ES2878134T3 - Dispositivo de extracción para una parte de tobera - Google Patents

Abstract

Dispositivo de extracción (10) para extraer una parte de tobera, en particular, una tobera (12) o un enfriador de tobera (16), de un horno de cuba, comprendiendo el dispositivo: - un armazón de soporte (18) con un elemento de colocación (20) configurado para colocar el dispositivo de extracción (10) contra una pared de horno (14); - un carro (22) soportado por el armazón de soporte (18), pudiendo dicho carro (22) moverse en una dirección radial a la pared de horno (14); - un vástago de extracción (24) que presenta un primer extremo (26) unido al carro (22) y un segundo extremo (28) para la conexión a la parte de tobera, comprendiendo el primer extremo (26) del vástago de extracción (24) un retén (30); y - un sistema de percusión (34) que actúa sobre el retén (30) del vástago de extracción (24) en una dirección alejada de la pared de horno (14) con el fin de infligir un golpe brusco; - un mecanismo de pretensado (36) sobre dicho armazón de soporte (18), estando el mecanismo de pretensado (36) configurado para aplicar una carga sustancialmente constante al carro (22), en una dirección alejada de la pared de horno (14).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de extracción para una parte de tobera

Campo técnico

La invención se refiere, en general, a unos dispositivos de retirada para componentes de un sistema de inyección de gas o partes de tobera en un alto horno. La invención se refiere, en particular, a un dispositivo de extracción para extraer una tobera o un enfriador de tobera de una pared de alto horno.

Antecedentes de la invención

Los trabajos de mantenimiento llevados a cabo durante el apagado de un alto horno comprenden, generalmente, el cambio de partes de tobera. Una tobera comprende una boquilla a través de la que se soplan gases en el horno. Los altos hornos actuales comprenden, habitualmente, más de 20 toberas de este tipo alrededor de toda la pared de horno. A menudo, las toberas se insertan en un enfriador de tobera que comprende un circuito para un fluido de enfriamiento. El enfriador de tobera y la tobera se presionan firmemente en una abertura de la pared de horno.

Debido a las condiciones muy duras en el seno de la tobera, la tobera y, a menudo, el enfriador de tobera pueden resultar muy dañados y pueden requerir sustitución. Las partes de tobera suelen quemarse o deformarse, impidiendo el funcionamiento normal del horno. Sus daños también pueden provocar fugas de gas o agua fuera del horno, con altos riesgos para la salud y seguridad de los trabajadores alrededor del horno.

La vida útil de una tobera varía entre varios días y varios meses, lo que exige operaciones periódicas de mantenimiento recurrentes en intervalos de tiempo relativamente cortos. Además, las partes de tobera son piezas metálicas que pesan entre 100 kg y 1000 kg, lo que hace que su sustitución manual sea una tarea complicada. El desarrollo de soluciones para una sustitución más rápida y segura de las partes de tobera en un alto horno es, por tanto, importante para el desarrollo de los altos hornos.

Se han desarrollado unas soluciones para mecanizar y simplificar la retirada de una parte de tobera. La mayoría de ellas implican o bien un mecanismo de tracción o bien un martillo. Entre las soluciones conocidas en la técnica, el documento DE 1583205 divulga un aparato que comprende un martillo de percusión instalado en un carrito con altura regulable. El carrito se fija a la pared de horno con pernos. El martillo está provisto de unos medios de agarre con el fin de acoplarse con la punta de la tobera. El martillo puede ser un martillo eléctrico vibratorio habitual.

Otra solución se divulga en el documento EP 0443126, en la que un aparato para montar y desmontar una tobera de un alto horno comprende un pistón hidráulico conectado a una barra. La barra está provista de un elemento de manipulación conectado a la tobera. El pistón está configurado para mover la barra en dos direcciones o bien para insertar la tobera en el horno o bien para retirar la tobera del horno.

Además, el documento internacional WO 2012177964 también divulga un aparato para retirar una tobera de un alto horno. El aparato está adaptado para transportarse por una pluma de un pequeño vehículo excavador. El aparato comprende un martillo activado por el operario del vehículo. El martillo también está equipado con unos medios de manipulación de componentes para tirar de la tobera.

Finalmente, el documento SU 1289886 A1 divulga un dispositivo para cambiar una boquilla de tobera en un alto horno. El dispositivo comprende un carro y una combinación de brazos móviles para retirar una tobera antigua e instalar una nueva. El dispositivo comprende un elemento configurado para contener la tobera. Con el fin de fijar el elemento a la tobera, un técnico puede girar un volante de mano dedicado. El elemento comprende, además, un martillo vibratorio accionado para retirar la tobera. Soluciones adicionales al problema se divulga, por ejemplo, en el documento US3456739.

Todas las soluciones del estado de la técnica comparten las mismas desventajas. Implican sistemas de instalación pesados con numerosas etapas necesarias para instalarlos y desinstalarlos, ralentizando de ese modo la operación de mantenimiento. También requieren hacerse funcionar por un operario que tendrá que permanecer cerca de la máquina. Por consiguiente, el operario está expuesto a posibles gases tóxicos liberados del horno.

