ES2576080T3

ES2576080T3 - Unidad de inserción con caja estructural y dispositivo de soporte para el suministro de una sustancia de operación, así como horno de arco eléctrico equipado con la mencionada unidad, y procedimiento para operar un horno de arco eléctrico de esta clase

Info

Publication number: ES2576080T3
Application number: ES13728097.0T
Authority: ES
Inventors: Klaus Libera
Original assignee: Badische Stahl Engineering GmbH
Current assignee: Badische Stahl Engineering GmbH
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2033-04-16
Also published as: EP2839043A1; DE102012007528B3; WO2013156016A1; EP2839043B1

Abstract

Unidad de inserción (50) de un horno de arco eléctrico (10) con una caja estructural (61) refrigerada y con un dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operación (81), refrigerado con agua, el cual se encuentra montado de forma relativamente desplazable con respecto a la mencionada caja, caracterizada porque, - la caja estructural (61) soporta una unidad de accionamiento (101) del dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operación (81), - en la junta de dilatación (91), entre la caja estructural (61) y el dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operación (81), se encuentra dispuesto al menos un elemento de estanqueidad (121), - el elemento de estanqueidad (121) comprende cerdas (125) de un material metálico, - la longitud de las cerdas (125) individuales corresponde al menos al triple de la anchura de la junta de dilatación (91), y - las cerdas de estanqueidad (125) están orientadas en la dirección del interior del horno (15).

Description

DESCRIPCION

Unidad de insercion con caja estructural y dispositivo de soporte para el suministro de una sustancia de operacion, as^ como horno de arco electrico equipado con la mencionada unidad, y procedimiento para operar un horno de arco electrico de esta clase

5 La presente invencion hace referencia a una unidad de insercion de un horno de arco electrico con una caja estructural refrigerada y con un dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion refrigerado con agua, el cual se encuentra montado de forma relativamente desplazable con respecto a dicha caja, a un horno de arco electrico con una unidad de insercion de esta clase y a un procedimiento para operar un horno de arco electrico, donde al cargar la material de uso, el dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion 10 asume una primera posicion de funcionamiento al frenarse el suministro de una sustancia de operacion, donde en la fase de fusion el suministro de una sustancia de operacion de al menos dos sustancias de operacion es activado, donde el dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion permanece de momento en la primera posicion de funcionamiento, y donde en la fase de refinado el dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion, mediante la unidad de accionamiento, es desplazado hacia una segunda posicion de funcionamiento, 15 donde se activa al menos una sustancia de operacion.

Por la solicitud DE 196 37 246 A1 se conoce un cuerpo de alojamiento montado de forma pivotante en un panel de pared, para alojar una lanza. Para impermeabilizar, el panel de pared, con un borde de estanqueidad disenado como parte de una superficie curvada, se situa de forma adyacente en el cuerpo de apoyo. El ajuste de la lanza se efectua en funcion del rebote del chorro de gas que se suministra. El soporte puede resultar danado debido al efecto del 20 calor y a salpicaduras de escoria, donde el borde de estanqueidad del panel de pared puede arruinarse en un alto grado.

Debido a lo mencionado, el horno de arco electrico puede emitir humo denso, que bloquea el cuerpo de apoyo.

Por lo tanto, la presente invencion aborda el problema de la proteccion efectiva permanente del revestimiento de la cuba del horno y del medio ambiente en el caso de introducir una sustancia de operacion adicional a traves de la 25 pared lateral.

Dicho problema se soluciona a traves de las caractensticas de la reivindicacion principal. Para ello, la caja estructural soporta una unidad de accionamiento del dispositivo de soporte para el suministro de una sustancia de operacion. En la junta de dilatacion, entre la caja estructural y el dispositivo de soporte para el suministro de

sustancias de operacion, se encuentra dispuesto al menos un elemento de estanqueidad. El elemento de

30 estanqueidad comprende cerdas de un material metalico. La longitud de las cerdas individuales corresponde al menos al triple de la anchura de la junta de dilatacion. Ademas, las cerdas de estanqueidad estan orientadas en la direccion del interior del horno.

Durante el funcionamiento del horno de arco electrico, la regulacion del dispositivo de soporte para el suministro de

sustancias de operacion tiene lugar en funcion de la energfa espedfica de la masa aportada y del grado de

35 estabilidad del arco electrico.

Otros detalles de la invencion se indican en las reivindicaciones correspondientes y en la siguiente descripcion de formas de ejecucion representadas de forma esquematica.

