IT8224394A1

IT8224394A1 - Pannello di raffreddamento per forni ad arco elettrico e relativo procedimento di fabbricazione

Info

Publication number: IT8224394A1
Application number: IT1982A24394A
Authority: IT
Original assignee: Skf Steel Eng Ab
Priority date: 1982-06-10
Filing date: 1982-11-24
Publication date: 1984-05-24
Also published as: IT1153664B; FI823951A0; BE895530A; IT8224394A0; FR2528554A1

Description

D E S C R I Z I O N E

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

"PANNELLO DI RAFFREDDAMENTO PER FORNI AD ARCO ,ELETTRI-CO E RELATIVO PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE"

R I A S S U N T O

La presente invenzione riguarda un pannello di raffreddamento e un procedimento di fabbricazione di tale pannello.

Il pannello di raffreddamento comprende canali di flusso per un refrigerante e l'invenzione ? caratterizzata da un pezzo grezzo sostanzialmente piatto (2) in cui sono disposti canali passanti (6), essendo disposte cavit? coperte (11,? 12) comunicanti con le aperture degli adiacenti canali di foratura (6) a ciascuna estremit? del corpo cos? da fornire canali di flusso per un refrigerante unidirezionale, che fluisce con continuit? attraverso tutti i canali di foratura e anche dal fatto che sono forati una pluralit? di canali longitudinali in una piastra d?acciaio omogenea, che le cavit? ' sono disposte vicino alle estremit? della piastra fra canali adiacenti, dopo di che sono fissati elementi di copertura a ciascuna estremit? del pannello.

D E S C R I Z I O N E

Sono gi? noti forni ad arco elettrico che fanno uso di rivestimenti di fondo, di soffitto e di parete di materiale refrattario, preferibilmente mattoni refrattari. Questo materiale di copertura si consuma mentre viene usato il forno a causa della intensiva radiazione e della elevata temperatura esistente nel forno,

La vita d'uso del materiale di copertura ? conseguentemente breve,1in particolare al di sopra della superficie del bagno fuso e deve pertanto essere sostituito ad intervalli regolari, il che ? costoso e richiede tempo.

Per ridurre la necessit? per una completa ricostruzione del forno ad arco, sono entrati recentemente in uso pannelli di raffreddamento speciali nelle superfici interne del forno al di sopra del bagno della scoria. Sono pertanto stati disposti pannelli di raffreddamento sia intorno alla superficie della parete che anche costruiti sul soffitto del forno.

Questi pannelli di raffreddamento vengono quindi coperti con un composto stampato, che pu? essere verniciato e che quindi serve come "strato d'usura" e pu? essere rappezzato dopo un certo tempo di funzionamento. Dal momento che il calore accumulato dal composto stampato pu? essere condotto via con continuit? attraverso i pannelli di raffreddamento, ? sufficiente uno strato di composto relativamente sottile nella superficie del pannello che si affaccia all?interno del forno e la durata di uso di questo strato ? aumentata a causa del continuo raffreddamento attraverso i pan-.pelli e del refrigerante che ivi fluisce.

I pannelli di raffreddamento sino ad ora usati consistono o di parecchi condotti, uniti per mezzo di raccordi saldati alle estremit?, o di sezioni ad U saldate insieme per formare canali di flusso rettangolari per il refrigerante.

Questi pannelli di raffreddamento si sono dimostrati economici nonostante il loro costo relativamente elevato e nonostante il fatto che la loro durata d'uso ? limitata.

: La durata d'uso viene grand?mente limitata dalla presenza di molte giunzioni di saldatura nei pannelli di raffreddamento, queste giunzioni essendo sottoposte a tensioni di fatica e gradualmente iniziano a perdere. > Il vapore che pu? essere prodotto quando il refrigerante (preferibilmente acqua) fluisce nella zona ad alta temperatura del forno pu? avere risultati disastrosi e c'? anche il rischio che quando si arriva ad elevata temperatura l'acqua venga divisa in idrogeno e ossigeno, causando pertanto un'esplosione immediata. E:' pertanto di importanza vitale che venga impedita la perdita di refrigerante nella zona ad elevata temperatura.