Además, al extraer una parte de tobera, el racor entre la parte de tobera y su soporte a menudo se atasca por material desde el interior del horno, o simplemente debido al estado deteriorado de las partes. Generalmente, la fuerza de tracción de los elementos de tracción del estado de la técnica no es suficiente para extraer el enfriador de tobera o la tobera fuera de su asiento cónico. Incluso los martillos de percusión que proporcionan una potencia de percusión de hasta 500 J pueden no resolver este problema. Como resultado, a menudo, las partes de tobera deben retirarse manualmente en condiciones de riesgo para la salud y la seguridad.

Objetivo de la invención

Por tanto, es deseable proporcionar una solución mejorada para retirar partes de tobera de una pared de alto horno. Más particularmente, un objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo de extracción mejorado con mayor resistencia a la extracción y mejor usabilidad.

Descripción general de la invención

La invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas, supera las deficiencias y desventajas anteriormente mencionadas al proporcionar un dispositivo de extracción para extraer una parte de tobera, en particular, un enfriador de tobera o una tobera, de un horno de cuba, comprendiendo el dispositivo un armazón de soporte con elementos de colocación configurados para colocar el dispositivo contra una pared de horno. La invención es particularmente ventajosa cuando se utiliza para retirar una parte atascada de la instalación de tobera. El dispositivo también comprende un carro soportado por el armazón de soporte. El carro puede moverse en una dirección radial a la pared de horno. Habitualmente, la pared de horno es una pared circular de modo que el carro se mueve en una dirección perpendicular a la pared. El dispositivo comprende además un vástago de extracción que presenta un primer extremo unido al carro y un segundo extremo para la conexión a la parte de tobera, comprendiendo el primer extremo del vástago de extracción un retén. El dispositivo también comprende un sistema de percusión que actúa sobre el retén del vástago de extracción en una dirección alejada de la pared de horno, o una dirección radial a la pared de horno con una orientación alejada de la pared. El sistema de percusión inflige un golpe brusco sobre el retén. El dispositivo comprende un mecanismo de pretensado en el armazón de soporte. El mecanismo de pretensado está configurado para aplicar una carga al carro, en una dirección alejada de la pared de horno, permaneciendo la carga sustancialmente constante durante un proceso de extracción.

El mecanismo de pretensado aleja el carro de la pared de horno. Como el vástago de extracción está unido al carro, el vástago de extracción se empuja lejos de la pared de horno junto con el carro. La fuerza aplicada al vástago de extracción por el mecanismo de pretensado se transmite adicionalmente a la parte de tobera. En algunos casos, esta fuerza puede ser suficiente para sacar la parte de tobera de la pared. Sin embargo, si la parte de tobera no puede retirarse de la pared de horno, el mecanismo de pretensado mantiene la fuerza de pretensado sustancialmente constante, mientras el sistema de percusión se utiliza para proporcionar fuerza adicional. Tanto el mecanismo de pretensado como el sistema de percusión son mecanismos automáticos que no requieren la presencia cercana de un operario.

Tal como se describirá en detalle a continuación, para retirar la parte de tobera, en primer lugar, el dispositivo está instalado delante de la tobera mediante cualquier medio adecuado, el segundo extremo del vástago de extensión está conectado a la parte de tobera, luego se activa el mecanismo de pretensado para aplicar una carga sustancialmente constante al carro. Si la carga de pretensado no es suficiente para tirar de la tobera, el sistema de percusión se activa para infligir un golpe brusco sobre el retén. La tobera se retira mediante una combinación de las fuerzas aplicadas por el golpe brusco y la carga de pretensado.

El dispositivo de extracción presenta dos mecanismos configurados para proporcionar fuerzas mecánicas con el fin de mover la parte de tobera fuera de la pared de horno: el mecanismo de pretensado y el sistema de percusión. La combinación de las fuerzas proporcionadas por estos dos mecanismos proporciona una mayor fuerza de extracción que los dispositivos de extracción de la técnica anterior.

Una ventaja de la invención es que el dispositivo de extracción no requiere ningún componente mecánico complejo. Todos los elementos del dispositivo de extracción pueden conectarse a través de conexiones mecánicas comunes, tales como pernos o tornillos. Por tanto, el dispositivo de extracción es muy fácil de mantener y de reparar. La invención ayuda a reducir el tiempo de mantenimiento y el tiempo de inactividad del horno de cuba.

Además, los elementos pueden sustituirse rápidamente con el fin de adaptar el dispositivo a una parte de tobera diferente o para modificar el rendimiento del dispositivo de extracción cuando se requiera más o menos potencia de extracción. El dispositivo de extracción aporta flexibilidad al proceso de retirada de partes de tobera.

El dispositivo de extracción según la invención puede moverse mediante una carretilla elevadora, pero es lo suficientemente ligero como para moverse utilizando una transpaleta manual.