Figura 1: corte a traves de la pared lateral al comenzar la fusion;

Figura 2: corte a traves de la pared lateral en la fase de refinado;

40 Figura 3: representacion isometrica de una unidad de insercion del lado interno del horno;

Figura 4: vista posterior de la figura 3;

Figura 5: corte longitudinal a traves de la figura 3;

Figura 6: corte transversal a traves de la figura 3;

Figura 7: vista en seccion isometrica de la caja estructural;

45 Figura 8: detalle de la figura 5.

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La figura 1, en una representacion muy simplificada, muestra un corte a traves de la pared lateral de un horno de arco electrico (10) al comienzo de la fase de fusion. El horno de arco electrico (10) comprende una cuba inferior (21) dispuesta en una plataforma basculante (11) que puede volcarse y plegarse, y una cuba superior (31) colocada sobre la cuba inferior.

La cuba inferior (21) comprende garras de apoyo (22), una cubierta (23) y una parte base (24). La cubierta (23) se compone por ejemplo de una chapa de acero laminada de forma cilmdrica en algunas secciones, con un grosor de entre 20 y 50 milfmetros. En el ejemplo de ejecucion, la parte base (24) esta arqueada de forma concava, donde el hundimiento apunta en la direccion del interior del horno (15). Su grosor y su material corresponden por ejemplo al grosor de la pared y al material de la cubierta (23). El grosor de la cubierta (23) y de la parte base (24) depende por ejemplo del tamano del horno y del peso de la colada. En el lado inferior de la parte base (24) pueden estar dispuestos elementos de monitorizacion, como por ejemplo elementos de medicion de la temperatura de la base y/o electrodos de la base de un horno de corriente continua. Tambien la abertura de colada del horno de arco electrico (10) esta dispuesta en la parte base (24).

El lado interno (26) de la parte base (24) soporta un revestimiento (27). El revestimiento (27), durante el proceso de fundicion, absorbe el acero lfquido, el cual por ejemplo durante la colada posee una temperatura de aproximadamente 1680 grados Celsius. Al mismo tiempo - debido a su reducida conductividad termica - protege las partes de acero no refrigeradas de la cuba inferior (21). Un dano en el revestimiento (27), por consiguiente, puede conducir a una avena de la cuba inferior (21) y, por lo tanto, a una detencion de la produccion de toda la acena.

El revestimiento (27), en el area de la pared, se compone de una piedra refractaria, por ejemplo de piedra de magnesia. En el area central del horno, sobre las piedras, esta colocada por ejemplo una masa apisonada de ese material. Tambien es posible utilizar masas secas ligadas de forma qmmica o mediante brea. En el caso de un horno recientemente revestido, con una masa de colada de 100 toneladas de acero lfquido, el grosor del revestimiento (27) en la parte base (24) asciende por ejemplo a 900 - 1200 milfmetros. En el area de la cubierta (23), el grosor se ubica entre 650 milfmetros y 800 milfmetros. Debido al desgaste durante el funcionamiento del horno de arco electrico (10), el grosor del revestimiento en la parte base (24) desciende a aproximadamente 750 milfmetros y en el area de la cubierta (23) a unos 550 milfmetros. Si se alcanza esa dimension de desgaste, el revestimiento del horno (27) debe ser retocado - una vez fna la cuba superior (12) - o el horno debe ser revestido nuevamente. Para ello se requiere una interrupcion de la produccion de al menos la duracion de un turno, es decir, por ejemplo de 8 horas.

La cuba inferior (21) soporta la cuba superior (31), la cual por ejemplo se apoya con una brida de apoyo (32) sobre una brida soporte (28) de la cuba inferior (21). La cuba superior (31) posee un aro soporte (33) que, a modo de ejemplo, se encuentra apoyado sobre la brida de apoyo (32) mediante apoyos (34). Ese anillo distribuidor de agua (33) situado en la parte superior sirve al mismo tiempo como anillo de apoyo de la cubierta. Por ultimo, durante el funcionamiento del horno de arco electrico (10), una tapa con aberturas de paso se coloca para uno o para tres electrodos.

