ES2337906T3 - Placa de refrigeracion. - Google Patents
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Abstract
Placa de refrigeración de cobre o de una aleación de cobre para hornos de cuba, en la cual están previstos varios taladros (6) para alojamiento de un refrigerante, que mediante tubos de conexión (9, 10) soldados en el lado frío (5) de la placa están unidos con una entrada de refrigerante (12) y una salida de refrigerante (13), presentando los tubos de conexión (9, 10) bridas (15) y estando insertados con las bridas (15) en rebajes (17) del lado frío (5) de la placa y soldados en la periferia de las bridas (15) con el lado frío (5) de la placa caracterizada porque los tubos de conexión (9, 10) en sus extremos (14) del lado de la placa están provistos de bridas (15), siendo las bridas (15) en los tubos de conexión (9, 10) abocardados de los extremos (14) de los tubos de conexión (9, 10) del lado de la placa.
Description
Placa de refrigeración.
El invento se refiere a una placa de
refrigeración de cobre o de una aleación de cobre para hornos de
cuba según las características del preámbulo de la reivindicación
1.
Una placa de refrigeración semejante figura en
el estado de la técnica por el documento EP 0 951 371 B1. En la
placa de refrigeración están previstos varios taladros para el
alojamiento de un refrigerante, en particular agua, que mediante
tubos de conexión soldados en el lado frío de la placa están unidos
con una entrada de refrigerante y una salida de refrigerante. La
sección transversal interior de los tubos de conexión está adaptada
usualmente al diámetro de los taladros. La fijación de los tubos de
conexión a la placa de refrigeración se efectúa por regla general
realizando en el lado frío de la placa rebajes de poca profundidad
adaptados al diámetro exterior de los tubos de conexión, luego los
extremos de los tubos de conexión del lado de la placa se insertan
en estos rebajes y a continuación los tubos de conexión se sueldan
con la placa de refrigeración por soldadura en ángulo. No se
efectúa aquí ningún acabado especial de los extremos de los tubos de
conexión del lado de la placa. La mayoría de las veces únicamente
se achaflanan en el lado interior, para garantizar un mejor paso
del refrigerante.
Si los tubos de conexión están compuestos de
cobre o de una aleación de cobre, los tubos de conexión unidos con
una entrada de refrigerante y una salida de refrigerante de acero se
proveen de manguitos de acero a distancia de la placa de
refrigeración. En caso de tubos de conexión de cobre o de una
aleación de cobre se necesita un manguito de acero para realizar
una soldadura estanca a los gases con la camisa del horno de cuba.
Con esto y también con el empleo de tubos de conexión de acero se
evita que en el montaje de las placas de refrigeración en un horno
de cuba se tenga que ser soldar cobre. La soldadura de cobre es
técnicamente muy complicada y está asociada con grandes riesgos de
defectos.
Otro problema en el caso conocido consiste en
que la prueba de las soldaduras en ángulo, por ejemplo por medio de
un ensayo de penetración de color especialmente en cordones de
soldadura de Cu, sin duda técnicamente posible, sin embargo está
asociada con un gasto considerable.
Puesto que en un lado los tubos de conexión
deben soldarse a la placa de refrigeración y en el otro lado entre
los tubos de conexión y la camisa del horno de cuba debe realizarse
una unión estanca a los gases, particularmente por soldadura,
debido a la dilatación térmica de la placa de refrigeración en el
empleo se producen tensiones en los cordones de soldadura entre la
placa de refrigeración y los tubos de conexión.
El documento EP 1 391 521 A1 da a conocer una
placa de refrigeración de cobre o de aleación de cobre de baja
aleación, para hornos metalúrgicos provistos de una chapa exterior
de blindaje del horno, con al menos uno, preferentemente al menos
dos, conductos de refrigerante que se desarrollan en el interior de
la placa de refrigeración, estando los tramos de tubo de
refrigerante para la entrada o salida de refrigerante llevados hacia
el exterior a través de la chapa de blindaje del horno. En la placa
de refrigeración están colocados tubos de retención, que por fuera
de la chapa de blindaje del horno están provistos de arandelas de
retención y fijan la placa de refrigeración en dirección del
interior del horno. Los tubos de retención y arandelas de retención
están fabricados preferentemente de ace-
ro.
ro.