Ventajosamente, el sistema de percusión comprende: un elemento de impacto configurado para hacer tope contra el retén del vástago de extracción; por lo menos un resorte conectado entre el elemento de impacto y el carro; un mecanismo de carga; y un mecanismo de liberación. El por lo menos un resorte está configurado para desviar el elemento de impacto contra el retén. El mecanismo de carga está configurado para mover el elemento de impacto contra el desvío del resorte. El mecanismo de liberación está configurado para acoplarse y desacoplarse del elemento de impacto con/del mecanismo de carga. Durante la fase de carga, el mecanismo de liberación se acopla con el elemento de impacto, acumulándose de ese modo energía en el resorte. Tras la activación del mecanismo de liberación, el elemento de impacto se desengancha del mecanismo de carga y la acumulación de energía en el resorte se libera repentinamente, permitiendo que el elemento de impacto se mueva rápidamente hacia el retén del vástago de extracción. A medida que el elemento de impacto golpea el retén, se ejerce una fuerza repentina sobre el vástago de extracción, lo que ayuda a la extracción de la parte de tobera. El sistema de percusión actúa mediante impactos que proporcionan golpes bruscos y aumentos puntuales de la fuerza aplicada a la parte de tobera con el fin de retirarla. En su función principal es diferente de un sistema de martillo vibratorio habitual que se basa en un efecto vibratorio con el fin de mover una parte de tobera.

Sin embargo, el mecanismo de carga y liberación puede hacerse funcionar de manera alternativa para lanzar el elemento de impacto contra el retén del vástago de extracción. Estas operaciones pueden repetirse tantas veces como sea necesario hasta que la parte de tobera se extraiga de la pared de horno. El mecanismo de liberación que utiliza la reacción del resorte proporciona un efecto de aceleración rápida y de percusión eficaz.

El elemento de impacto puede ser un cilindro dispuesto coaxialmente alrededor del vástago de extracción. Un retén de este tipo puede presentar, por ejemplo, una base circular o cuadrada. Sin embargo, también son posibles otros retenes. Preferentemente, el retén también es un cilindro. En estas formas de realización, el elemento de impacto golpea el retén proporcionando una distribución equilibrada de las fuerzas que actúan sobre el extremo del vástago de extracción. El vástago de extracción siempre se empuja en la misma dirección recta, limitando de ese modo vibraciones incontroladas y posibles daños al dispositivo de extracción. Estas formas de realización también son ventajosas para proporcionar una mejor estabilidad de la conexión entre el vástago y la parte de tobera.

Ventajosamente, el mecanismo de carga comprende por lo menos un accionador de carga. El accionador de carga puede ser un accionador neumático. Un accionador neumático es más económico, más seguro y más fácil de mantener que, por ejemplo, un accionador hidráulico.

En las formas de realización preferidas, el mecanismo de liberación comprende un gancho adaptado para engancharse o desengancharse del elemento de impacto. El gancho es una solución sencilla y fiable para conectar y desconectar rápidamente el mecanismo de carga con/del elemento de impacto. También es fácil de reparar.

Preferentemente, el gancho se engancha con un saliente radial sobre el elemento de impacto. Esta solución vuelve a ser ventajosa por su simplicidad mecánica, proporcionando un mantenimiento rápido y fácil.

Ventajosamente, el gancho se hace funcionar por un accionador de liberación. Preferentemente, el accionador de liberación es un accionador neumático. Un accionador neumático es lo suficientemente fiable con las ventajas descritas anteriormente.

En unas formas de realización preferidas, el mecanismo de pretensado comprende por lo menos un accionador de pretensado, que puede ser un accionador neumático. Tal como se describió anteriormente, un accionador neumático presenta numerosas ventajas. Además, es posible utilizar más de un accionador con el fin de proporcionar mayores fuerzas mecánicas de pretensado.

Ventajosamente, la potencia de impacto del sistema de percusión sobre el vástago de extracción se encuentra entre 1000 J y 1500 J. La potencia de impacto es resultado de una combinación de las fuerzas aplicadas por el mecanismo de pretensado y el sistema de percusión. Esta potencia de impacto es superior a la potencia obtenida utilizando unos dispositivos de extracción del estado de la técnica y permite que el dispositivo de extracción extraiga una parte de tobera de una pared de horno, incluso en casos en los que la parte de tobera está fuertemente atascada dentro de la pared.

El dispositivo de extracción puede controlarse de manera remota. No hay ninguna acción que requiera la proximidad de un operario una vez instalado el dispositivo de extracción contra la pared de horno. Esto reduce los riesgos para la salud y la seguridad del operario durante la extracción de la parte de tobera.

En unas formas de realización, el segundo extremo del vástago de extracción comprende una herramienta de acoplamiento para acoplarse con la parte de tobera. La herramienta de acoplamiento puede ser una herramienta intercambiable que mejora la flexibilidad del dispositivo. La herramienta de extracción puede estar conectada a cualquier superficie de la parte de tobera o a una parte complementaria creada específicamente durante el diseño de la parte de tobera.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para extraer una parte de tobera, en particular, un enfriador de tobera o una tobera, de un horno de cuba. El procedimiento comprende las etapas siguientes:

- proporcionar un dispositivo de extracción tal como se describió anteriormente;

- colocar el dispositivo de extracción contra la pared de horno;

- conectar el vástago de extracción con la parte de tobera;

- hacer funcionar el mecanismo de pretensado para aplicar una fuerza de pretensado sustancialmente constante a la parte de tobera;

- hacer funcionar el sistema de percusión con el fin de retirar la parte de tobera, infligiendo un golpe brusco sobre el retén, al tiempo que se aplica al carro la fuerza de pretensado constante.