En el lado de la cuba superior (31) que se encuentra orientado hacia el interior del horno (15) estan dispuestos elementos de refrigeracion de la pared (41). La altura de un elemento de refrigeracion individual de la pared (41) corresponde a la altura de la cuba superior (31), donde su anchura se ubica por ejemplo entre 1400 y 1600 milfmetros. Cada uno de los paneles (41) dispuestos coaxialmente en la cubierta (33) de la cuba superior (31) comprende una chapa soporte (43) situada en el exterior y tubos (44, 45) refrigerados con agua en su lado interno orientado hacia el interior del horno (15). Cada panel (41) comprende uno o dos circuitos de agua. En la representacion de la figura 1, los cuatro tubos (45) inferiores son de cobre o de una aleacion de cobre, y los tubos (44) superiores son tubos de acero, por ejemplo de un acero no aleado o escasamente aleado, resistente al calor. Para la refrigeracion con agua, los paneles (41) estan conectados por ejemplo al anillo distribuidor de agua. Durante el funcionamiento del horno cada panel (41) es atravesado por agua con un flujo volumetrico ampliamente constante. La temperatura de entrada del agua puede presentar la temperatura ambiente o una temperatura de por ejemplo 60 grados Celsius. Los paneles de pared (41) protegen los apoyos (34) situados detras y tambien el entorno (1) del calor generado en el interior del horno (15). Durante el funcionamiento del horno, en los tubos de acero (44) de los paneles (41) suspendidos en el anillo soporte de la tapa, puede depositarse escoria. Dicha capa de aislamiento proporciona una proteccion adicional para la cuba superior (31).

En el panel de pared (41) representado en la figura 1 se encuentra dispuesta una unidad de insercion (50) con una caja estructural (61) refrigerada y un dispositivo de soporte para el suministro de una sustancia de operacion (81) montado de forma pivotante sobre dicha caja. En las representaciones de las figuras 1 - 6 y 8, la caja esta realizada como caja de alojamiento (81).

Las figuras 3 - 8 muestran la unidad de insercion (50) y sus componentes individuales. La unidad de insercion (50) comprende un armazon soporte (51), el cual por ejemplo se encuentra soldado en la chapa soporte (43) del panel de pared (41). El armazon soporte (51) posee por ejemplo dos pernos de sujecion (52) y dos apoyos (54). Dicho armazon soporta la caja estructural (61) que se encuentra fijada en los pernos de sujecion (52) mediante chavetas (53).

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La caja estructural (61), vease la figura 7, es un componente refrigerado con agua, fabricada en cobre o de una aleacion de cobre. La misma puede estar realizada como pieza fundida o estar realizada como una construccion soldada. La caja estructural (61) posee una pared interna (62) lisa. A modo de ejemplo, posee una anchura de 620 miKmetros, una altura de 575 milfmetros y una profundidad de 150 milfmetros. En el estado de montaje, vease la figura 1, su lado interno se encuentra al menos aproximadamente alineado con una tangente en los tubos (44, 45) del panel de pared (41). La entrada (64) dispuesta en el lado externo (63) y el retorno (65) de la caja estructural (61) estan conectadas por ejemplo de forma hidraulica en el anillo distribuidor de agua (33). Dentro de la caja estructural (61), el agua de refrigeracion es guiada a traves de varios conductos de refrigeracion (66) conectados de forma paralela o en serie. La caja estructural (61) posee una escotadura (67) con una seccion transversal por ejemplo rectangular.

En el corte longitudinal representado en la figura 5, la superficie de la seccion transversal de la escotadura (67) crece desde el lado externo (63) en la direccion del interior del horno (15). Las paredes (68, 69, 71) poseen respectivamente dos ranuras de alojamiento (72, 73) y dos hileras con perforaciones roscadas (74). La pared superior (68), por ejemplo con un plano horizontal, comprende un angulo de 15 grados. La pared inferior (69) esta disenada como una superficie en arco. La lmea central imaginaria, por ejemplo horizontal, de esa superficie en arco (69), se situa por fuera del lado externo (63) de la caja estructural (61).

La caja de alojamiento (81) esta dispuesta en la caja estructural (61). Tambien esta se trata de una caja refrigerada con agua, realizada en cobre o de una aleacion de cobre, con una entrada (82) y con un retorno (83). Esas dos conexiones de agua, a modo de ejemplo, estan conectadas al anillo distribuidor de agua (33) mediante tubos flexibles. En el ejemplo de ejecucion, la caja de alojamiento (81) posee un lado anterior (84) orientado hacia el interior del horno (15). El mismo presenta por ejemplo una anchura de 400 milfmetros y una altura de 400 milfmetros.

El lado superior (85) y el lado inferior (86) estan ejecutados en forma de una superficie en arco. Por ejemplo, los mismos son coaxiales con respecto a la superficie en arco (69) de la caja estructural (61). En la seccion longitudinal representada en la figura 5, el lado superior (85) es mas largo que el lado inferior (86), en un 80%. En el ejemplo de ejecucion, el angulo comprendido por el lado anterior (84) y el plano tangencial en el lado superior contiguo, asciende a 72 grados.

