ES3013299B2 - Sistema de fusion lateral - Google Patents

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] SISTEMA DE FUSIÓN LATERAL

[0005] OBJETO DE LA INVENCIÓN

[0007] El objeto de la presente invención se enmarca en el sector de los equipos de tratamiento de materiales, más concretamente de materiales de desecho. La presente invención se refiere a un sistema de fusión lateral cuya configuración y diseño optimiza el proceso de fusión de un material en un horno.

[0009] PROBLEMA TÉCNICO A RESOLVER Y ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0011] Del estado de la técnica se conocen el uso de hornos para la fundición de metales (como por ejemplo para la fundición de chatarra de aluminio).

[0013] Estos hornos comprenden una entrada principal, con grandes dimensiones que permiten la introducción de elementos voluminosos al horno para su fusión (vigas de metal, etc.) y, además estos hornos también se emplean para la fusión de elementos con menores dimensiones (virutas de metal, etc.).

[0015] El problema a la hora de fundir elementos de pequeñas dimensiones (como por ejemplo las virutas) es que, cuando se introducen en el horno, se queden en la superficie del caldo de metal fundido, lo que puede conllevar una oxidación de estos elementos (debido a las características del proceso de fundición). Esto provocaría la generación de escorias y una pérdida de rendimiento del proceso. Asimismo, esto incrementa la energía necesaria para realizar el proceso.

[0017] Para solucionar ese problema, a estos tipos de hornos se les instala, en ocasiones, un sistema de alimentación lateral, por el que se introducen los elementos de pequeñas dimensiones. Estos sistemas de alimentación lateral poseen unas bombas mecánicas que agitan el caldo para que se facilite la inmersión de los elementos a fundir dentro de dicho caldo.

[0018] Un problema técnico de estos sistemas de alimentación lateral es que ciertos componentes del sistema de agitación, debido a las altas temperaturas a las que se trabaja, tienen una durabilidad reducida. Esto supone un incremento considerable en el coste de estos equipos.

[0020] DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0022] La invención se refiere a un sistema de fusión lateral cuya configuración y diseño optimiza el proceso de fusión de un material en un horno. Se trata de un sistema alojado en una cámara lateral conectada a una cámara principal del horno.

[0024] El sistema de fusión lateral de la presente invención es un sistema diseñado para la fusión de aluminio en continuo, mediante inmersión del material a fundir en un vórtice generado de manera controlada y mediante la recirculación del caldo del propio metal fundido. La recirculación de metal fundido caliente, pasando por una cámara de vórtice con una configuración cónica, crea un vórtice de hundimiento capaz de fundir desechos ligeros, como virutas, chips o residuos de latas UBC.

[0026] Los subproductos más pesados que se van a fundir se introducen en el horno a través de la abertura principal (en la cámara principal), que es de grandes dimensiones. Estos subproductos son por ejemplo perfiles, piezas fragmentadas, etc.

[0028] La recirculación de metal fundido que se realiza en el sistema de fusión lateral de la invención también agita todo el baño de metal fundido del horno (ya que hay recirculación de todo el metal fundido entre la cámara principal y la cámara lateral del horno). Esto lleva asociadas las siguientes ventajas:

[0030] • se consigue una composición homogénea del metal fundido;

[0031] • se consigue una distribución de temperatura uniforme en todo el horno (tanto en la cámara principal como en el cámara lateral);

[0032] • se consigue un efecto aleante superior del Si, Mg, Sr, Ti, etc. al tener una mayor homogeneización;

[0033] • se reduce el consumo de energía al reducir el gradiente de temperatura entre la superficie y el fondo del caldo;

[0034] • se reduce la cantidad de escoria generada gracias a que se reduce la oxidación del material;

[0035] • aumenta el rendimiento metalúrgico frente a los sistemas de fusión convencionales con cámara de carga vertical.

[0037] La inercia térmica del metal líquido en recirculación es generada por una bomba de recirculación que es una bomba mecánica con accionamiento eléctrico, dispuesta exteriormente al caldo de metal fundido. Dicha bomba mecánica está unida a un agitador cerámico y este es el elemento que se introduce en el caldo. Gracias a que es un elemento cerámico posee una mayor resistencia a la temperatura.