Sirve de base al invento -partiendo del estado
de la técnica- el problema de proporcionar una placa de
refrigeración de cobre o de una aleación de cobre para hornos de
cuba, en la cual se obtenga una elevada resistencia a la fatiga de
la unión entre la placa de refrigeración y los tubos de conexión
mediante una mejor absorción y transmisión de las tensiones que se
producen en el empleo.
Este problema es solucionado mediante las
características indicadas en la reivindicación 1.
Los tubos de conexión, ahora independientemente
de si están compuestos de cobre o de una aleación de cobre, de
acero o de una combinación de estos materiales, se proveen en sus
extremos del lado de la placa de bridas que se distancian
radialmente. Estas bridas se ajustan en rebajes de pequeña
profundidad previstos en el lado frío de la placa y luego se
sueldan en su periferia con el lado frío de la placa. De este modo
el cordón de soldadura ya no se encuentra en la zona en la que se
presentan las tensiones máximas. Pueden emplearse procesos de
soldadura convencionales, la soldadura por
fricción-agitación, la soldadura por haz de
electrones o también la soldadura por láser.
Las bridas están formadas por abocardado de los
extremos de los tubos de conexión del lado de la placa. Un
abocardado semejante puede efectuarse sin problemas tanto en tubos
de conexión de cobre o de una aleación de cobre o de acero. Pueden
emplearse tubos de conexión de paredes comparativamente
delgadas.
Para poder soldar selectivamente un cordón en V
entre una brida y el lado frío de la placa, que evidentemente es
más fácil de soldar que una soldadura en ángulo, se prevé según las
características de la reivindicación 2 que las bridas en los tubos
de conexión en la periferia exterior y los rebajes en el lado frío
de la placa en la periferia interior estén provistos de chaflanes.
De esta manera se proporciona una preparación casi ideal del cordón
de soldadura y con el cordón en V se asegura una elevada resistencia
a la fatiga de la unión.
Si según la reivindicación 3 los tubos de
conexión en las zonas de transición cóncavas en las bridas son
chorreados con granalla, por ejemplo mediante chorreado con bolas,
los valores de resistencia de los tubos de conexión en la zona de
las bridas pueden elevarse aún más.
Conforme a las características de la
reivindicación 4 es posible que cada taladro en la placa de
refrigeración pueda unirse mediante tubos de conexión con la
entrada de refrigerante y con la salida de refrigerante.
Con respecto a la circunstancia de que la
práctica frecuentemente exige la conexión de taladros ovales en una
placa de refrigeración con tubos de conexión o también el
acoplamiento de dos o más taladros menores en diámetro en la placa
de refrigeración con tubos de conexión, lo que requiere un solape lo
mayor posible de los tubos de conexión con los taladros, el invento
prevé según la reivindicación 5 que al menos dos taladros situados
uno al lado de otro estén unidos por un tubo de conexión con la
entrada de refrigerante y con la salida de refrigerante.
A este respecto, según la reivindicación 6 puede
ser ventajoso que los extremos de los tubos de conexión del lado de
la placa estén conformados ovalados. Esta forma de realización tiene
su ventaja cuando los taladros en la placa de refrigeración están
configurados ovalados (independientemente de su elaboración) o
cuando al menos dos taladros de pequeño diámetro tienen que ser
acoplados con un tubo de conexión.
Especialmente conveniente es, conforme a las
características de la reivindicación 7, que tubos de conexión
compuestos de cobre o de una aleación de cobre a distancia de las
bridas estén provistos de manguitos de acero. Mediante el empleo de
manguitos de acero se evita que en la zona de construcción en el
montaje de una placa de refrigeración se tenga que soldar
cobre.
