ES2374411T3 - Aislamiento de horno. - Google Patents

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Abstract

Un aislamiento de horno que comprende módulos de fibra en forma de por lo menos dos segmentos de cilindro (2, 3; 7, 8) que están dispuestos uno contra el otro para formar un cilindro cuyo volumen interior constituye el espacio del horno y que están adaptados para permitir que un elemento de resistencia eléctrica (5) se encuentre dispuesto contra, y esté fijado en, la superficie interior (4) del cilindro, estando fabricados dichos módulos de fibra de un material que se contrae a temperaturas elevadas, que se caracteriza porque la parte interior del cilindro incluye aberturas que se extiende radialmente o que se extienden en general radialmente (12, 14) a lo largo de la longitud de los segmentos del cilindro (2,3; 7,8) y que están distribuidas circunferencialmente dentro del citado cilindro y porque las aberturas que se extienden radialmente consisten en indicadores de grietas en forma de entalladuras (14).

Description

Aislamiento de horno
La presente invenci6n se refiere a un aislamiento de horno destinado para un horno que se calienta con la ayuda de elementos de resistencia electrica.
5 En el caso de hornos que se calientan a temperaturas muy altas, se exigen elevados requisitos en el material que se utiliza para aislar el volumen calentado en el horno. Debido a que el material aislante rodea el volumen calentado en el horno, el material aislante tambien llegara a estar muy caliente.
La temperatura de un determinado tipo de horno calentado electricamente, bajo condiciones tfpicas, alcanzara los 1700 ° C durante un perfodo de varias horas. El material aislante utilizado puede estar compuesto, por ejemplo, por
10 fibra aislante o por ladrillo de alto grado.
Un problema conocido existente en la tecnologfa aplicada en relaci6n con tales hornos es que no hay muchos materiales conocidos que sean capaces de soportar estas altas tensiones de temperatura durante un perfodo de tiempo suficientemente largo para que puedan ser utilizados con eficacia. Los materiales conocidos normalmente se contraeran a altas temperaturas, lo que produce problemas de sellado en relaci6n con estos hornos en los que se
15 utilizan estos materiales conocidos.
Un material adecuado es uno que consiste esencialmente en 6xido de aluminio (Al203) y di6xido de silicio (8i02). Aunque este material es resistente al calor eficazmente, se contrae a altas temperaturas. Esta contracci6n aumenta con las temperaturas elevadas. La contracci6n se debe al hecho de que el material se sinteriza a medida que se calienta. Esto se traduce en que el material se contrae sucesivamente en un numero de horas en operaci6n, tal
20 como en 1 - 10 horas.
En los denominados m6dulos de tipo 8uperthal del solicitante se han utilizado m6dulos de fibra disenados como dos elementos semicilfndricos que se colocan juntos uno contra el otro para formar un cilindro que constituye el espacio del horno. Cada elemento semicilfndrico a menudo se compondra dos capas que se disponen radialmente una hacia el exterior de la otra, una capa interior y una capa exterior.
25 La capa interior consiste, por ejemplo, en fibras formadas al vacfo para una temperatura de uso maxima de 1700°C y tiene una densidad de 400 kg/m3. Esta capa interior puede consistir en un 80% de Al203 y un 20% de 8i02. La capa exterior consiste, por ejemplo, en fibras para una temperatura de trabajo maxima de 1600°C y tiene una densidad de 300 kg/m3. La capa exterior puede consistir en un 50% de Al203 y un 50% de 8i02.
En el caso de los m6dulos de tipo 8MU (unidad de mufla 8uperthal) la capa interior, en la mayor parte de las veces,
30 tendra un grosor de 25 mm y la capa exterior tendra un grosor de 75 mm. La capa interior incluye en su superficie interior acanaladuras para alojar los elementos de resistencia electrica helicoidales. En el caso de un diametro interior de la capa interior de 150 mm y de 200 mm, la posici6n del elemento de resistencia en la acanaladura se asegura con la ayuda de elementos de fijaci6n.