La caja estructural (81) posee una perforacion de alojamiento (87) continua en direccion longitudinal. En el ejemplo de ejecucion, la misma posee una seccion transversal cilmdrica amplia, la cual se ensancha de manera mmimamente gradual en forma conica hacia el interior del horno (15). A modo de ejemplo, su diametro asciende a 120 milfmetros. En la representacion de la figura 5, la perforacion de alojamiento (87), con el lado anterior (84), comprende un angulo de 70 grados. Dicho angulo puede ubicarse entre 50 grados y 90 grados.

En la perforacion de alojamiento (87) puede estar colocado un dispositivo de suministro de una sustancia de operacion, por ejemplo un quemador de gas - oxfgeno, un quemador de gasoleo - oxfgeno, una lanza de oxfgeno, etc. El dispositivo utilizado para el suministro de energfa puede ser fijo de manera relativa con respecto a la caja de alojamiento (81), o puede estar dispuesto de forma ajustable en el mismo, de manera traslatoria. En el caso de un ajuste traslatorio, tanto la unidad de accionamiento como tambien el soporte estan dispuestos en el lado externo (63) de la unidad de insercion (50).

La caja de alojamiento (81) puede realizar un movimiento pivotante de forma relativa con respecto a la caja estructural (61), mediante una unidad de accionamiento (101). La unidad de accionamiento (101) comprende una transmision (102), por ejemplo un cuadrilatero articulado sin capacidad de circulacion. En el ejemplo de ejecucion, dicha transmision es una transmision de union deslizante de cuatro elementos. La misma comprende un bastidor (103), tres articulaciones giratorias (104 - 106) y una union deslizante (107) que puede ser accionada. La transmision

(102) en su totalidad esta dispuesta en el lado externo (16) del horno de arco electrico (10).

El bastidor (103) esta fijado de manera separable en la caja estructural (61). En el ejemplo de ejecucion, el bastidor

(103) comprende para ello una chapa soporte (108) que esta fijada en la caja estructural (61) mediante pernos (109) y chavetas de seguridad (111). El armazon (103) de la transmision (102) tambien puede estar integrado en la caja estructural (61). A modo de ejemplo, la caja estructural (61) forma el bastidor (103).

En el bastidor (103), una unidad de cilindro - piston (112) que actua de manera duplicada, por ejemplo de manera oleohidraulica, esta montada de forma pivotante. Dicha unidad forma la union deslizante (107) que puede ser accionada. En el ejemplo de ejecucion, el vastago del piston (113) de la unidad de cilindro - piston (112) puede desplazarse entre dos posiciones finales. Su carrera asciende por ejemplo a 55 milfmetros. Sin embargo, tambien es posible regular de manera continua el vastago del piston (113) de forma relativa con respecto al cilindro (114). Para ello, la unidad de cilindro - piston (112) puede comprender por ejemplo un sistema de medicion de posicion, y el accionamiento hidraulico puede presentar valvulas proporcionales. Tambien es posible la utilizacion de una unidad de cilindro - piston que pueda accionarse de forma neumatica.

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En la cabeza (115) del vastago del piston (113) y en el bastidor (103), la caja de alojamiento (81) se encuentra montada de forma pivotante mediante un soporte de cojinete (116). Ambos puntos de soporte (105, 106) estan conformados dobles. Cada uno de esos puntos de soporte (105, 106) comprende por ejemplo pasadores del cojinete (117) y correderas. Los pasadores del cojinete (117), mediante un soporte de seguridad (118), estan asegurados respectivamente contra un deslizamiento. En el ejemplo de ejecucion, el soporte de cojinete (116) se encuentra alojado en una ranura en forma de T (89) de la caja de alojamiento (81).

La caja de alojamiento (81), en lugar de ser accionada mediante la unidad de cilindro - piston (112), puede ser accionada tambien mediante un accionamiento rotativo. Este se trata por ejemplo de un motor accionado de forma hidraulica, neumatica o electrica.

En la escotadura (67) de la caja estructural (61) se encuentran fijados elementos de estanqueidad (121), veanse las figuras 5, 7 y 8. En el ejemplo de ejecucion, dos anillos del cepillo de alambre (123) estan dispuestos de forma circunferencial uno detras del otro en la junta de dilatacion (91), entre la caja estructural (61) y la caja de alojamiento (81). Los elementos de estanqueidad son por ejemplo cepillos de alambre (121). El cepillo de estanqueidad (121) comprende un soporte del cepillo (124) y cerdas de estanqueidad (125). Ambos soportes del cepillo (124) se apoyan en las ranuras de alojamiento (72, 73) circunferenciales. Los mismos se encuentran fijados allf mediante listones de sujecion (122), los cuales estan sujetos en las perforaciones roscadas (74) mediante tornillos. En lugar de perforaciones roscadas, en la pieza soporte (61) pueden utilizarse tambien insertos roscados.

