacia el interior del horno) y el
elemento de soporte 13a bloquea el extremo exterior del elemento de
sellado de eje 14 de manera que no sobresalga del extremo interior
del intervalo (el interior del horno), de modo que el elemento de
sellado de eje 14 no se desvíe en la dirección axial del eje de
accionamiento 4 por la rotación del eje de accionamiento 4.
En esta realización, el dispositivo de sellado
13 asegura la estanqueidad al aire entre el agujero de deslizamiento
10 para deslizar el eje de accionamiento de tornillo y el eje de
accionamiento 4, y se retiene un sellado adecuado incluso cuando hay
gran diferencia de presión entre el interior del horno y la
atmósfera.
Otras estructuras, funciones, y ventajas son las
mismas que las de la primera realización.
\vskip1.000000\baselineskip
Tercera
realización
La figura 3 ilustra una estructura de sellado
para el tornillo de transferencia de sólidos 3 según una tercera
realización de la presente invención. La tercera realización es
diferente de la segunda realización en que se ha previsto un
elemento elevador 16, que está fijado al dispositivo de soporte 7 y
sube y baja conjuntamente con el dispositivo de soporte 7, y un
acoplador 17, que conecta el elemento de elevación 16 al panel
deslizante 9.
Como se representa en la figura 3, el elemento
de elevación 16 incluye, por ejemplo, un bastidor que consta de un
elemento longitudinal 16a y un elemento transversal 16b. El elemento
transversal 16b está dispuesto encima del horno de calentamiento 1,
el elemento longitudinal 16a está dispuesto en el lado del horno de
calentamiento 1, y el elemento longitudinal 16a y el elemento
transversal 16b están conectados juntamente. El elemento
longitudinal 16a está fijado al dispositivo de soporte 7.
El acoplador 17 está fijado al elemento
transversal 16b y se extiende hacia abajo. El panel deslizante 9
está suspendido del extremo inferior del acoplador 17. La longitud
del acoplador 17 se determina de modo que el panel deslizante 9 no
cargue el eje de accionamiento 4 con su peso.
En esta realización, dado que el panel
deslizante 9 es soportado por el elemento de elevación 16 mediante
el acoplador 17 y sube y baja en este estado soportado, el panel
deslizante 9 no carga el eje de accionamiento 4 del tornillo de
transferencia de sólidos 3 y el elemento de sellado 11 con su peso.
Como resultado, se reduce el desgaste del eje de accionamiento 4 y
el elemento de sellado 11 y se asegura un sellado adecuado.
Otras estructuras, funciones, y ventajas son las
mismas que las de la segunda realización.
\vskip1.000000\baselineskip
Cuarta
realización
La figura 4 ilustra una estructura de sellado
para el tornillo de transferencia de sólidos 3 según una cuarta
realización de la presente invención. En la tercera realización, el
acoplador 17 tiene una estructura integrada rígida. En la cuarta
realización, el acoplador 17 se pivota al elemento de elevación 16 y
el panel deslizante 9 con juntas articuladas. El extremo superior
del acoplador 17 se pivota al elemento transversal 16b del elemento
de elevación 16 y el extremo inferior del acoplador 17 se pivota al
panel deslizante 9.
En la estructura representada en la figura 3
según la tercera realización, el elemento de elevación 16 y el panel
deslizante 9 se inclinan a través del acoplador 17 mientras que el
eje de accionamiento 4 se inclina de la posición horizontal. Sin
embargo, el bloque sellante 8 no se inclina porque está fijado en la
pared lateral 2 del horno de calentamiento. Como resultado, se puede
formar fácilmente un intervalo entre el elemento de sellado 11 del
bloque sellante 8 y la cara de contacto 9a del panel deslizante 9 y
se puede lograr un sellado adecuado.