[0039] El sistema de fusión lateral de la presente invención comprende dos cuerpos unidos entre sí por un canal, y se aloja en una cámara lateral que además comprende un pozo lateral abierto, adosado a la cámara principal de un horno fusor. Los cuerpos del sistema de fusión lateral (dispuestos en la cámara lateral del horno) están conectados entre sí y a la cámara principal por canales de comunicación, a través de los que se recircula el metal movido por la bomba mecánica y el agitador.

[0041] La rotación de la bomba genera una fuerte recirculación que crea aguas-abajo un vórtice de metal líquido, punto donde se introduce el material ligero previamente tratado de manera dosificada, sumergiéndolo de forma inmediata dentro del caldo de metal fundido. El tiempo de residencia es tan bajo que el material se funde completamente antes de llegar a la cámara principal del horno. Preferentemente, cuando el caldo de metal fundido sale del sistema, pasa a través de un pozo lateral antes de redirigirse de nuevo a la cámara principal del horno. En dicho pozo lateral se elimina la posible escoria generada antes de que el caldo de metal fundido vuelva a la cámara principal.

[0043] Preferentemente, tanto la voluta (donde se encuentra el agitador) como la cámara donde se genera el vórtice (cámara de vórtice) son cuerpos cerámicos prefabricados.

[0045] Las ventajas de incorporar el sistema de fusión lateral en un horno frente a emplear un sistema de fusión convencional son:

[0047] • bajos costes de explotación;

[0048] • fusión sin exposición a llama directa, con baja oxidación del metal que permite realizar una fusión en metal líquido en continuo con altos rendimientos metalúrgicos;

[0049] • el proceso de fusión se realiza sin emplear sales;

[0050] • se consigue una fuerte recirculación de metal con baja velocidad de rotación; y

[0051] • se consigue una inmersión en vórtice de alta velocidad de fusión (hasta 15 Tn/h).

[0053] Como se puede ver, la mayor ventaja de la presente invención es que permite conseguir velocidades de fusión durante la inmersión en vórtice mucho más elevadas que las actuales y que son imposibles de conseguir con los sistemas actualmente conocidos.

[0055] Una de las partes críticas de la generación del vórtice es la geometría del agitador. El agitador comprende al menos una pala de agitación cuyo diámetro externo se encuentra, preferentemente, entre 100 mm y 850 mm. Más preferentemente, entre 240 mm y 650 mm.

[0057] En función del diámetro de la pala del agitador y, por lo tanto, en función del diámetro de la voluta (cuyo diámetro aumenta conforme aumenta el diámetro de la pala del agitador para permitir su alojamiento), el sistema de recirculación generará un vórtice que sea capaz de gestionar una tasa de fusión más alta o más baja. Estos valores están parametrizados.

[0059] A continuación, en la siguiente tabla, aparecen la tasa de fusión nominal para cada diámetro de agitador(impeller)especificado:

[0062]

[0065] En la siguiente tabla se representa el diagrama de selección del diámetro del agitador en función de la capacidad del horno en el que se instala. A mayor capacidad del horno, mayor volumen de material (en un ejemplo de realización aluminio) tiene que recircular el agitador, y por lo tanto mayor diámetro debe tener. Dichos valores también están tabulados:

[0068]

[0071] A grandes rasgos, el sistema de fusión lateral está configurado para quedar alojado en una cámara lateral de un horno, conectada a una cámara principal de dicho horno. Los elementos más importantes del sistema son una voluta, en la que se aloja un agitador conformado en un material cerámico y que, preferentemente, queda sumergido en el caldo de material fundido, una cámara de vórtice y un canal que las conecta. La cámara de vórtice comprende un receptáculo que tiene una configuración al menos parcialmente cónica, de manera que dicha configuración contribuye a la formación un vórtice estable de alta velocidad en el caldo de material fundido que proviene de la voluta y que es desplazado desde ahí por acción del agitador.

[0073] El agitador está conectado a una bomba de recirculación que está, a su vez, accionada por un motor eléctrico y comprende también un convertidor de frecuencia, que controla la rotación del agitador y por tanto el vórtice generado. La energía de una fuente de alimentación llega al convertidor de frecuencia y ahí es donde se regula la energía que se envía al motor para adaptarla a las necesidades concretas de generación de vórtice en cada caso. Esto permite enviar tan solo la energía necesaria para que el motor genere las revoluciones por minuto necesarias, sin desperdiciar nada.