El procedimiento conserva todas las ventajas del dispositivo de extracción de la invención. La extracción de la parte de tobera se realiza rápidamente y no requiere la asistencia de un operario próximo al dispositivo de extracción.

En unas formas de realización, el procedimiento se aplica utilizando un dispositivo de extracción que comprende un elemento de impacto; por lo menos un resorte; un mecanismo de carga; y un mecanismo de liberación tal como se describió anteriormente. En estas formas de realización, la etapa de hacer funcionar el sistema de percusión comprende las etapas siguientes:

- hacer funcionar el mecanismo de carga en una posición de acoplamiento, en la que el mecanismo de liberación puede acoplar el elemento de impacto con el mecanismo de carga;

- hacer funcionar el mecanismo de liberación en una posición cerrada, en la que el elemento de impacto se acopla con el mecanismo de carga;

- hacer funcionar el mecanismo de carga en una posición de liberación, en la que el elemento de impacto se encuentra alejado del retén;

- hacer funcionar el mecanismo de liberación en una posición abierta, en la que el elemento de impacto se desacopla del mecanismo de carga.

Si es necesario, la etapa de hacer funcionar el sistema de percusión puede repetirse varias veces hasta que la parte de tobera se separe de la pared de horno y pueda retirarse.

Breve descripción de los dibujos

Detalles y ventajas adicionales de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada de formas de realización no limitativas con referencia al dibujo adjunto, en el que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de una forma de realización de un dispositivo de extracción según la invención;

la figura 2 es una vista lateral en sección transversal del dispositivo de extracción de la figura 1 en una primera etapa de funcionamiento;

la figura 3 es una vista desde arriba en sección transversal del dispositivo de extracción de la figura 1 en una primera etapa de funcionamiento;

la figura 4 es una vista desde arriba en sección transversal del dispositivo de extracción de la figura 1 en una segunda etapa de funcionamiento;

la figura 5 es una vista desde arriba en sección transversal del dispositivo de extracción de la figura 1 en una tercera etapa de funcionamiento; y

la figura 6 es una vista desde arriba en sección transversal del dispositivo de extracción de la figura 1 en una cuarta etapa de funcionamiento.

Descripción de formas de realización preferidas

Un dispositivo de extracción 10 según una forma de realización preferida de la invención se muestra en las figuras 1 a 3. En un alto horno, generalmente, se ubican una serie de toberas 12 dentro de la pared de horno 14 con el fin de alimentar gas caliente al interior del horno. Con el fin de retirar la tobera 12, en primer lugar, es necesario retirar las partes de tubería, no mostradas, que están conectadas a la tobera 12. Estas operaciones no forman parte del contexto de la invención. En este caso se considera que la tobera ya es accesible y que previamente ya se han retirado otras partes de tubería.

El dispositivo de extracción 10 en sí mismo se describirá haciendo referencia a las figuras 1 a 3 simultáneamente. A continuación, en la presente memoria, las figuras 3 a 6 se utilizan para mostrar etapas de funcionamiento del dispositivo de extracción 10 en utilización.

Una tobera 12 está dispuesta en una pared de horno 14, generalmente dentro de un enfriador de tobera 16. Tanto la tobera 12 como el enfriador de tobera 16 están firmemente enclavados en un asiento cónico estrechándose en la dirección del interior del horno.

En funcionamiento, el dispositivo de extracción 10 se coloca contra una superficie exterior 17 de la pared de horno 14 de manera que se acceda a la tobera 12 que va a retirarse. Aunque, por motivos de concisión, la presente descripción se limita a la retirada de una tobera 12, cabe señalar que el dispositivo de extracción está igualmente adaptado para también retirar el enfriador de tobera 16 de la pared de horno 14, generalmente en una etapa independiente.

El dispositivo de extracción 10 comprende un armazón de soporte 18 con unos elementos de colocación 20 para el contacto con la superficie exterior 17 de la pared de horno 14.

El dispositivo de extracción 10 también comprende un carro 22 soportado por el armazón de soporte 18. El carro 22 puede moverse en una dirección radial a la pared de horno 14. El carro puede comprender unas ruedas, no mostradas, con el fin de rodar sobre el armazón de soporte 18. Alternativamente, el carro 22 puede colocarse de manera deslizante sobre el armazón de soporte 18.

El dispositivo de extracción 10 comprende un vástago de extracción 24, que presenta un primer extremo 26 unido al carro 22 y un segundo extremo 28 configurado para conectarse a la tobera 12. El primer extremo 26 del vástago de extracción 24 comprende un retén 30, mientras el segundo extremo 28 del vástago de extracción 24 comprende una herramienta de acoplamiento 32 que agarra la tobera 12 que va a retirarse.

El dispositivo de extracción 10 comprende además un sistema de percusión 34, que actúa sobre el retén 30 del vástago de extracción 24 en una dirección alejada de la pared de horno 14.