El soporte del cepillo (124), por ejemplo, esta fabricado en base a un acero austemtico, resistente al calor, por ejemplo X 15 CrNiSi 20 12, con el numero de material 1.4828. Ese acero que puede ser soldado posee en el aire una resistencia a la temperatura de hasta 1050 grados Celsius, y presenta una elevada resistencia contra gases que contienen nitrogeno. El soporte del cepillo (124) individual puede estar realizado de forma recta o curvada.

En el ejemplo de ejecucion, las cerdas (125) se componen igualmente de un acero resistente al calor, por ejemplo de NiCr 30 20, con el numero de material 1.4860. Ese haz, por ejemplo no magnetizable, que puede soldarse por puntos, es resistente a la temperatura al menos hasta los 1050 grados Celsius y posee una buena resistencia contra gases que contienen nitrogeno. La cerda (125) individual se compone por ejemplo de un alambre ondulado con un diametro de 0,5 milfmetros y posee una longitud de 44 milfmetros. La longitud de las cerdas (125) individuales, de este modo, es mayor que el entrehierro doble entre la caja estructural (61) y la caja de alojamiento (81). El grosor del paquete de cerdas (127) dispuesto en forma de abanico hacia los extremos libres (126), en el area de los extremos (126) asciende por ejemplo a 15 milfmetros. En la caja estructural (61), las cerdas (125) se situan de forma adyacente en la pared superior (68). Dichas cerdas llenan completamente la seccion transversal de la abertura (91), veanse las figuras 5 y 8. En el estado de montaje, los extremos libres (126) senalan en la direccion del interior del horno (15). Eventualmente, dichos extremos (126) son pintados con una capa de material compuesto refractario antes de la puesta en funcionamiento del horno de arco electrico (10). Durante el funcionamiento puede acumularse escoria en las superficies frontales de los extremos (126).

En caso de utilizar una lanza que se desplaza de forma traslatoria, refrigerada con agua, en el cuerpo de alojamiento (81), el cuerpo de alojamiento (81) puede portar elementos de estanqueidad para hermetizar la junta de dilatacion entre el mismo y la lanza. Los elementos de estanqueidad mencionados pueden estar estructurados como los elementos de estanqueidad (121) entre la caja estructural (61) y el cuerpo de alojamiento (81).

Tambien es posible la utilizacion de una lanza no pivotante, sino solamente desplazable de forma traslatoria, refrigerada con agua, por ejemplo una lanza de oxfgeno. De este modo, la lanza en sf conforma el dispositivo de soporte para el suministro de una sustancia de operacion (81) que puede desplazarse de forma relativa con respecto a la caja estructural (61). La unidad de accionamiento y el soporte estan dispuestos en el lado externo de la caja estructural (61). En la escotadura (67) de la caja estructural (61) estan dispuestos cepillos de estanqueidad (121). Los mismos estan disenados tal como se describe con relacion al primer ejemplo de ejecucion.

Durante el montaje de la unidad de insercion (50), por ejemplo por fuera del horno de arco electrico (10), los cepillos de estanqueidad (121) se fijan en la caja estructural (61). La caja estructural (81) se coloca en el soporte de cojinete (116) y eventualmente se asegura. A continuacion, la caja de alojamiento (81) se inserta desde el lado externo (63) de la caja estructural (61) y el soporte de cojinete (116) se fija en la chapa soporte (108) de la caja estructural (61), mediante el perno soporte (109). Ahora la unidad de cilindro - piston (112) puede montarse en el bastidor (103) y en el soporte de cojinete (116).

Despues de la soldadura del armazon soporte (51) en el panel de pared (41) - esto puede tener lugar al estar instalado o no el panel de pared (41) - el grupo de premontaje puede ser fijado en el armazon soporte (51). Despues de eso, la unidad de cilindro - piston (112) se conecta de forma hidraulica y las conexiones flexibles de agua de refrigeracion - eventualmente con sensores de temperatura - se montan para la caja estructural (61) y la caja de alojamiento (81). Eventualmente, la unidad de insercion (50) puede conectarse tambien electricamente, de modo adicional. Finalmente, en la abertura de alojamiento (87) se coloca un dispositivo de suministro de una sustancia de operacion, por ejemplo un quemador de gas natural - oxfgeno, y se asegura mediante elementos de fijacion (92). A

modo de ejemplo, la boquilla del quemador se coloca distanciada con respecto a la superficie interna (84) de la caja de alojamiento (81).