Por otra parte, en esta cuarta realización
representada en la figura 4, la inclinación del elemento de
elevación 16 no afecta al acoplador 17 a causa de las juntas
articuladas. Por lo tanto, la cara de contacto 9a del panel
deslizante 9 se mueve independientemente con respecto al eje de
accionamiento 4 cuando el eje de accionamiento 4 se inclina, y la
estanqueidad al aire entre la cara de contacto 9a y el elemento de
sellado 11 se asegura constantemente. Como resultado, incluso cuando
el eje de accionamiento 4 se inclina de la posición horizontal según
la elevación del tornillo de transferencia de sólidos 3, se puede
asegurar en gran medida el sellado adecuado entre el elemento de
sellado 11 y la cara de contacto 9a del panel deslizante 9.
Otras estructuras, funciones, y ventajas son las
mismas que las de la tercera realización.
\vskip1.000000\baselineskip
Quinta
realización
La figura 5 ilustra una estructura de sellado
para el tornillo de transferencia de sólidos 3 según una quinta
realización de la presente invención. En la cuarta realización, el
dispositivo de sellado 13 está fijado directamente a lo largo del
agujero de deslizamiento 10 para deslizar el eje de accionamiento de
tornillo del panel deslizante 9. En esta quinta realización, el
dispositivo de sellado 13 está conectado al panel deslizante 9 con
una junta de expansión 18.
En la estructura representada en la figura 4
según la cuarta realización, el panel deslizante 9 se pivota al
elemento de elevación 16 mediante el acoplador 17 y el elemento de
soporte 13a del dispositivo de sellado 13 está fijado directamente
al panel deslizante 9. En consecuencia, incluso cuando el eje de
accionamiento 4 se inclina con respecto a la posición horizontal, la
cara de contacto 9a del panel deslizante 9 no se inclina
sustancialmente y el dispositivo de sellado 13 no se inclina
sustancialmente. Como resultado, cuando el eje de accionamiento 4 se
inclina, la desalineación del centro tiene lugar entre el
dispositivo de sellado 13 y el eje de accionamiento 4. Cuando un
ángulo de inclinación del eje de accionamiento 4 de la posición
horizontal es comparativamente pequeño, el elemento de sellado de
eje 14 se deforma para absorber la desalineación del centro, y se
retiene un sellado adecuado entre el panel deslizante 9 y el eje de
accionamiento 4. Sin embargo, cuando el ángulo de inclinación es
grande, el elemento de sellado de eje 14 no puede absorber la
desalineación del centro a causa de la limitación en el rango de
deformación aceptable del elemento de sellado de eje 14. Como
resultado, el eje de accionamiento 4 puede recibir una carga
excesiva.
Por otra parte, en esta realización representada
en la figura 5, dado que el dispositivo de sellado 13 y el panel
deslizante 9 están conectados con la junta de expansión retráctil
18, la desalineación del centro puede ser absorbida deformando la
junta de expansión 18 incluso cuando el ángulo de inclinación es
grande. Por lo tanto, la estanqueidad al aire se mejora altamente.
Además, el eje de accionamiento 4 puede evitar que reciba una carga
excesiva.
Cuando el eje de accionamiento 4 gira, el
rozamiento deslizante del dispositivo de sellado 13 produce la
torsión de la junta de expansión 18. Esto puede dañar la junta de
expansión 18. Por lo tanto, se monta preferiblemente un amortiguador
(no representado) del rozamiento deslizante entre el panel
deslizante 9 y el dispositivo de sellado 13 de modo que la torsión
no se genere directamente en la junta de expansión 18.
Otras estructuras, funciones, y ventajas son las
mismas que las de la cuarta realización.
\vskip1.000000\baselineskip
Sexta
realización
La figura 6 ilustra una estructura de sellado
para el tornillo de transferencia de sólidos 3 según una sexta
realización de la presente invención. En esta sexta realización, se
ha previsto un dispositivo de empuje 19 para empujar el panel
deslizante 9 al bloque sellante 8.
Como se representa en la figura 6, el
dispositivo de empuje 19 está fijado, por ejemplo, al elemento
longitudinal 16a del elemento de elevación 16. El dispositivo de
empuje 19 empuja una cara, que mira al horno, del panel deslizante 9
al bloque sellante 8 usando una potencia motriz tal como presión
hidráulica y presión de aire o una fuerza elástica tal como un
muelle (no representado). Preferiblemente, una pluralidad de
dispositivos de empuje 19 rodea el eje de accionamiento 4 de modo
que el panel deslizante 9 sea empujado igualmente contra el bloque
sellante 8.