Finalmente, el dispositivo de extracción 10 comprende un mecanismo de pretensado 36 en el armazón de soporte 18. El mecanismo de pretensado 36 está configurado para aplicar una carga mecánica al carro 22, en una dirección alejada de la pared de horno 14.

El armazón de soporte 18 puede ser una carcasa metálica que está adaptada para soportar los otros elementos del dispositivo 10. El armazón de soporte 18 comprende una cara frontal vertical 38 orientada hacia la pared de horno 14, presentando la cara frontal 38 los elementos de colocación 20 conectados a la misma, y una cara superior 44 que transporta el carro 22.

La cara superior 44 del armazón de soporte 18 comprende un plano esencialmente horizontal en el que el carro 22 está dispuesto de manera móvil. El carro 22 puede comprender unas ruedas (no mostradas) que se acoplan con rieles (no mostrados) dispuestos en la cara superior 44 del armazón de soporte 18.

Fijado a la cara frontal 38 del armazón de soporte 18, el elemento de colocación 20 comprende tres pies metálicos 54 adaptados para entrar en contacto con la pared de horno 14. En las formas de realización mostradas, cuando el dispositivo 10 se coloca en la pared de horno 14, dos de los pies metálicos 54 pueden encontrarse en un mismo plano horizontal a cada lado del dispositivo 10 y el tercero puede encontrarse por debajo de los otros, creando una configuración en T El elemento de colocación 20 impide un movimiento de rotación o de traslación del dispositivo 10 en funcionamiento. Pueden contemplarse otras configuraciones de los pies metálicos. De hecho, los tres pies metálicos pueden estar dispuestos de manera equidistante. Pueden proporcionarse más de tres pies.

Preferentemente, el elemento de colocación 20 se fija de manera extraíble a la cara frontal 38, por ejemplo, mediante unos tornillos o medios similares. El elemento de colocación 20 puede sustituirse para adaptarse a la configuración de otra pared de horno, haciendo que el dispositivo sea personalizable.

En la forma de realización mostrada, el mecanismo de pretensado 36 comprende dos accionadores de pretensado 58. Los accionadores de pretensado 58 son dos pistones neumáticos fijados entre el armazón de soporte 18 y el carro 22 de manera que, cuando se extienden los accionadores de pretensado 58, el carro 22 se aleja de la pared de horno 14. De manera inversa, una retracción de los accionadores de pretensado 58 tira del carro 22 en la dirección de la pared de horno 14.

La conexión entre los accionadores de pretensado 58 y el armazón de soporte 18, así como la conexión entre los accionadores de pretensado 58 y el carro 22, pueden formarse mediante cualquier medio adecuado.

En unas formas de realización preferidas, los accionadores de pretensado 58 se dimensionan para aplicar una carga mecánica de empuje sobre el carro entre 1.2 y 2.0 to.

El carro 22 presenta el primer extremo 26 del vástago de extracción 24 conectado al mismo. Por tanto, como los accionadores de pretensado 58 ejercen una fuerza sobre el carro 22 en una dirección alejada de la pared de horno 14, también se ejerce la misma fuerza sobre el vástago de extracción 24 conectado con su segundo extremo a la tobera 12. Por consiguiente, la fuerza ejercida sobre el carro 22 también se transfiere, a través del vástago de extracción 24, a la tobera 12.

El vástago de extracción 24 puede conectarse de manera extraíble al carro 22, por ejemplo, mediante tomillos, permitiendo de este modo que el vástago de extracción 24 sea intercambiable. Alternativamente, el vástago de extracción 24 puede comprender una primera parte de vástago 62 conectada al carro 22 y una segunda parte de vástago 63 conectada de manera extraíble a la primera parte de vástago 62 a través de una parte de conector 64. Por tanto, la segunda parte de vástago 63 es intercambiable. La parte de conector 64 puede conectar la segunda parte de vástago 63 a la primera parte de vástago 62, por ejemplo, mediante un ajuste por tornillo o un ajuste de bayoneta. Una parte de conector 64 de este tipo permite que la segunda parte de vástago 63 se intercambie rápidamente. Esto puede ser importante si una segunda parte de vástago 63 o la herramienta de acoplamiento 32 se ha dañado. Asimismo, puede sustituirse por una segunda parte de vástago 63 que presenta una herramienta de acoplamiento diferente, mejor adaptada para retirar una parte de tobera diferente, tal como, por ejemplo, un enfriador de tobera 16.

Tal como se explicó anteriormente, el segundo extremo 28 del vástago de extracción 24 comprende una herramienta de acoplamiento 32 con una pluralidad de brazos de acoplamiento 65. Los brazos de acoplamiento 65 están diseñados para insertarse en un receptor de brazo complementario 67 de la tobera 12. De esta manera, un movimiento del vástago de extracción 24 en una dirección alejada de la pared de horno 14 provoca un movimiento de la tobera 12 en la misma dirección.

El carro 22 transporta, además, el sistema de percusión 34 que comprende un elemento de impacto 70 configurado para hacer tope contra el retén 30 del vástago de extracción 24. El sistema de percusión 34 comprende un mecanismo de carga 82 configurado para mover el elemento de impacto 70 contra el desvío de, preferentemente, por lo menos dos resortes 80 alejados del retén 30.