[0075] Para hacer la conversión de frecuencia el primer paso es, mediante un rectificador, convertir la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC). Esa corriente continua carga los condensadores del convertidor de manera que se suaviza la onda. Una vez suavizada, el conversor la vuelve a convertir en corriente alterna de manera que se consigue ajustar la frecuencia y tensión en función de los requisitos de potencia.

[0077] A grandes rasgos, si se duplica la velocidad de rotación de un motor y el par se mantiene constante, la potencia de salida del motor se multiplica. De esta manera se consigue una regulación muy precisa de la velocidad de rotación del agitador, permitiendo un mayor control de la velocidad de fusión del material a través del vórtice

[0079] El agitador es una pieza de material cerámico y comprende una pieza de unión, preferentemente metálica, mediante la que se une a la bomba de recirculación. La parte cerámica es la que comprende al menos una pala de agitación (álabe) que es el elemento que, con un movimiento de giro, provoca la impulsión y el movimiento del caldo de material fundido.

[0081] El agitador se encuentra sumergido en el caldo de material fundido por lo que, a pesar de ser un material cerámico, se trata de un elemento consumible del sistema. Así pues, está diseñado de manera que permite una rápida y fácil instalación y sustitución. Más concretamente, gracias a la pieza de unión se une/separa fácilmente de la bomba de recirculación. Además la voluta en la que se aloja comprende un alojamiento con una configuración que también permite una fácil colocación/sustitución.

[0083] En una realización preferente el agitador está conformado en un cuerpo único cerámico, incluyendo la al menos una pala de agitación (álabe/álabes). No contiene nervios metálicos.

[0085] También preferentemente, el ratio entre el diámetro exterior y el diámetro interior del agitador en la zona de la al menos una pala de agitación se encuentra entre 0,3 y 0,8. Más preferentemente dicho rango varía entre 0,5 y 0,63.

[0087] Como se ha descrito previamente, el agitador está alojado en una voluta que es un cuerpo cerámico con un alojamiento. En una realización de la invención la voluta comprende una pared interior que es la que conforma el alojamiento y que preferentemente está ligeramente inclinada, más concretamente tiene una inclinación de entre 1° y 10° y, más preferentemente, entre 1° y 5°.

[0088] El ángulo de conicidad de la voluta es, preferentemente, el mismo que el del agitador (en un ejemplo de realización 3°). La voluta tiene esta ligera inclinación por dos motivos: facilitar la inserción del agitador (hay mayor diámetro por donde se introduce y luego se compensa la distancia generada) y por otra parte, la reducción del radio en la parte más cercana a la al menos una pala de agitación (álabe) del agitador permite un mayor control del vórtice del material y evitar rebases indeseados.

[0090] La voluta está conectada a una cámara de vórtice, conectadas entre sí mediante al menos un canal que tiene una inclinación creciente entre una salida de la voluta y una entrada de la cámara de vórtice.

[0092] Preferentemente la cámara de vórtice comprende dos entradas, una de ellas configurada para recibir material a fundir (material de pequeño tamaño como por ejemplo virutas) y otra de ellas configurada para recibir el caldo de material fundido proveniente de la voluta y recirculado por el agitador.

[0094] La cámara de vórtice comprende un receptáculo con una configuración al menos parcialmente cónica. La salida de la cámara de vórtice está dispuesta en una sección inferior de dicha cámara y está conectada con la cámara principal del horno en el que se instala el sistema. Así pues, el caldo que llega desde la voluta desplazado por el agitador llega ya agitado y, al entrar en la cámara de vórtice y desplazarse, girando, por el receptáculo hasta la salida, dispuesta en la sección inferior, se agita todavía más, generándose el vórtice.

[0096] Cuando se introduce el material a fundir por la primera entrada de la cámara de vórtice, este material de pequeño tamaño es absorbido por el vórtice generado en el caldo de material fundido asegurando su rápida fusión y evitando la aparición de escoria, humos y llamas

[0098] El diámetro del receptáculo de la cámara de voluta aumenta proporcionalmente cuando aumentan el diámetro del agitador y del alojamiento de la voluta, para conseguir proporcionalmente mayores tasas de fusión. La cámara de vórtice también es un cuerpo cerámico, preferentemente prefabricado.