En esta sexta realización, dado que el
dispositivo de empuje 19 se ha previsto para empujar el panel
deslizante 9 al bloque sellante 8, se asegura la mayor estanqueidad
al aire entre el panel deslizante 9 y el bloque sellante 8.
Otras estructuras, funciones, y ventajas son las
mismas que las de la tercera realización.
\vskip1.000000\baselineskip
Séptima
realización
La figura 7 ilustra una estructura de sellado
para el tornillo de transferencia de sólidos 3 según una séptima
realización de la presente invención. En la séptima realización, dos
elementos sellantes anulares 11 y 11' están montados en el bloque
sellante 8, y se ha previsto un canal de aspiración de gas inerte 20
para inyectar un gas inerte a un espacio entre estos dos elementos
sellantes 11 y 11'. El canal de aspiración de gas inerte 20 está
dispuesto en el bloque sellante 8.
Como se representa en la figura 7, se han
formado dos ranuras anulares en una cara, que mira a la cara de
contacto 9a del panel deslizante 9, del bloque sellante 8. Los
elementos sellantes 11 y 11' están montados en las ranuras anulares,
respectivamente. En esta realización, el elemento sellante interior
11 mira al interior del horno y el elemento sellante exterior 11'
mira al exterior del horno. Un agujero de salida 22 del canal de
aspiración de gas inerte 20 para soplar el gas inerte se ha formado
entre las dos ranuras anulares. Se usa preferiblemente nitrógeno a
presión como un ejemplo del gas inerte.
En esta séptima realización, cuando el elemento
de sellado 11 dispuesto en el lado interior (mirando al interior del
horno) se deteriora por calor, polvo, y análogos y cuando el sellado
entre el elemento de sellado 11 y la cara de contacto 9a del panel
deslizante 9 disminuye, el gas inerte a presión se sopla al horno a
través de la porción donde el sellado disminuye. Como resultado, el
sellado entre el exterior y el interior del horno se retiene y se
evita el deterioro adicional de los elementos sellantes 11 y 11'. En
esta realización se usan dos elementos sellantes 11 y 11', pero el
número de los elementos de sellado no está limitado. Se pueden
montar tres o más elementos sellantes 11, 11', y análogos y se puede
disponer agujeros de salida para el gas inerte en cada espacio entre
cada elemento sellante 11, 11', y análogos.
Otras estructuras, funciones, y ventajas son las
mismas que las de la segunda realización.
Octava
realización
La figura 8 ilustra una estructura de sellado
para el tornillo de transferencia de sólidos 3 según una octava
realización de la presente invención. El panel deslizante 9 en esta
octava realización consta esencialmente de una combinación de dos
elementos de panel deslizante 9a y 9b. En la octava realización,
dado que una parte de los elementos de panel deslizante (elemento de
panel deslizante 9b) es soltable, el tornillo de transferencia de
sólidos 3 se puede extraer fácilmente del horno de calentamiento 1
durante la operación de mantenimiento.
Como se representa en la figura 8, el diámetro
interior del agujero del elemento de panel deslizante 9a es
aproximadamente el mismo que el diámetro exterior del elemento de
panel deslizante 9b y es mayor que el diámetro exterior de la
cuchilla helicoidal 5 del tornillo 3.
Con tal estructura, el elemento de panel
deslizante 9b se puede separar del eje de accionamiento y la
cuchilla helicoidal 5 del tornillo 3 puede pasar a través del
agujero del elemento de panel deslizante 9a. En consecuencia, el
tornillo 3 se puede quitar fácilmente del horno de calentamiento
1.
Por lo tanto, en la octava realización, dado que
la operación de mantenimiento del tornillo de transferencia de
sólidos 3 se puede realizar fácilmente, se reducen las horas de
trabajo y se incrementa la tasa operativa.