Para ello, el mecanismo de carga 82 comprende dos accionadores de carga 84. Los accionadores de carga 84 pueden ser pistones neumáticos; sin embargo, también pueden utilizarse pistones hidráulicos o cualquier otro accionador.

Los accionadores de carga 84 están conectados operativamente entre el carro 22 y una barra de carga 86 común.

En formas de realización preferidas, los accionadores de carga 84 están dimensionados para ejercer una carga de empuje sobre la barra de carga 86 entre 2.0 y 3.5 to.

El elemento de impacto 70 está formado preferentemente por un cilindro de impacto dispuesto coaxialmente alrededor del vástago de extracción 24. El elemento de impacto 70 está configurado para trasladarse a lo largo del vástago de extracción 24. El elemento de impacto 70 puede pesar, por ejemplo, aproximadamente entre 40 y 50 kg.

Dos resortes 80 están montados entre el elemento de impacto 70 y el carro 22. Los resortes 80 son, preferentemente, resortes helicoidales de servicio pesado. Los resortes 80 están configurados para desviar el elemento de impacto 70 contra el retén 30.

En formas de realización preferidas, los resortes se dimensionan para aplicar una carga mecánica de empuje sobre el elemento de impacto de entre 2.0 y 3.5 to.

El sistema de percusión 34 comprende además un mecanismo de liberación 92 configurado para acoplar y desacoplar el elemento de impacto 70 con/del mecanismo de carga 82.

El mecanismo de liberación 92 está montado en la barra de carga 86 del mecanismo de carga 82 y comprende un gancho 94 y un accionador de liberación 96. El gancho 94 está adaptado para engancharse o desengancharse con un saliente radial 100 en el elemento de impacto 70. El gancho 94 sobresale en un lado de la barra de carga 86 con una forma configurada para engancharse con el saliente 100 de manera que se bloquee una traslación del elemento de impacto 70 a lo largo del vástago de extracción 24 en relación con el gancho 94. El gancho 94 también sobresale en el otro lado de la barra de carga 86 en donde se conecta al accionador de liberación 96.

El accionador de liberación 96 puede ser un accionador neumático, y más particularmente, un pistón neumático.

El accionador de liberación 96 está conectado al gancho 94 de manera que el movimiento de traslación del pistón 96 hace rotar el gancho 96 como una palanca con el fin de engancharse o desengancharse con/del elemento de impacto 70.

En la siguiente descripción, se explicará el funcionamiento del dispositivo de extracción 10 con respecto a las figuras 3 a 6.

Con el fin de retirar la tobera 12 del enfriador de tobera 16, el dispositivo de extracción 10 en primer lugar se lleva delante de la tobera 12. El dispositivo de extracción 10 puede presentar un peso total estimado de aproximadamente 1300 kg y puede transportarse en una carretilla elevadora o una transpaleta manual para manipularse fácilmente en el entorno del horno. Una vez que el dispositivo de extracción 10 está delante del asiento cónico, el vástago de extracción 24 se inserta en la pared de horno 14. Durante esa etapa, los pistones 58 del mecanismo de pretensado 36 se encuentran en una posición retraída.

Los brazos de acoplamiento 65 de la herramienta de acoplamiento 32 están conectados con un receptor de brazo 67 respectivo de la tobera 12. La etapa de conexión de la herramienta de acoplamiento a la tobera puede comprender más maniobras intermedias en función de la configuración de la herramienta de acoplamiento 32.

La figura 3 muestra el dispositivo de extracción 10 en una primera etapa de funcionamiento, en la que los pistones 58 del mecanismo de pretensado 36 se encuentran en la posición extendida y los tres pies 54 del elemento de colocación 20 se encuentran contra la pared de horno 14 estando el vástago de extracción 24 acoplado con la tobera 12. El control del dispositivo de extracción 10 se logra haciendo funcionar los accionadores neumáticos mencionados anteriormente. El dispositivo de extracción 10 puede comprender un controlador con el fin de hacerse funcionar a distancia y no se requiere ningún operario alrededor del dispositivo de extracción 10, lo que reduce los riesgos para la salud y la seguridad humanas.

Se aplica una fuerza de pretensado sustancialmente constante por los accionadores de pretensado 58 empujando el carro 22 lejos de la pared de horno 14. La figura 3 muestra unas flechas PL que representan las fuerzas de pretensado aplicadas sobre el carro 22, la tobera 12, y la reacción de los pies metálicos 54 contra la pared de horno 14. Se observa que los dos accionadores de pretensado 58 se hacen funcionar de manera simultánea aplicando una fuerza total de 1.2 a 2.0 to contra la tobera 12.

En las figuras, todas las flechas que representan fuerzas solo se representan esquemáticamente para mejorar la comprensión del funcionamiento del dispositivo de extracción 10.

La fuerza de pretensado resultante PL puede ser suficiente, en algunos casos, para retirar la tobera 12 de la pared de horno. Sin embargo, la experiencia ha demostrado que, debido al estado de la tobera y a las duras condiciones en el interior del horno, el racor entre la tobera 12 y el enfriador de tobera 16 suele estar atascado y la fuerza aplicada por el mecanismo de pretensado por sí solo no es suficiente para extraer la tobera 12.