Scopo principale della presente invenzione ? di ottenere un pannello refrigerante per forni ad arco elettrico in cui il rischio di perdita ? per gran parte eliminato.

Un altro scopo dell'invenzione ? di ottenere un pannello di raffreddamento che ha una durata di servizio considerevolmente aumentata in confronto con i pannelli di raffreddamento noti.

Un altro scopo ancora della presente invenzione ? di ottenere un pannello di raffreddamento che ? meno costoso nella fabbricazione dei pannelli di raffreddamento noti.

Un quarto scopo della presente invenzione ? di ottenere un pannello di raffreddamento in cui il flusso di refrigerante viene con la minor possibile resistenza di flusso.

Unoscopo supplementare della presente invenzione ? di presentare un procedim?nto di fabbricazione del pannello di raffreddamento, partendo con un pezzo grezzo sostanzialmente piatto in cui sono disposti canali di flusso per il refrigerante.

Gli scopi sopra menzionati della presente invenzione vengono ottenuti dal pannello di raffreddamento e dal suo procedimento di fabbricazione che sono previsti con le caratteristiche definite nelle rivendicazioni. Usando un pezzo grezzo sostanzialmente piatto con canali passanti ivi forati, le aperture dei canali in ciascuna estremit? del corpo essendo coperte da cavit?, si fornoscono canali di flusso in una maniera semplice e pratica, il che permette il flusso continuo unidirezionale di refrigerante attraverso tutti i canali forati nel pezzo grezzo,

La disposizione dei condotti per l'alimentazione e la rimozione di refrigerante nella stessa parte posteriore del pannello presenta penetrazioni di condotto pratiche nella parete di forno e nel soffitto di forno se sono pure ivi disposti pannelli di raffreddamento. Per pannelli di raffreddamento che devono essere usati per la parete del forno, ? preferibile un pezzo grezzo rettangolare piatto, in cui sono disposti canali di foratura orizzontali. La lunghezza di questi pezzi grezzi rettangolari pu? variare.

Tuttavia, una lunghezza idonea non dovrebbe superare tre metri, ad esempio per un forno ad arco elettrico ?convenzionale di sei metri in diametro, potrebbero essere usati sei o sette di tali pannelli di raffreddamento .

?? funzione della lunghezza del pannello di raffreddamento, ? disposta almeno una curva per consentire che venga posto vicino alla parete del forno.

I pannelli di raffreddamento che debbono essere costruiti o usati con il soffitto del forno sono preferibilmente fatti di pezzi grezzi piatti sagomati come segmenti circolari, in cui sono stati forati i canali.

II fatto che la lunghezza dei canali di foratura diminuisce in successione verso il centro del forno non influenza in maniera particolare la capacit? di scambio di calore di questi pannelli, neppure se vi ? qualche problema nel coprire le estremit? di questi pannelli cori lamine metalliche in cui le cavit? di flusso possono essere state disposte.

Questi pannelli di raffreddamento previsti per l'uso nel soffitto del forno possono essere anche curvati per consentire che vengano inseriti vicino alla superficie interna del soffitto del forno,

Le cavit? che permettono il flusso da un canale ad un canale adiacente nel pannello sono disposte vicino alle aperture dei canali su ciascun lato del pannello e pertanto solo i lati dei pannelli debbono essere coperti con lamine metalliche al fine di garantire un flusso continuo di refrigerante nei canali.

Le cavit? fra canali adiacenti possono essere anche disposte nelle piastre,laterali di copertura, nel qual caso non ? necessaria alcuna cavit? nel pannello stesso e tali cavit? possono avere una curvatura idonea per ridurre la resistenza di flusso nel sistema di canale nei pannelli.