El elemento de panel deslizante 9b puede ser un
solo componente anular, o puede ser dos componentes separados. Con
tal estructura separada, el elemento de panel deslizante 9b se puede
unir y quitar fácilmente del eje de accionamiento 4 del tornillo 3.
En consecuencia, la manejabilidad se incrementa más.
Otras estructuras, funciones, y ventajas son las
mismas que las de la primera realización.
\vskip1.000000\baselineskip
Novena
realización
La figura 9 ilustra una estructura de sellado
para el tornillo de transferencia de sólidos 3 según una novena
realización de la presente invención. En la novena realización, los
elementos elevadores 16, que están dispuestos en ambos lados del
horno de calentamiento 1 como se representa, por ejemplo, en la
figura 3 que ilustra la tercera realización, están integrados uno
con otro.
Como se representa en la figura 9,
preferiblemente, los elementos elevadores 16 en ambos lados del
horno están integrados por el elemento transversal 16b. Los
elementos longitudinales 16a están conectados con ambos extremos del
elemento transversal 16b para formar un elemento elevador en forma
de puerta 16.
El dispositivo de soporte 7 y accionador
elevador 21 están conectados con un pasador. Preferiblemente, el
pasador se extiende a través de un agujero de introducción de
pasador que tiene una forma elíptica con un mayor diámetro en la
dirección horizontal. Con tal estructura, incluso cuando el eje de
accionamiento 4 del tornillo de transferencia de sólidos 3 se
inclina y cambia la distancia horizontal entre los dispositivos de
soporte 7 en los dos lados (entre los cojinetes de eje en los dos
lados), el cambio en la distancia horizontal entre los dos
dispositivos de soporte puede ser absorbido por la estructura de
conexión de los dos accionadores elevadores 21.
Por lo tanto, en la novena realización, dado que
el eje de accionamiento 4 y los dispositivos de soporte 7 del eje de
accionamiento 4 dispuestos en ambos lados exteriores del horno se
mueven integralmente, los dispositivos de soporte 7 no reciben una
carga significativa ni siquiera cuando el eje de accionamiento 4 del
tornillo de transferencia de sólidos 3 se inclina desde la posición
horizontal.
Otras estructuras, funciones, y ventajas son las
mismas que las de la tercera realización.
Como se ha descrito anteriormente, la presente
invención se puede aplicar a sellar intervalos entre agujeros
pasantes para un eje de accionamiento de tornillo de un horno de
calentamiento y un tornillo elevable de transferencia de sólidos
dispuesto en el horno de calentamiento para calentar materiales
sólidos.
Claims (12)
1. Una estructura de sellado que sella
intervalos entre un horno de calentamiento (1) para calentar un
material sólido y un tornillo elevable de transferencia de sólidos
(3) que se extiende a través de paredes laterales (2) del horno de
calentamiento (1), donde
el tornillo de transferencia de sólidos (3)
tiene un eje de accionamiento (4) dispuesto de forma sustancialmente
horizontal y una cuchilla helicoidal (5) fijada en el eje de
accionamiento (4);
el eje de accionamiento (4) pasa a través de
agujeros pasantes (6) para el eje de accionamiento de tornillo (4)
que están formados en las paredes laterales (2) del horno de
calentamiento (1), teniendo cada uno de los agujeros pasantes (6) un
tamaño vertical que es mayor que el diámetro del eje de
accionamiento (4) en al menos un rango de elevación del tornillo de
transferencia de sólidos (3), soportándose el eje de accionamiento
(4) por dispositivos de soporte elevables (7) que están dispuestos
en los lados exteriores del horno de calentamiento (1);
bloques sellantes (8) están unidos en los bordes
exteriores de los agujeros pasantes (6) para el eje de accionamiento
de tornillo (4) con el fin de rodear la periferia de los agujeros
pasantes (6) en los lados exteriores del horno de calentamiento (1);
y
paneles deslizantes (9) están dispuestos en los
lados exteriores de los bloques sellantes (8) del horno, teniendo
cada uno de los paneles deslizantes (9) un agujero de deslizamiento
(10) para deslizar el eje de accionamiento de tornillo (4) de modo
que el eje de accionamiento (4) se extienda a través del agujero de
deslizamiento (10), pudiendo deslizar cada uno de los paneles
deslizantes (9) en la dirección vertical mientras que se conserva la
estanqueidad al aire entre el panel deslizante (9) y el bloque
sellante (8), y donde los paneles deslizantes (9) tienen un tamaño
suficiente que es mayor que la carrera en la dirección vertical.