En las siguientes etapas, mostradas en las figuras 4 a 6, se hace funcionar el sistema de percusión 34. Durante las etapas sucesivas de la extracción, el mecanismo de pretensado continúa aplicando una carga PL al carro. Al comienzo de esta etapa, el mecanismo de carga 82 se encuentra en una posición de acoplamiento.

En primer lugar, tal como se muestra en la figura 4, se hace funcionar el mecanismo de carga 82. El sistema de percusión 34 se hace funcionar con el mecanismo de liberación 92 en una posición cerrada, en la que el gancho 94 engancha el saliente radial 100 del elemento de impacto 70.

El mecanismo de carga 82 es controlado para extender los accionadores de carga 84 y, de este modo, empujar la barra de carga 86 lejos del retén 30. Las fuerzas de carga están representadas por las flechas L. Dado que el mecanismo de liberación 92 se encuentra en la posición cerrada, el elemento de impacto 70 se aleja del retén 30, contra el desvío de los resortes 80. En este momento, de nuevo, los dos accionadores de carga 84 se hacen funcionar de manera simultánea.

Una vez que el mecanismo de carga 82 ha alcanzado su posición de liberación, que puede definirse, por ejemplo, por la extensión máxima de los accionadores de carga 84 o la compresión máxima permitida de los resortes 80 mediante el retén mecánico, se detiene el funcionamiento del mecanismo de carga 82.

Ahora se hace funcionar el mecanismo de liberación 92 activando el accionador de liberación 96 que mueve el gancho 94 a una posición abierta de manera que se desenganche del saliente radial 100 del elemento de impacto 70. El gancho 94 se desengancha del saliente radial 100 y libera la conexión entre el mecanismo de liberación 92 y el elemento de impacto 70. Se permite que los resortes 80 vuelvan a su posición de reposo, impulsando de este modo el elemento de impacto 70 hacia el retén 30 tal como se muestra en la figura 5.

Cuando el elemento de impacto 70 golpea el retén 30 en un golpe brusco tal como se muestra en la figura 6, se transmite una fuerza de percusión P desde el retén 30 hasta el vástago de extracción 24 y a través de la herramienta de acoplamiento 32, a la tobera 12. El golpe brusco crea un aumento repentino e instantáneo de la fuerza de tracción aplicada a la tobera 12 por la combinación de la fuerza de pretensado y la fuerza de percusión, representada por una flecha PL+P en la figura 6.

La fuerza de combinación resultante PL+P provoca un pequeño movimiento de la tobera 12 en la dirección del dispositivo de extracción 10. Dado que la fuerza de pretensado PL se aplica de manera continuada por los pistones de pretensado 58, si la tobera 12 se libera del enfriador de tobera 16, los pistones de pretensado 58 pueden seguir alejando el carro 22 de la pared de horno 14, extrayendo de este modo la tobera 12. En caso de que la tobera 12 permanezca encajada en el enfriador de tobera 16, el sistema de percusión 34 puede hacerse funcionar de nuevo.

Con el fin de hacer funcionar de nuevo el sistema de percusión 34, los accionadores de carga 84 del mecanismo de carga 82 se retraen de vuelta a la posición de acoplamiento, acercando el gancho 94 al saliente radial 100 del elemento de impacto 70. El accionador de liberación 96 hace rotar el gancho 94 en la dirección opuesta como anteriormente hacia la posición cerrada. El gancho 94 se engancha, por tanto, con el saliente radial 100 del elemento de impacto 70. Ahora, el dispositivo 10 se encuentra en una configuración similar a la mostrada en la figura 3.

Las etapas de funcionamiento del sistema de percusión 34 pueden repetirse tantas veces como sea necesario hasta que la tobera 12 se extrae completamente del enfriador de tobera 16. La percusión recurrente también puede crear un efecto de vibración aplicado después de cada liberación sucesiva del elemento de impacto 70.

Por ejemplo, la frecuencia de la percusión puede ser de aproximadamente 8 golpes por minuto a una presión de pistón de funcionamiento de 4 bar (g), o de 12 golpes por minuto a 6 bar (g).

Utilizando la combinación del mecanismo de pretensado 58 y el sistema de percusión 34, el dispositivo de extracción 10 logra mayores fuerzas de extracción a una tobera o enfriador de tobera que las soluciones actualmente conocidas en la técnica.

Lista de símbolos de referencia

10 dispositivo de extracción 58 accionador de pretensado

12 tobera 62 primera parte de vástago

14 pared de horno 63 segunda parte de vástago

16 enfriador de tobera 64 parte de conexión

17 superficie exterior 65 brazo de acoplamiento

18 armazón de soporte 67 receptor de brazo

20 elementos de colocación 70 elemento de impacto

22 carro 80 resortes

24 vástago de extracción 82 mecanismo de carga

26 primer extremo 84 accionador de carga

28 segundo extremo 86 barra de carga

30 retén 92 mecanismo de liberación

32 herramienta de acoplamiento 94 gancho

34 sistema de percusión 96 accionador de liberación

36 mecanismo de pretensado 100 saliente radial

38 cara frontal PL fuerza de pretensado

44 cara superior L fuerza de carga

54 pies metálicos P fuerza de percusión

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de extracción (10) para extraer una parte de tobera, en particular, una tobera (12) o un enfriador de tobera (16), de un horno de cuba, comprendiendo el dispositivo:

- un armazón de soporte (18) con un elemento de colocación (20) configurado para colocar el dispositivo de extracción (10) contra una pared de horno (14);

- un carro (22) soportado por el armazón de soporte (18), pudiendo dicho carro (22) moverse en una dirección radial a la pared de horno (14);

- un vástago de extracción (24) que presenta un primer extremo (26) unido al carro (22) y un segundo extremo (28) para la conexión a la parte de tobera, comprendiendo el primer extremo (26) del vástago de extracción (24 ) un retén (30); y

- un sistema de percusión (34) que actúa sobre el retén (30) del vástago de extracción (24) en una dirección alejada de la pared de horno (14) con el fin de infligir un golpe brusco;

- un mecanismo de pretensado (36) sobre dicho armazón de soporte (18), estando el mecanismo de pretensado (36) configurado para aplicar una carga sustancialmente constante al carro (22), en una dirección alejada de la pared de horno (14).

2. Dispositivo de extracción (10) según la reivindicación 1, en el que el sistema de percusión (34) está unido al carro (22).

3. Dispositivo de extracción (10) según la reivindicación 1 o 2, en el que el sistema de percusión (34) comprende: - un elemento de impacto (70), configurado para hacer tope contra el retén (30) del vástago de extracción (24);

- por lo menos un resorte (80) conectado entre el elemento de impacto (70) y el carro (22), estando el por lo menos un resorte (80) configurado para desviar el elemento de impacto (70) contra el retén (30);

- un mecanismo de carga (82) configurado para mover el elemento de impacto (70) contra el desvío del resorte (80); y

- un mecanismo de liberación (92) configurado para acoplar y desacoplar el elemento de impacto (70) con/del mecanismo de carga (82).

4. Dispositivo de extracción (10) según la reivindicación 3, en el que el elemento de impacto (70) es un cilindro dispuesto coaxialmente alrededor del vástago de extracción (24).

5. Dispositivo de extracción (10) según las reivindicaciones 3 o 4, en el que el mecanismo de carga (82) comprende por lo menos un accionador de carga (84), siendo dicho accionador de carga (84), preferentemente, un accionador neumático.

6. Dispositivo de extracción (10) según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que el mecanismo de liberación (92) comprende un gancho (94) adaptado para enganchar o desenganchar el elemento de impacto (70).

7. Dispositivo de extracción (10) según la reivindicación 6, en el que el gancho (94) se engancha con un saliente radial (100) en el elemento de impacto (70).

8. Dispositivo de extracción (10) según la reivindicación 6 o 7, en el que el gancho (94) se hace funcionar por un accionador de liberación (96), siendo dicho accionador de liberación (96), preferentemente, un accionador neumático.

9. Dispositivo de extracción (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el mecanismo de pretensado (36) comprende por lo menos un accionador de pretensado (58), siendo dicho accionador de pretensado (58), preferentemente, un accionador neumático.

10. Dispositivo de extracción (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la potencia de impacto del sistema de percusión (34) sobre el vástago de extracción (24) se encuentra entre 1000 J y 1500 J.

11. Dispositivo de extracción (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de extracción (10) comprende un controlador con el fin de controlar el dispositivo de extracción (10) de manera remota.

12. Dispositivo de extracción (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo extremo (28) del vástago de extracción (24) comprende una herramienta de acoplamiento (32) para acoplarse con la parte de tobera.

13. Procedimiento para extraer una parte de tobera, en particular, una tobera (12) o un enfriador de tobera (16), de un horno de cuba, comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:

- proporcionar un dispositivo de extracción (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores;

- colocar el dispositivo de extracción (10) contra la pared de horno (14);

- conectar el vástago de extracción (24) a la parte de tobera;

- hacer funcionar el mecanismo de pretensado (36) para aplicar una fuerza de pretensado (PL) sustancialmente constante a la parte de tobera;

- hacer funcionar el sistema de percusión (34) con el fin de extraer la parte de tobera, infligiendo un golpe brusco al retén (30), al tiempo que se aplica la fuerza de pretensado constante (PL).

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la etapa de hacer funcionar el sistema de percusión (34) comprende las etapas siguientes:

- hacer funcionar el mecanismo de carga (82) en una posición de acoplamiento en la que el mecanismo de liberación (92) puede acoplar el elemento de impacto (70) con el mecanismo de carga (82);

- hacer funcionar el mecanismo de liberación (92) en una posición cerrada en la que el elemento de impacto (70) se acopla con el mecanismo de carga (82);

- hacer funcionar el mecanismo de carga (82) en una posición de liberación en la que el elemento de impacto (70) se encuentra alejado del retén (30);

- hacer funcionar el mecanismo de liberación (92) en una posición abierta en la que el elemento de impacto (70) se desacopla del mecanismo de carga (82).

15. Procedimiento según la reivindicación 13 o 14, en el que se repite la etapa de hacer funcionar el sistema de percusión (34).