E? naturalmente anche possibile combinare una depressione nei lati di pannello che comunicano con le aperture di canale con una cavit? arrotondata nelle piastre laterali di copertura.

Dal momento che il pannello di raffreddamento pu? essere fatto da un pezzo grezzo omogeneo in cui sono forati una pluralit? di canali preferibilmente paralleli, viene drasticamente ridotto il numero di giunti saldati necessari in confronto con i pannelli di raffreddamento convenzionali.

Possono essere f?cilmente disposte cavit? che consentono la comunicazione fra canali adiacenti vicino alle estremit? della piastra per fresatura alle estremit? della piastra fra canali adiacenti e/o nell'elemento di copertura assicurato alle estremit? del pezzo grezzo per formare il pannello di raffreddamento finito.

i La curvatura richiesta per ottenere uno stretto inserimento del pannello lungo le superfici limitanti interne del forno pu? essere facilmente realizzata dopo c;,he ,i canali sono stati formati. Il numero delle,curve e il loro angolo ? determinato dalla lunghezza e dal diametro del pannello di raffreddamento, o dalla curvatura del soffitto nel forno in cui i pannelli debbono essere usati.

? L?invenzione sar? ora descritta con riferimento ad alcune forme di realizzazione illustrate negli annessi disegni nei quali:

- la figura 1 illustra una vista in prospettiva di un forno ad arco elettrico con pannelli di raffreddamento in accordo con l'invenzione,

- la figura 2 illustra una vista in pianta di un pannello di raffreddamento separato che ? stato curvato per fornire un buon contatto con la parete del forno, - la figura 3 illustra una vista laterale di un pannello di raffreddamento secondo l'invenzione, dove si possono vedere vari collegamenti fra canali comunicanti e la piastra di copertura esterna,

- la figura 4 illustra una vista dal disotto di una sede di forno, dotata di pannelli di raffreddamento in accordo all'invenzione, e

- la figura 5 illustra una sezione verticale attraverso una sede di forno secondo la figura 4, che illustra come i pannelli di raffreddamento sono stati curvati per inserire la superficie interna della sede di forno. i La figura 1 illustra un forno ad arco elettrico 1 con la sede di forno tolta e con i pannelli di raffreddamento 2 secondo l?invenzione disposti lungo la superficie interna 4 della parete di forno 3. I pannelli di raffreddamento illustrati in figura 1 sono stati curvati una volta per fornire un buon contatto lungo la superficie interna 4 della parete di forno 3.

? I pannelli di raffreddamento 2 terminano proprio al di sopra del bagno di fusione o della linea di scoria 5 e quindi coprono la maggior parte della parete 3 al di sopra della linea di scoria.

- I pannelli di raffreddamento sono preferibiImente sospesi lungo il bordo del forno cosicch? la superficie di limite superiore del pannello 2 sar? allineata con il bordo superiore della parete di forno.- I canali di flusso nel pannello di raffreddamento sono indicati dalle linee tratteggiate 6 e le piastre laterali che coprono i canali.sono indicate con 7.

i La figura 2 illustra un pannello di raffreddamento 2? che ? stato curvato due volte per dare un buon inserimento contro la parete di forno 3'. 1 canali di flusso 6' nel pannello di raffreddamento sono pertanto coperti dalle piastre 7?, saldate alle estremit? del pannello 2'.

Dal momento che ? desiderabile che le entrate e le uscite dal pannello passino attraverso la parete di forno sostanzialmente nello stesso punto, una scatola di copertura 8 ? preferibilmente disposta dietro il pannello di raffreddamento, l'uscita 9 essendo disposta nella sommit? e pertanto pu? essere tirata in basso lungo il retro del pannello 2' alla posizione dell'entrata 10. Questa non deve essere posizionata in basso.

Al contrario un condotto di alimentazione pu? essere disposto lungo.il retro del pannello.

, L'entrata e l'uscita saranno pertanto ben protette dietro il pannello di raffreddamento.