Los conductos para el combustible fosil y el ox^geno se conectan a los estados de la valvula correspondientes.

Al cargar el horno de arco electrico (10) con el material de utilizacion (2), por ejemplo chatarra, el armazon de 5 alojamiento (81) se encuentra en la posicion representada en la figura 1. En esa primera posicion de funcionamiento (94), la superficie interna (84) esta orientada de forma vertical. El quemador, con un plano horizontal que esta dispuesto por debajo del quemador, comprende por ejemplo un angulo de 20 grados. A modo de ejemplo, los quemadores trabajan frenados con aire de supresion y/o con una llama piloto. La chatarra (2) cargada se encuentra en la cuba inferior (21) y en la cuba superior (31).

10 Despues de la carga se activan los electrodos del horno de arco electrico (10). El arco voltaico producido funde la chatarra (2). Puesto que la corriente de los electrodos salta a las piezas de chatarra individuales y las refunde, el arco voltaico allf generado en principio es inestable. Debido a los electrodos, por ejemplo dispuestos en triangulo, el proceso de fusion es irregular en la cuba del horno (12). En el area de pared que se encuentra mas distanciada, la temperatura de la chatarra (2) y del acero fundido es menor que aquella en el area de los electrodos. En las areas 15 de pared mencionadas - en el horno de arco voltaico (10) puede haber varias de esas areas - estan colocadas las unidades de insercion (50).

A continuacion, se aumenta la potencia del quemador dispuesto en la unidad de insercion (50), o se enciende la llama del quemador. Para ello, por ejemplo en funcion de la composicion del material de utilizacion (2) y de la energfa electrica espedfica aplicada hacia la masa a fundir, desde el puesto de control del horno, se conectan tanto 20 las valvulas del gas o del gasoleo, como tambien del oxfgeno, en el estado de accionamiento de la valvula. Lo mencionado puede efectuarse tambien controlado por un programa. A modo de ejemplo, el gas y el oxfgeno se aplican juntos, iniciando la ignicion al salir del quemador. La llama (93) se produce en la chatarra (2) antes de la unidad de insercion (50) y la funde. La llama (93) se reflecta tambien en la chatarra (2). Debido al angulo suave de la llama (93) con respecto a la horizontal solo una proporcion reducida de la energfa del quemador se aplica sobre el 25 panel de pared (41) y/o en el revestimiento (27). En este caso se produce solo un desgaste reducido.

Con una duracion progresiva de la aplicacion de energfa a traves de los electrodos y del quemador se incrementa la proporcion del acero lfquido (3), vease la figura 2. El volumen del acero lfquido (3) es menor que el volumen de la chatarra (2) utilizada. El arco voltaico del horno de arco electrico (10) se estabiliza. Tan pronto como el material de utilizacion (2) se ha licuefaccionado, el arco voltaico se encuentra estable.

30 Despues de la aplicacion de una cantidad de energfa tanto electrica como de origen fosil en funcion de una masa de fundicion espedfica, y tras la estabilizacion del arco voltaico, se acciona la unidad de accionamiento (101). Lo mencionado puede tener lugar desde el puesto de control del horno, con un control manual o automatico, por ejemplo controlado por un programa. Tambien es posible vincular la unidad de accionamiento (101) a un circuito de control. En el caso de un funcionamiento erroneo, por ejemplo, el modo de operacion del quemador puede adaptarse 35 de forma correspondiente. El vastago del piston (113) de la unidad de cilindro piston (112) se desplaza y hace rotar la caja de alojamiento (81) con el quemador, en la representacion de la figura 5 en sentido horario, alrededor del punto de rotacion (106), de forma relativa con respecto a la caja estructural (61). El angulo de giro total de la caja de alojamiento (81) es menor a 30 grados. En el ejemplo de ejecucion dicho angulo asciende a 25 grados. La caja de alojamiento (81) se encuentra ahora en la segunda posicion de funcionamiento (95) representada en la figura 2. El 40 quemador y la llama del quemador (93) se encuentran ahora en un angulo de 45 grados con respecto a la horizontal. A modo de ejemplo, el quemador puede ser operado ahora tambien solamente con oxfgeno.