En el caso de los m6dulos de tipo 8HC (medio cilindro de 8uperthal) la capa interior, en la mayor parte de las veces,
35 tendra un grosor de 75 mm y la capa exterior tendra un grosor de 25 mm. El elemento de resistencia se monta en el aislamiento con la ayuda de elementos de fijaci6n.
Cuando los hornos que incluyen el tipo de aislamiento que se ha mencionado mas arriba se calientan, el aislamiento de esta manera se contraera a altas temperaturas. 8e podran observar grietas en el aislamiento cuando el horno es desconectado. En el peor de los casos, piezas enteras del aislamiento son susceptibles de aflojarse.
40 El problema es mas de naturaleza estetica en el caso de que los espacios del horno tengan un diametro interior del orden de magnitud de 100 - 125 mm. El problema se incrementa con los diametros mayores, dando lugar a grietas y deformaciones anchas del aislamiento interior, y tambien con el riesgo de que las piezas del aislamiento se aflojen.
De esta manera, el aislamiento se hace menos eficaz debido a la formaci6n de grietas.
El documento norteamericano. 4.222.337 muestra un horno con paredes planas provistas de un revestimiento
45 compuesto por tiras que se disponen una sobre otra y son comprimidas. Hay pistas para la localizaci6n controlada de las grietas que se desarrollan por la contracci6n.
Uno de los problemas serios que se produce por la contracci6n del aislamiento es que el elemento de resistencia tiende a ser arrancado debido al hecho de que esta fijado a la superficie interior del aislamiento, como se ha mencionado mas arriba. A medida que el aislamiento se contrae, se forman grietas que, a su vez, desplazan a
50 diferentes partes del aislamiento, unas en relaci6n con las otras. Debido a que el elemento de resistencia esta fijado en el aislamiento puntilinealmente, los puntos de fijaci6n seran desplazados unos con respecto a los otros, con lo cual se somete el elemento de resistencia a tensiones de tracci6n y tensiones de flexi6n de una magnitud tal que hace que el elemento de resistencia se arranque.
Estos problemas se solucionan por medio de la presente invenci6n.
Por lo tanto, la presente invenci6n se refiere a un aislamiento de horno que comprende m6dulos de fibra en forma de por lo menos dos segmentos de cilindro que se colocan uno contra el otro para formar un cilindro cuyo volumen interior constituye el espacio del horno y que estan adaptados para permitir que un elemento de resistencia electrica se disponga contra, y este fijado a, la superficie interior del cilindro, estando fabricados dichos m6dulos de fibra de un material que se contrae a temperaturas elevadas, y la invenci6n se caracteriza porque la parte interior del cilindro incluye aberturas que se extiende radialmente o que se extienden en general radialmente a lo largo de la longitud de los segmentos del cilindro y que estan distribuidas circunferencialmente dentro de los citados segmentos de cilindro y porque las aberturas que se extienden radialmente consisten en indicadores de grietas en forma de entalladuras.
La invenci6n se describira con mas detalle a continuaci6n, en parte con referencia a una realizaci6n que ejemplifica la invenci6n que se ilustra en los dibujos que se acompanan, en los cuales
-
la figura 1 es una representaci6n en perspectiva de un horno de la invenci6n y
-
las figuras 2 a 5 ilustran diferentes realizaciones de un m6dulo de fibra de acuerdo con la invenci6n.
Las figuras ilustran hornos de tipo 8MU, aunque tambien son aplicables a hornos de tipo 8HC.
La figura 1 ilustra un horno 1, que incluye un aislamiento de horno, que comprende m6dulos de fibra 2, 3. Los m6dulos de fibra 2, 3 estan formados como elementos semicilfndricos, en los que un elemento semicilfndrico se muestra en la figura 2. Al menos dos elementos semicilfndricos 2, 3 se colocan uno contra el otro para formar un cilindro cuyo volumen interior 4 constituye el espacio del horno.