< La figura 3 illustra varie disposizioni di copertura per l'estremit? del pannello di raffreddamento 2, che usano una piastra di copertura 7 in cui possono essere fatte cavit? H a e-11b per fornire la comunicazione tra canali adiacenti.

i La disposizione alla sommit? illustra i canali che si aprono esternamente completamente nella superficie estrema del pannello, la cavit? '11a essendo disposta per mantenere il collegamento d? flusso fra i canali. Al di sotto e disposta una cavita 12 fra ? canali di

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I

1) Pannello di raffreddamento per forni ad arco elettrico, comprendente canali di flusso per un refrigerante, caratterizzato da almeno un pezzo grezzo parzialmente piatto (2) in cui sono stati forati canali passanti (6), cavit? coperte OH ; 12) essendo state disposte comunicanti con le^aperture di adiacenti canali di foratura (6) a ciascuna estremit? del corpo cosi da fornire canali di flusso per un refrigerante unidirezionale che fluisce con continuit? attraverso tutti.i canali di foratura.

2} Pannello secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sono disposti condotti (9, 10) per l'alimentazione e la rimozione di refrigerante in comunicazione fra loro e con la stessa sezione del retro del pannello (2).

3) Pannello secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il pannello ? sostanzialmente rettangolare con canali di foratura orizzontali (6) per il posizionamento nella superficie definente interna (4) di un forno ad arco elettrico <? >(1).

4) Pannello secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i pannelli sono sagomati sostanzialmente come segmenti circolari con canali passanti per il posizionamento nella superficie interna del soffitto di un forno.

5) Pannello secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il pannello (2) ? dotato di almeno una sezione curva che consente che il pannello (2) venga posto vicino alla superficie definente interna del forno ad arco elettrico.

6) Pannello secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che le cavit? (12) sono disposte nello stesso in comunicazione diretta con le aperture fra i canali di foratura adiacenti (6) su ciascun lato del pannello.

7.) Pannello secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che le cavit? (11) fra canali di flusso adiacenti (6) sono disposte nella lamina metallica di copertura (7).

8) Pannello secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che le cavit? C11b, 12b) sono disposte.entrambe nel pannello (2) stesso e nella lamina metallica di copertura (7).

9) Procedimento di fabbricazione di un pannello di raffreddamento comprendente canali di flusso per un refrigerante secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che una pluralit? di canali longitudinali vengono forati in una piastra di acciaio omogenea, che le cavit? sono disposte vicino alle estremit? della piastra fra canali adiacenti, dopo di che vengono fissati elementi di copertura a ciascuna estremit? del pannello .

10) Procedimento -secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che, dopo che i canali sono stati forati, la piastra viene curvata almeno una volta ad un angolo dipendente sia dalla lunghezza della piastra che dal diametro o dalla curvatura del soffitto di forno del forno per il quale ? previsto il pannello di raffreddamento.

PANNELLO DI RAFFREDDAMENTO PER FORNI AD ARCO ELETTRI-CO E RELATIVO PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE

Sono gi? noti forni ad arco elettrico che fanno uso di rivestimenti di fondo, di soffitto e di parete di materiale refrattario, preferibilmente mattoni refrattari. Questo materiale di copertura si consuma mentre viene usato il forno a causa della intensiva radiazione e della elevata temperatura esistente nel forno.

La vita d'uso del materiale di copertura ? conseguentemente breve, in particolare al di sopra della superficie del bagno fuso e deve pertanto essere sostituito ad intervalli regolari, il che ? costoso e richiede tempo.

Per ridurre la necessit? per una completa ricostruzione del forno ad arco, sono entrati recentemente in uso pannelli di raffreddamento speciali nelle superfici interne del forno al di sopra del bagno della scoria. Sono pertanto stati disp?sti pannelli di raffreddamento sia intorno alla superficie della parete che anche costruiti sul soffitto del forno.