En la fase de refinado representada en la figura 2, la temperatura en el interior del horno (15) asciende hasta 1700 grados Celsius. La unidad de accionamiento (101) de la unidad de insercion (50), situada en el exterior, se encuentra bien protegida contra los efectos de ese calor. De manera adicional, los elementos de estanqueidad (121) impiden 45 una emision de humo espeso del horno (10). En las paredes, la energfa termica proveniente del interior del horno (15) es transferida al agua de refrigeracion a traves de los paneles de pared (41), de la caja estructural (61) y de la caja de alojamiento (81). El calor que irradia en la abertura (91) alcanza los extremos (126) de las cerdas (125). Desde ad, a lo largo de las cerdas (125), se transmite al soporte del cepillo (124) y a la caja estructural (61), disipandose con el agua de refrigeracion. La junta hermetica (21) impide una emision de humo espeso del horno 50 cuando la presion en el interior del horno (15) es mayor que la presion en el ambiente (1). Entre otras cosas, debido al paquete impermeable de cerdas, se impide igualmente una succion de aire infiltrado, cuando la presion en el interior del horno (15) es menor que la presion en el ambiente (1).

De forma adicional, en la fase de refinado, los quemadores sirven para provocar una formacion espumosa del bano de acero. La llama (93) ahora se encuentra mas concentrada, donde por ejemplo el oxfgeno se insufla con velocidad 55 supersonica en el bano de acero. El revestimiento (27) se calienta solo mmimamente de modo adicional a traves del quemador. La espuma de escorias que se forma envuelve el arco voltaico, estabilizandolo de manera adicional. Ademas reduce la irradiacion de calor hacia los paneles de pared (41). Durante el funcionamiento, salpicaduras de

escoria pueden alcanzar los paneles de pared (41). La escoria se adhiere en los tubos de acero (44), mientras que se separa de las partes de cobre (45, 61, 81). A los elementos de estanqueidad (121) que se encuentran apartados de la pared interna (62) de la caja estructural (61) solo pueden llegar pocas salpicaduras directas. Esas salpicaduras se adhieren solamente en los extremos (126) de las cerdas (125), ya que las mismas no encuentran ningun soporte 5 en las partes de cobre contiguas. Gracias a ello, no se impide ni se perjudica el movimiento pivotante del armazon de alojamiento (81).

Antes de la colada, el horno de arco electrico (10) se vuelca para retirar la escoria. A continuacion la colada se efectua en la direccion contraria. El acero lfquido (3) se vierte en un cazo de colada hasta un nucleo lfquido.

La unidad de accionamiento (101) puede entonces ser activada nuevamente para hacer pivotar el armazon de 10 alojamiento (81) hacia la posicion vertical, vease la figura 1. El vastago del piston (113) de la unidad de cilindro - piston (112) se pone en funcionamiento. En la representacion acorde a la figura 5 el armazon de alojamiento (81) realiza un movimiento pivotante alrededor del punto de rotacion (106), en sentido horario. Tanto la unidad de insercion (50), como tambien el quemador, en la siguiente carga se encuentran protegidos contra danos producidos a traves de chatarra que cae.

15 En el caso de utilizar una lanza que puede desplazarse de forma lineal, la misma puede ser operada con carbon y/o con oxfgeno. Durante la carga, la caja de alojamiento (81) se encuentra en la posicion inicial de la figura 1. La lanza es desplazada hacia atras, de manera que la punta de la lanza que senala en la direccion del interior del horno (15) no sobresale desde la caja de alojamiento (81). Al aumentar la duracion de la fusion, la lanza continua desplazandose y, por ejemplo, realiza un movimiento pivotante mediante la caja de alojamiento (81). El 20 desplazamiento de la lanza y el movimiento pivotante de la caja de alojamiento (81) que aloja la lanza pueden ser continuos o discontinuos. A modo de ejemplo, los dos parametros son regulados o controlados en funcion de la aplicacion de energfa en el horno, y en funcion de la estabilidad del arco voltaico.

Son posibles tambien combinaciones de los diferentes ejemplos de ejecucion.