86lo un m6dulo de fibra interior se muestra en las figuras 2 a 5, estando destinado este m6dulo de fibra a ser situado contra un m6dulo de fibra adicional correspondiente para formar un cilindro, como se ilustra en la figura 1. Los m6dulos de fibra en forma de elementos semicilfndricos adicionales se colocan en el cilindro, con el fin de obtener un horno que incluye dos capas mutuamente concentricas.
El aislamiento esta compuesto en general por 6xido de aluminio y di6xido de silicio.
El horno incluye un elemento de resistencia electrica 5 que se encuentra dispuesto contra, y / o esta fijado a, la superficie interior del cilindro 11. Un elemento de conexi6n de energfa 6 tambien esta previsto para el suministro de energfa electrica al elemento de resistencia.
La figura 1 muestra una realizaci6n en la que dos elementos semicilfndricos exteriores 2, 3 rodean dos elementos semicilfndricos 7, 8 interiores enfrentados mutuamente. El elemento de resistencia puede tener una configuraci6n helicoidal o alguna otra configuraci6n, y esta fijado en la superficie interior del cilindro por medio de elementos de fijaci6n 9. El elemento de resistencia se extiende preferentemente en las ranuras 10 formadas en el interior 11 del cilindro, como se muestra en la figura 2.
De acuerdo con la invenci6n, una o mas aberturas dirigidas radialmente 12 es o son proporcionada (s) en la parte interior del cilindro 7, 8, como se muestra en la figura 2.
De acuerdo con la invenci6n, las aberturas radiales consisten en indicadores de grietas 14 en forma de entalladuras, vease la figura 5.
De acuerdo con una modalidad alternativa y preferida, la abertura radial o las aberturas radiales consiste (n) en acanaladuras o ranuras 13 dirigidas radialmente, como se muestra en la figura 4, por ejemplo. Estas acanaladuras 13 se extienden ligeramente hacia abajo en los m6dulos de fibra semicilfndricos 2, 3, 7, 8.
La abertura o las aberturas pueden tener otras configuraciones, tales como configuraciones de forma c6nica o redonda.
En el caso de la realizaci6n de la figura 2, las aberturas 12 se extienden a traves de aproximadamente la mitad del m6dulo de fibra semicilfndrico interior 8.
En una realizaci6n preferida, las aberturas radiales se extienden a traves de aproximadamente la mitad del grosor de la capa interior de las citadas capas mutuamente concentricas.
Las aberturas radiales funcionar como una junta de expansi6n que contribuye a evitar la formaci6n real de las grietas,
o al menos, a reducir la formaci6n de grietas. En el caso de formaci6n de grietas, estas grietas se formaran de una manera controlada, debido a la presencia de las aberturas radiales.
En el caso de los hornos 8HC, estos hornos estan equipados con elementos sinuosos, con lo cual las aberturas radiales estan dispuestas en aquellas posiciones en las que el elemento sinuoso se dobla o se curva.
Es preferible que las aberturas radiales se extiendan axialmente a lo largo del cilindro, como se muestra en la figura 2, entre otras figuras.
De acuerdo con otra realizaci6n preferida, el aislamiento de horno de m6dulos de fibra esta compuesto por tres o mas segmentos de cilindro 15, 16, que se colocan unos contra los otros para formar un cilindro, vease la figura 4.
5 De acuerdo con una realizaci6n altamente preferida de la invenci6n, el aislamiento incluye dos capas mutuamente concentricas 1, 2; 7, 8 de m6dulos de fibra.
Es altamente esencial que las aberturas se coloquen de manera que esten distribuidas en general uniformemente circunferencialmente dentro de cada medio cilindro o segmento de cilindro.