[0100] Preferentemente el vórtice que se genera no es concéntrico, para asegurar un mejor control del flujo del fluido, evitando turbulencias y estableciendo una configuración de vórtice con unas condiciones particulares en términos de laminaridad y regularidad. En este caso el receptáculo tiene una configuración de prisma cónico excéntrico tal que la circunferencia de una sección superior del receptáculo no es coaxial con la circunferencia de una sección inferior del receptáculo. Además, preferentemente, el lado más cercano a la segunda entrada de la cámara de vórtice tiene una inclinación menor a la del lado que queda más alejado de dicha entrada. Preferentemente, las inclinaciones de los lados varían entre 110° y 170°. En un ejemplo de realización más preferente, la inclinación del lado más cercano a la segunda entrada de la cámara de vórtice es de 133° y la inclinación del lado más alejado a la entrada segunda entrada de la cámara de vórtice es de 144°.

[0102] El ratio entre el diámetro del receptáculo de la cámara de vórtice en su punto más bajo y el diámetro del agitador es preferentemente de entre 0,60 y 0,80 y más preferentemente de 0,68.

[0104] Como se ha descrito, la voluta y la cámara de vórtice están unidas entre sí mediante al menos un canal y, adicionalmente, ambas están configuradas para quedar unidas a la cámara principal del horno en el que se instala el sistema.

[0106] A grandes rasgos, el caldo de material fundido que se encuentra en la cámara principal accede a la voluta a través de una entrada de voluta (conectada con la cámara principal) donde es movido mediante el agitador que lo impulsa (accionado por la bomba de recirculación), a través del canal de inclinación ascendente, hasta una segunda entrada de la cámara de vórtice (la primera entrada sería la correspondiente a la del material de pequeñas dimensiones que se quiere fundir). Por lo tanto, el caldo de material fundido accede al receptáculo de la cámara de vórtice por la parte superior de este. En dicha cámara se genera el vórtice correspondiente de manera que, cuando se introduce el material de pequeñas dimensiones que se quiere fundir este es absorbido rápidamente por el vórtice hasta sumergirse en el interior del caldo de material fundido donde se funde. La geometría del receptáculo, al menos parcialmente cónico y que preferentemente es cónico excéntrico, con secciones de circunferencias excéntricas, provoca la generación del vórtice cuando el caldo circula por la cámara del vórtice recorriendo este receptáculo. El caldo con todo el material ya fundido sale por la salida de la cámara de vórtice y es recirculado de nuevo a la cámara principal del horno en el que se instala el sistema.

[0108] Una de las grandes ventajas técnicas del sistema de la presente invención es que se consigue un vórtice capaz de sumergir en él materiales de una gama de densidad muy variada: • Viruta fina, material de muy baja densidad > 180 kg/m3.

[0109] • Lata UBC, chapa, litografías, material de baja densidad, aproximadamente 180-200 kg/m3

[0110] • Perfil grueso, material de alta densidad, por encima de 200kg/m3

[0112] Asimismo, es de especial interés el método de alineación del agitador en la voluta (respecto al eje vertical central del alojamiento de la voluta). La correcta alineación del agitador en la voluta alarga su vida útil y genera un vórtice mucho más estable.

[0114] El primer paso es fijar el agitador al eje del motor que acciona la bomba de recirculación, preferentemente mediante tornillería de fijación rápida. Posteriormente se selecciona un elemento de referencia próximo a la cámara cerámica para facilitar la detección de posibles desviaciones del agitador y permitir su corrección.

[0116] Como se ha descrito previamente, el agitador queda sumergido en el caldo de material fundido, así pues, una vez que está colocado en posición alineada con el eje central de la voluta, se sumerge en el caldo de material fundido a razón de 1/3 de superficie de la lámina de caldo cada 10 minutos (en un ejemplo de realización). Es necesario realizar esta inmersión por etapas para asegurar un calentamiento lento y controlado del agitador. De esta manera se alarga su vida útil.

[0118] El siguiente paso es ajustar la velocidad de rotación del agitador que también se debe hacer gradualmente, para evitar posibles salpicaduras y flujo turbulento. El objetivo es ajustar la velocidad de rotación del agitador para obtener un vórtice en el mayor flujo laminar posible. Para ello es necesario asegurar un nivel mínimo de caldo y, a medida que aumenta dicho nivel con el material que se va introduciendo, se va ajustando la velocidad del agitador.