Si según la reivindicación 8 los tubos de
conexión están compuestos de acero o de una aleación de acero, es
ventajoso que los chaflanes en los tubos de conexión y/o los
chaflanes en los rebajes estén recubiertos de níquel.
Si también las bridas están hechas de una
aleación de acero y provistas de chaflanes, es conveniente que los
chaflanes en las bridas y/o los chaflanes en los rebajes en el lado
frío de la placa estén recubiertos de níquel.
El invento es explicado en detalle a
continuación con ayuda de un ejemplo de realización representado en
los dibujos. Muestran:
La Figura 1 una placa de refrigeración para un
horno de cuba vista desde el lado frío de la placa;
la Figura 2 una vista lateral de la placa de
refrigeración de la Figura 1 vista en dirección de la flecha II de
la Figura 1;
la Figura 3 una vista en planta de la placa de
refrigeración de la Figura 1;
la Figura 4 a escala aumentada, parcialmente en
sección, la zona de unión entre la placa de refrigeración y un tubo
de conexión según el detalle IV de la Figura 2 y
la Figura 5 la representación de la Figura 4
antes de la unión de un tubo de conexión con la placa de
refrigeración.
En las Figuras 1 a 5 está designada con 1 una
placa de refrigeración de una aleación de obre para hornos de cuba.
La placa de refrigeración 1 en el lado caliente 2 de la placa
presenta alternativamente ranuras 3 y resaltes 4. En el lado frío 5
de la placa la placa de refrigeración 1 está configurada plana.
En la placa de refrigeración 1 están previstos
varios taladros 6 como taladros de agujero profundo, que sirven
para el alojamiento de un refrigerante, como en particular agua.
Estos taladros 6 configurados como taladros ciegos tienen tapones 8
en los extremos de entrada 7.
Los taladros 6 pueden unirse individualmente o
también por grupos (con diámetro reducido adecuadamente) con tubos
de conexión 9, 10. En las Figuras 1 a 5 cada taladro está unido con
un tubo de conexión 9, 10 conductor de refrigerante. También es
concebible sin embargo que en la zona de los tubos de conexión 9, 10
estén reunidos por grupos taladros 6 de menor diámetro (de dos a
cuatro taladros 6) y estos taladros 6 luego mediante conexiones
directas o mediante taladros inclinados estén unidos con los tubos
de conexión 9, 10.
En el ejemplo de realización los tubos de
conexión 9, 10 acoplados con entradas de refrigerante 12 y salidas
de refrigerante 13 de acero están compuestos de una aleación de
cobre. Están provistos de manguitos de acero 11 en el lado de la
periferia, los cuales se sueldan estancos a los gases con una camisa
del horno de cuba.
Como indican en detalle las Figuras 4 y 5, los
tubos de conexión 9 (respectivamente también los tubos de conexión
10) en sus extremos 14 del lado de la placa están provistos de
bridas 15, que están hechas por abocardado. Las bridas 15 en la
periferia exterior están provistas de chaflanes 16. Las zonas de
transición cóncavas 25 están granalladas con bolas.
\newpage
En la zona de un taladro 6 en la placa de
refrigeración 1 o en la zona de un grupo de taladros 6 en el lado
frío 5 de la placa está practicado un rebaje 17 (Figura 5). La
profundidad T del rebaje 17 es menor que el espesor D del material
entre el taladro 6 y el lado frío 5 de la placa. En la periferia
interior del rebaje 17 éste está provisto de un chaflán 18.
Si según la Figura 5 un tubo de conexión 9 se
inserta en un rebaje 17, entre la periferia exterior 16 de la brida
15 del tubo de conexión 9 y la periferia interior 18 del rebaje 17
se configura un espacio libre en forma de V, que de manera ideal
puede ser utilizado para ahora según la Figura 4 poder echar un
cordón de soldadura 19 en forma
de V.
de V.