2. La estructura de sellado para el tornillo de
transferencia de sólidos (3) según la reivindicación 1, incluyendo
además al menos un elemento sellante (11) que rodea el eje de
accionamiento (4) entre el bloque sellante correspondiente (8) y el
panel deslizante correspondiente (9), donde
el panel deslizante (9) se pone en contacto con
el bloque sellante (8) con el elemento de sellado (11)
entremedio.
3. La estructura de sellado para el tornillo de
transferencia de sólidos (3) según la reivindicación 1, incluyendo
además dispositivos de sellado (13) para sellar intervalos entre el
eje de accionamiento (4) y los agujeros de deslizamiento (10) para
deslizar el eje de accionamiento de tornillo (4).
4. La estructura de sellado para el tornillo de
transferencia de sólidos (3) según la reivindicación 1, incluyendo
además elementos elevadores (16) y acopladores (17) dispuestos en
los lados exteriores del horno de calentamiento (1), donde cada uno
de los elementos elevadores (16) está fijado en el dispositivo de
soporte correspondiente y sube y baja de forma cooperante con el
dispositivo de soporte, y cada uno de los acopladores (17) conecta
el elemento elevador correspondiente (16) y el panel deslizante
correspondiente (9).
5. La estructura de sellado para el tornillo de
transferencia de sólidos (3) según la reivindicación 4, donde cada
uno de los acopladores (17) se pivota en el elemento elevador
correspondiente (16) y el panel deslizante correspondiente (9).
6. La estructura de sellado para el tornillo de
transferencia de sólidos (3) según la reivindicación 3, donde los
dispositivos de sellado (13) y los paneles deslizantes (9) están
conectados con respectivas juntas de expansión
(18).
(18).
7. La estructura de sellado para el tornillo de
transferencia de sólidos (3) según la reivindicación 1, incluyendo
además dispositivos de empuje (19) para empujar los paneles
deslizantes (9) a los bloques sellantes (8).
8. La estructura de sellado para el tornillo de
transferencia de sólidos (3) según la reivindicación 2, donde se han
previsto dos o más elementos sellantes (11) y entre estos elementos
sellantes (11) se ha dispuesto al menos un canal de aspiración de
gas inerte (20) para inyectar gas inerte.
9. La estructura de sellado para el tornillo de
transferencia de sólidos (3) según la reivindicación 1, donde cada
uno de los paneles deslizantes (9) incluye una combinación de una
pluralidad de elementos de panel deslizante (9a, 9b) de modo que el
tornillo de transferencia de sólidos (3) pueda ser extraído del
horno sacando una parte de los elementos de panel deslizante (9a,
9b).
10. La estructura de sellado para el tornillo de
transferencia de sólidos (3) según la reivindicación 4 o 5, donde
los elementos elevadores (16) dispuestos en los lados exteriores del
horno de calentamiento (1) están integrados uno con otro.
\newpage
11. Un método para producir un metal reducido
calentando y reduciendo un óxido metálico conteniendo un material
reductor carbonoso, incluyendo los pasos de:
alimentar el óxido metálico a un horno de
calentamiento (1) para calentar el óxido metálico;
calentar el óxido metálico alimentado al horno
de calentamiento (1) en el paso de alimentación para reducción;
y
descargar el metal reducido resultante en el
paso de calentamiento con un tornillo de descarga de producto;
donde se usa una estructura de sellado que tiene
las características de la reivindicación 1.
12. El método de la reivindicación 11,
incluyendo además los pasos de
nivelar el óxido metálico alimentado al horno de
calentamiento (1) en el paso de alimentación con un tornillo de
nivelación de material; y
calentar el óxido metálico uniformemente
colocado en el paso de nivelación para reducción.
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