[0120] Si se detecta que el vórtice no es capaz de sumergir todo el material que se está introduciendo por la primera entrada de la cámara de vórtice, se aumenta la velocidad de rotación del agitador, mediante el convertidor de frecuencia previamente descrito.

[0122] El objetivo del vórtice es sumergir la cantidad de chatarra para la que está diseñado, con la menor cantidad de aire posible para evitar la formación excesiva de escoria y la oxidación del metal. Dado que el flujo de material entrante (kg/h) para el que está diseñado el vórtice está predefinido, se busca un compromiso entre tasa de fusión (se busca que sea la máxima posible) y la agitación (se busca la menor cantidad de agitación posible).

[0124] BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

[0126] Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a esta memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un conjunto de dibujos en dónde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

[0128] La figura 1 representa una vista de un sistema de fusión lateral instalado en una cámara lateral de un horno.

[0130] La figura 2 representa una vista seccionada del sistema de fusión lateral tal y como queda instalado en la cámara lateral.

[0132] La figura 3 representa una vista superior del sistema de fusión lateral en la que se observan el cuerpo de la voluta y el cuerpo de la cámara de vórtice.

[0134] La figura 4 representa una vista seccionada del sistema de fusión lateral instalado en la cámara lateral y se ha señalado con flechas el movimiento del caldo de material fundido.

[0136] A continuación se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que integran la invención:

[0138] 1: cámara lateral; 2: horno; 3: cámara principal; 4: voluta; 5: alojamiento; 6: agitador; 7: entrada de la voluta; 8: salida de la voluta; 9: canal; 10: cámara de vórtice; 11: receptáculo; 11.1: sección circular interior; 11.2: sección circular superior; 12: primera entrada de la cámara de vórtice; 13: segunda entrada de la cámara de vórtice; 14: salida de la cámara de vórtice; 15: bomba de recirculación; 16: pozo lateral; A: primer punto; B: segundo puntoDESCRIPCIÓN DETALLADA

[0140] En la figura 1 se puede ver el sistema de fusión lateral de la invención alojado en una cámara lateral (1) de un horno (2) del tipo de los que comprenden además una cámara principal (3) y donde dichas cámaras (1, 3) están unidas entre sí.

[0142] El sistema comprende una voluta (4), que es un cuerpo cerámico con un alojamiento (5) en el que se encuentra un agitador (6), y comprende una entrada de la voluta (7) y una salida de la voluta (8). El agitador (6) está dispuesto entre dichas entrada de la voluta (7) y salida de la voluta (8) tal que a la voluta (4) llega un caldo de material fundido proveniente de la cámara principal (3) a través de la entrada de la voluta (7) y dicho caldo es empujado por el agitador (6) hacia la salida de la voluta (8).

[0144] Asimismo el sistema comprende un canal (9) y una cámara de vórtice (10). A través del canal (9) se conectan la voluta (4) y la cámara de vórtice (10) de forma que a través de dicho canal (9) pasa el caldo cuando es empujado por el agitador (6).

[0146] En la figura 2 se puede ver una vista seccionada en la que se aprecia el sistema de fusión lateral instalado en una cámara lateral (1) y se pueden ver la voluta (4), la cámara de vórtice (10) y el canal (9) que une ambas.

[0148] La cámara de vórtice (10) es un cuerpo cerámico con un receptáculo (11) de configuración al menos parcialmente cónica, y con una primera entrada de la cámara de vórtice (12) a través de la que se introduce el material a fundir y con una segunda entrada de la cámara de vórtice (13) por donde se introduce el caldo de material fundido proveniente de la voluta (4). Cuando el caldo avanza por el receptáculo (11) de configuración al menos parcialmente cónica, se genera un vórtice que, al introducir el material a fundir, este es arrastrado al vórtice del caldo y fundido. La cámara de vórtice (10) también comprende una salida de la cámara de vórtice (14) conectada a la cámara principal (3) tal que el caldo de material fundido se recircula a la cámara principal (3).

[0150] Asimismo, en dichas figuras 1 y 2 se aprecia un pozo lateral (16) que se encuentra en la cámara lateral (1) del horno (2) a través del que se puede hacer pasar el caldo de metal fundido que sale de la cámara de vórtice (10) para eliminar la posible escoria generada y, desde ahí, se dirige de nuevo a la cámara principal (3).