Las aberturas 12 o indicadores de grietas en forma de entalladuras 14, sin embargo, pueden definir un angulo V1, 10 V2 o V3 con la superficie interior del cilindro; vease la figura 3.
Ademas, las aberturas 12 o las entalladuras indicadoras de grietas 14 pueden definir axialmente un angulo V4 con el eje longitudinal del cilindro, como se muestra por la lfnea de trazos en la figura 4.
Aunque la invenci6n se ha descrito mas arriba con referencia a un numero de realizaciones ejemplificadoras, se entendera que la forma y las dimensiones del espacio del horno se pueden variar y que el aislamiento de horno 15 puede estar compuesto por una capa o por varias capas mutuamente concentricas.
Por lo tanto, la presente invenci6n no debera considerarse limitada a las realizaciones que se han descrito con anterioridad, puesto que se pueden realizar variaciones en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Un aislamiento de horno que comprende m6dulos de fibra en forma de por lo menos dos segmentos de cilindro (2, 3; 7, 8) que estan dispuestos uno contra el otro para formar un cilindro cuyo volumen interior constituye el espacio del horno y que estan adaptados para permitir que un elemento de resistencia electrica (5) se encuentre dispuesto contra, y este fijado en, la superficie interior (4) del cilindro, estando fabricados dichos m6dulos de fibra de un material que se contrae a temperaturas elevadas, que se caracteriza porque la parte interior del cilindro incluye aberturas que se extiende radialmente o que se extienden en general radialmente (12, 14) a lo largo de la longitud de los segmentos del cilindro (2,3; 7,8) y que estan distribuidas circunferencialmente dentro del citado cilindro y porque las aberturas que se extienden radialmente consisten en indicadores de grietas en forma de entalladuras (14).
  2. 2.
    Un aislamiento de horno de acuerdo con la reivindicaci6n 1, que se caracteriza porque las aberturas que se extienden radialmente consisten en acanaladuras que se extienden radialmente (12).
  3. 3.
    Un aislamiento de horno de acuerdo con la reivindicaci6n 2, que se caracteriza porque las aberturas que se extienden radialmente consisten en acanaladuras dirigidas radialmente (12) que definen con la superficie interior del cilindro un angulo (V1, V2, V3) que es diferente de un angulo recto.
  4. 4.
    Un aislamiento de horno de acuerdo con la reivindicaci6n 1, 2 6 3, que se caracteriza porque las aberturas que se extienden radialmente (12, 14) se extienden axialmente a lo largo del cilindro.
  5. 5.
    Un aislamiento de horno de acuerdo con la reivindicaci6n 1, 2, 3 6 4, que se caracteriza porque el aislamiento de horno incluye tres o mas segmentos de cilindro (15, 16) de m6dulos de fibra que se han dispuesto unos contra los otros para formar un cilindro.
  6. 6.
    Un aislamiento de horno de acuerdo con la reivindicaci6n 1, 2, 3, 4 6 5, que se caracteriza porque el aislamiento comprende al menos dos capas mutuamente concentricas (2, 3, 7, 8) de m6dulos de fibra.
  7. 7.
    Un aislamiento de horno de acuerdo con la reivindicaci6n 3, 4, 5 6 6, que se caracteriza porque las acanaladuras radiales (12) se extienden a traves de aproximadamente la mitad del grosor de las citadas capas concentricas mas interiores (2, 3, 7, 8).
  8. 8.
    Un aislamiento de horno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque las aberturas (12; 14) estan dispuestas de manera que esten distribuidas uniformemente alrededor de la circunferencia interior de cada mitad de cilindro o segmento de cilindro.
  9. 9.
    Un aislamiento de horno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque el aislamiento consiste generalmente en 6xido de aluminio y di6xido de silicio.
  10. 10.
    Un horno que se caracteriza porque incluye un aislamiento de horno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores y en el que el espacio del horno esta compuesto por el volumen interior del cilindro.
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