Lista de referencias:

25 1 entorno

2 material de utilizacion, chatarra

3 acero lfquido, bano de acero

10 horno de arco electrico

11 plataforma basculante

30 12 cuba del horno

15 interior del horno

16 lado externo

21 cuba inferior

22 garras de apoyo

35 23 cubierta

24 parte base

26 lado interno

27 revestimiento

28 brida soporte

40 31 cuba superior

5

10

15

20

25

30

32 brida de apoyo

33, anillo soporte, anillo distribuidor de agua 34 apoyo

41 elementos de refrigeracion de pared, paneles

43 placa soporte

44 tubos refrigerados con agua, acero

45 tubos refrigerados con agua, cobre

50 unidad de insercion

51 armazon soporte

52 perno de sujecion

53 chavetas

54 apoyo

61 caja estructural

62 pared interna

63 lado externo

64 entrada

65 retorno

66 conductos de refrigeracion

67 rebaje, escotadura

68 pared superior

69 pared inferior, superficie en arco

71 pared lateral

72 ranura de alojamiento

73 ranura de alojamiento

74 perforacion roscada

81 dispositivo de soporte para el suministro de una sustancia de operacion, caja de alojamiento

82 entrada

83 retorno

84 lado anterior, superficie interna

85 lado superior

86 lado inferior

5

10

15

20

25

30

87 perforacion de alojamiento 89 ranura en forma de T

91 junta de dilatacion, abertura

92 elementos de fijacion

93 llama

94 primera posicion de funcionamiento

95 segunda posicion de funcionamiento

101 unidad de accionamiento

102 transmision, transmision de union deslizante de cuatro elementos

103 bastidor

104 articulacion de rotacion

105 articulacion de rotacion

106 articulacion de rotacion

107 union deslizante

108 placa soporte

109 perno

111 chavetas de seguridad

112 unidad de cilindro - piston

113 vastago del piston

114 cilindro

115 cabeza de (113)

116 soporte de cojinete

117 pasador del cojinete

118 soporte de seguridad

121 elementos de estanqueidad, cepillos de alambre, cepillo de estanqueidad

122 listones de sujecion

123 anillos del cepillo de alambre

124 soporte del cepillo

125 cerdas de estanqueidad

126 extremo libre de (125)

127 paquete de cerdas

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. Unidad de insercion (50) de un horno de arco electrico (10) con una caja estructural (61) refrigerada y con un dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion (81), refrigerado con agua, el cual se encuentra montado de forma relativamente desplazable con respecto a la mencionada caja, caracterizada porque,

- la caja estructural (61) soporta una unidad de accionamiento (101) del dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion (81),

- en la junta de dilatacion (91), entre la caja estructural (61) y el dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion (81), se encuentra dispuesto al menos un elemento de estanqueidad (121),

- el elemento de estanqueidad (121) comprende cerdas (125) de un material metalico,

- la longitud de las cerdas (125) individuales corresponde al menos al triple de la anchura de la junta de dilatacion (91), y

- las cerdas de estanqueidad (125) estan orientadas en la direccion del interior del horno (15).
2. Unidad de insercion (50) segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la unidad de accionamiento (101) comprende una transmision de union deslizante (102) de cuatro elementos.
3. Unidad de insercion (50) segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion (81) es un cuerpo de alojamiento (81) que se encuentra montado de forma relativamente pivotante con respecto a la caja estructural (61).
4. Unidad de insercion (50) segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la unidad de accionamiento (101) esta dispuesta en el lado externo (16) del horno de arco electrico (10) que se encuentra apartado del interior del horno (15).
5. Unidad de insercion (50) segun la reivindicacion 1, caracterizada porque las cerdas (125) se componen de un acero no magnetizable que es resistente hasta una temperatura de al menos 1100 grados Celsius.
6. Horno de arco electrico (50) con una cuba superior (31), con al menos una unidad de insercion (50) segun la reivindicacion 1 allf dispuesta, y con al menos un dispositivo de suministro de sustancias de operacion.
7. Procedimiento para operar un horno de arco electrico (10) segun la reivindicacion 6,

- donde al cargar material de uso, el dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion (81) asume una primera posicion de funcionamiento (94) al frenarse el suministro de una sustancia de operacion,

- donde en la fase de fusion el suministro de una sustancia de operacion de al menos dos sustancias de operacion es activado, donde el dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion (81) permanece de momento en la primera posicion de funcionamiento (94),

- donde en la fase de refinado el dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion (81), mediante la unidad de accionamiento (101), es desplazado hacia una segunda posicion de funcionamiento (95), donde se activa al menos una sustancia de operacion, y

- donde la regulacion del dispositivo de soporte para el suministro de sustancias de operacion (81) tiene lugar en funcion de la energfa espedfica de la masa aportada y del grado de estabilidad del arco electrico.
8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, caracterizado porque

- en la fase de fusion, el dispositivo de suministro de una sustancia de operacion comprende un angulo de entre 15 y 25 grados, con un plano horizontal, dispuesto por debajo del dispositivo, y

- en la fase de refinado dicho angulo aumenta a entre 30 grados y 45 grados.