[0151] En la figura 3 se muestra una vista superior de la voluta (4) y la cámara de vórtice (10).

[0153] El canal (9) que conecta la voluta (4) y la cámara de vórtice (10) tiene una inclinación creciente desde la salida de la voluta (8) hasta la segunda entrada de la cámara de vórtice (13). Las entradas de la cámara de vórtice (12, 13) están dispuestas en una sección superior del receptáculo (11).

[0155] El agitador (6) está conectado a una conectado a una bomba de recirculación (15) tal y como se puede ver en la figura 4. La bomba de recirculación (15) y el agitador (6) están conectados entre sí mediante una pieza de conexión que preferentemente es una pieza metálica.

[0157] En dicha figura 4 se ha representado el recorrido del caldo de material fundido desde un primer punto (A) que simboliza la cámara principal (3), a través de la voluta (4), el canal (9) y la cámara de vórtice (10), hasta un segundo punto (B) que simboliza el pozo lateral (16) desde donde posteriormente pasa de nuevo a la cámara principal (3) (o la cámara principal (3) en realizaciones en las que el horno (2) no dispone de pozo lateral (16).

[0159] Preferentemente, el sistema comprende un motor eléctrico conectado a la bomba de recirculación (15) y configurado para accionarla, y un convertidor de frecuencia, configurado para conectarse a una fuente de alimentación y al motor eléctrico. El convertidor de frecuencia está configurado para permitir el paso de una determinada corriente desde el motor eléctrico a la bomba de recirculación (15) para obtener una determinada velocidad de giro del agitador (6).

[0161] El agitador (6) comprende al menos una pala de agitación y está conformado como una única pieza de material cerámico. También preferentemente el agitador (6) está sumergido en el caldo de material fundido.

[0163] En un ejemplo de realización el agitador (6) comprende al menos una pala de agitación cuyo diámetro externo es de entre 120 mm y 800 mm. Preferentemente, entre 240 mm y 650 mm.

[0165] En otro ejemplo de realización el diámetro del alojamiento (5) de la voluta (4) aumenta proporcionalmente con el diámetro del agitador (6), aumentando la capacidad de tasa de fusión.

[0166] En otro ejemplo de realización el diámetro del receptáculo (11) de la cámara de vórtice (10) aumenta proporcionalmente al aumento del diámetro del alojamiento (4) de la voluta (5) y del diámetro del agitador (6).

[0168] Preferentemente el receptáculo (11) tiene una configuración de prisma cónico excéntrico tal y como se puede ver en la figura 3. En este ejemplo de realización preferentemente la segunda entrada de la cámara de vórtice (13) tiene una inclinación menor a la del lado queda más alejado de dicha segunda entrada (13). La inclinación a la que se hace referencia es la inclinación de una pared interior que conforma el receptáculo (11) y la inclinación determina la diferencia de diámetros entre una sección circular superior (11.2) del receptáculo (11) y una sección circular inferior (11.1) del receptáculo (11) (de menor diámetro que la sección circular superior (11.2)). Como se ha visto previamente, las inclinaciones preferentes varían entre 110° y 170°. En esta realización, la inclinación del lado más cercano a la segunda entrada (13) es de 133° y la inclinación del lado más alejado a la segunda entrada (13) es de 144°. La diferencia de inclinaciones es resultado del posicionamiento excéntrico de las secciones circulares que conforman el receptáculo (11) de la cámara de vórtice (10). Las secciones circulares inferiores tienen su punto central más alejado de la segunda entrada (13) de la cámara de vórtice (10) que las secciones circulares superiores.

[0170] En una realización de la invención el ratio entre el diámetro del receptáculo (11) de la cámara de vórtice (10) en su punto más bajo y el diámetro del agitador (6) es de entre 0,60 y 0,80 y más preferentemente es de 0,68.