Como se ha indicado ya anteriormente, conforme a
las representaciones de las Figuras 1 a 5 cada taladro 6 en el
extremo superior e inferior puede ser acoplado con un tubo de
conexión 9, 10. Es también imaginable sin embargo que dos o varios
taladros 6 o conductos ovalados de menor diámetro sean acoplados a
un tubo de conexión 9, 10.
Para la manipulación de la placa de
refrigeración 1, una argolla 22 está introducida apretada en un
taladro roscado 20 en el lado frontal superior 21.
Además debe observarse que en lado frío 5 de la
placa están previstos taladros roscados 23, en los cuales pueden
introducirse apretados tornillos de fijación 24.
\vskip1.000000\baselineskip
- 1 -
- Placa de refrigeración
- 2 -
- Lado caliente de la placa
- 3 -
- Ranuras
- 4 -
- Resaltes
- 5 -
- Lado frío de la placa
- 6 -
- Taladros en 1
- 7 -
- Extremos de entrada de 6
- 8 -
- Tapones en 7
- 9 -
- Tubo de conexión
- 10 -
- Tubo de conexión
- 11 -
- Manguitos
- 12 -
- Entradas de refrigerante
- 13 -
- Salidas de refrigerante
- 14 -
- Extremos de 9, 10
- 15 -
- Bridas en 14
- 16 -
- Chaflanes en 15
- 17 -
- Rebaje en 5
- 18 -
- Chaflán en 17
- 19 -
- Cordón de soldadura
- 20 -
- Taladro roscado en 21
- 21 -
- Lado frontal de 1
- 22 -
- Argolla
- 23 -
- Taladros roscados en 5
- 24 -
- Tornillos de fijación
- 25 -
- Zonas de transición cóncavas
\vskip1.000000\baselineskip
- D -
- Espesor de material
- T -
- Profundidad de 17
Claims (8)
1. Placa de refrigeración de cobre o de una
aleación de cobre para hornos de cuba, en la cual están previstos
varios taladros (6) para alojamiento de un refrigerante, que
mediante tubos de conexión (9, 10) soldados en el lado frío (5) de
la placa están unidos con una entrada de refrigerante (12) y una
salida de refrigerante (13), presentando los tubos de conexión (9,
10) bridas (15) y estando insertados con las bridas (15) en rebajes
(17) del lado frío (5) de la placa y soldados en la periferia de las
bridas (15) con el lado frío (5) de la placa caracterizada
porque los tubos de conexión (9, 10) en sus extremos (14) del lado
de la placa están provistos de bridas (15), siendo las bridas (15)
en los tubos de conexión (9, 10) abocardados de los extremos (14)
de los tubos de conexión (9, 10) del lado de la placa.
2. Placa de refrigeración según la
reivindicación 1, caracterizada porque las bridas (15) en los
tubos de conexión (9, 10) en la periferia exterior y los rebajes
(17) en el lado frío (5) de la placa en la periferia interior están
provistos de chaflanes (16, 18).
3. Placa de refrigeración según la
reivindicación 1, caracterizada porque los tubos de conexión
(9, 10) en las zonas de transición cóncavas (25) de las bridas (15)
están chorreados con granalla.
4. Placa de refrigeración según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque cada taladro (6)
está unido con la entrada de refrigerante (12) o con la salida de
refrigerante (13) mediante tubos de conexión (9, 10).
5. Placa de refrigeración según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque al menos dos
taladros (6) situados uno al lado de otro están unidos por un tubo
de conexión (9, 10) con la entrada de refrigerante (12) o con la
salida de refrigerante (13).
6. Placa de refrigeración según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los extremos
(14) de los tubos de conexión (9, 10) del lado de la placa están
conformados ovalados.
7. Placa de refrigeración según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque tubos de
conexión (9, 10) compuestos de cobre o de una aleación de cobre
están provistos de manguitos de acero (11) a distancia de las
bridas (15).
8. Placa de refrigeración según una de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque en caso de tubos
de conexión (9, 10) de acero o de una aleación de acero los
chaflanes (16) en los tubos de conexión (9, 10) y/o los chaflanes
(18) en los rebajes (17) están recubiertos de níquel.
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