[0172] La presente invención no debe verse limitada a la forma de realización aquí descrita. Otras configuraciones pueden ser realizadas por los expertos en la materia a la vista de la presente descripción. En consecuencia, el ámbito de la invención queda definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. - Sistema de fusión lateral destinado a alojarse en una cámara lateral (1) de un horno (2) del tipo de los que comprenden además una cámara principal (3) y donde dichas cámaras (1, 3) están unidas entre sí, y el sistema está caracterizado porque comprende:

- una voluta (4), que es un cuerpo cerámico con un alojamiento (5) en el que se encuentra un agitador (6), y comprende una entrada de la voluta (7) y una salida de la voluta (8) y el agitador (6) está dispuesto entre ellas, tal que a la voluta (4) llega un caldo de material fundido proveniente de la cámara principal (3) a través de la entrada de la voluta (7) y dicho caldo es empujado por el agitador (6) hacia la salida de la voluta (8);

- un canal (9);

- una cámara de vórtice (10), que es un cuerpo cerámico con un receptáculo (11) de configuración al menos parcialmente cónica, y con una primera entrada de la cámara de vórtice (12) a través de la que se introduce el material a fundir y con una segunda entrada de la cámara de vórtice (13) por donde se introduce el caldo de material fundido proveniente de la voluta (4) tal que, cuando el caldo avanza por el receptáculo (11) de configuración al menos parcialmente cónica, se genera un vórtice que, al introducir el material a fundir, este es arrastrado al vórtice del caldo y fundido, y comprende una salida de la cámara de vórtice (14) conectada a la cámara principal (3) tal que el caldo de material fundido se recircula a la cámara principal (3);

y donde el canal (9) conecta la voluta (4) y la cámara de vórtice (10) y tiene una inclinación creciente desde la salida de la voluta (8) hasta la segunda entrada de la cámara de vórtice (13);

y donde las entradas de la cámara de vórtice (12, 13) están dispuestas en una sección superior del receptáculo (11).

2. - Sistema de fusión lateral según la reivindicación 1 en el que el agitador (6) está conectado a una bomba de recirculación (15).

3. - Sistema de fusión lateral según la reivindicación 2 que comprende un motor eléctrico conectado a la bomba de recirculación (15) y configurado para accionarla, y un convertidor de frecuencia, configurado para conectarse a una fuente de alimentación y al motor eléctrico, y configurado para permitir el paso de una determinada corriente desde el motor eléctrico a la bomba de recirculación (15) para obtener una determinada velocidad de giro del agitador (6).

4. - Sistema de fusión lateral según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el agitador (6) comprende al menos una pala de agitación y está conformado como una única pieza de material cerámico.

5. - Sistema de fusión lateral según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el agitador (6) está sumergido en el caldo de material fundido.

6. - Sistema de fusión lateral según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el agitador (6) comprende al menos una pala de agitación cuyo diámetro externo es de entre 240 mm y 650 mm.

7. - Sistema de fusión lateral según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el diámetro del alojamiento (5) de la voluta (4) aumenta proporcionalmente con el diámetro del agitador (6).

8. - Sistema de fusión lateral según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el diámetro del receptáculo (11) de la cámara de vórtice (10) aumenta proporcionalmente al aumento del diámetro del alojamiento (4) de la voluta (5) y del diámetro del agitador (6).

9. - Sistema de fusión lateral según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el receptáculo (11) tiene una configuración de prisma cónico excéntrico.

10. - Sistema de fusión lateral según la reivindicación 9 en el que el lado más cercano a la segunda entrada de la cámara de vórtice (13) tiene una inclinación menor que la del lado queda más alejado de dicha segunda entrada de la cámara de vórtice (13).

11. - Sistema de fusión lateral según la reivindicación 10 en el que la inclinación del lado más cercano a la segunda entrada de la cámara de vórtice (13) es de 133° y la inclinación del lado más alejado a la segunda entrada de la cámara de vórtice (13) es de 144°.

12. - Sistema de fusión lateral según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el ratio entre el diámetro del receptáculo (11) de la cámara de vórtice (10) en su punto más bajo y el diámetro del agitador (6) es de entre 0,60 y 0,80.

13. - Sistema de fusión lateral según la reivindicación 12 en el que el ratio entre el diámetro del receptáculo (11) de la cámara de vórtice (10) en su punto más bajo y el diámetro del agitador (6) es de 0,68.

14. - Sistema de fusión lateral según la reivindicación 4 en el que el ratio entre el diámetro exterior y el diámetro interior del agitador (6) en la zona de la al menos una pala de agitación se encuentra entre 0,30 y 0,80.

15.- Sistema de fusión según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la voluta (4) comprende una pared interior que es la que conforma el alojamiento (5) y que preferentemente tiene una inclinación de entre 1° y 10°.