Questi pannelli eli raffreddamento vengono quindi coperti con un composto stampato, che pu? essere verniciato e che quindi serve come "strato d'usura" e pu? essere rappezzato dopo un certo tempo di funzionamento. Dal momento che il calore accumulato dal composto stampato pu? essere condotto via con continuit? attraverso i pannelli di raffreddamento, ? sufficiente uno strato di composto relativamente sottile nella superficie del pannello che si affaccia all'interno del forno e la durata di uso di questo strato ? aumentata a causa del continuo raffreddamento attraverso i pannelli e del refrigerante che ivi fluisce.

: La durata d'uso viene grandemente limitata dalla presenza di molte giunzioni di saldatura nei pannelli di raffreddamento, queste giunzioni essendo sottoposte a tensioni di fatica e gradualmente iniziano a perdere. II vapore che pu? essere prodotto quando il refrigerante (preferibilmente acqua) fluisce nella zona ad alta temperatura del forno pu? avere risultati disastrosi e c'? anche il rischio che quando si arriva ad elevata temperatura l'acqua venga divisa in idrogeno e ossigeno, causando pertanto un'esplosione immediata. E' pertanto di importanza vitale che venga impedita la perdita di refrigerante nella zona ad elevata temperatura .

Unoscopo supplementare della presente invenzione ? di presentare un procedimento di fabbricazione del pannello di raffreddamento, partendo con un pezzo grezzo sostanzialmente piatto in cui sono disposti canali di flusso per il refrigerante.

La disposizione dei condotti per l'alimentazione e la rimozione di refrigerante nella stessa parte posteriore del pannello presenta penetrazioni di condotto pratiche nella parete di forno e nel soffitto di forno se sono pure ivi disposti pannelli di raffreddamento. Per pannelli di raffreddamento che devono essere usati per la parete del forno, ? preferibile un pezzo grezzo rettangolare piatto, in cui sono disposti canali di foratura orizzontali, La lunghezza di questi pezzi grezzi rettangolari pu? variare.

Tuttavia, una lunghezza idonea non dovrebbe superare tre metri, ad es?mpio per un forno ad arco elettrico convenzionale di sei metri in diametro, potrebbero essere usati sei o sette di tali pannelli di raffreddamento.

In funzione della lunghezza del pannello di raffreddamento, ? disposta almeno una curva per consentire che venga posto vicino alla parete del forno.

II fatto che la lunghezza dei canali di foratura diminuisce in successione verso il centro del forno non influenza in maniera particolare la capacit? di scambio di calore di questi pannelli, neppure se vi ? qualche problema nel coprire le estremit? di questi pannelli con lamine metalliche in cui le cavit? di flusso possono essere state disposte.

Questi pannelli di raffreddamento previsti per l?uso nel soffitto del forno possono essere anche curvati per consentire che vengano inseriti vicino alla superficie interna del soffitto del forno,

Le cavit? che permettono il flusso da un canale ad un canale adiacente nel pannello sono disposte vicino alle aperture dei canali su ciascun lato del pannello e pertanto solo i lati dei pannelli debbono essere coperti con lamine metalliche al fine di garantire un flusso continuo di refrigerante nei canali,

Le cavit? fra canali adiacenti possono essere anche disposte nelle piastre laterali di copertura, nel qual caso non ? necessaria alcuna cavit? nel pannello stesso e tali cavit? possono avere una curvatura idonea per ridurre la resistenza di flusso nel,sistema di canale nei pannelli.

E' naturalmente anche possibile combinare una depressione nei lati di pannello che comunicano con le aperture di canale con una cavit? arrotondata nelle piastre laterali di copertura.

Possono essere facilmente disposte cavit? che consentono la comunicazione fra canali adiacenti vicino alle estremit? della piastra per fresatura alle estremit? della piastra fra canali adiacenti e/o nell'elemento di copertura assicurato alle estremit? del pezzo grezzo per formare il pannello di raffreddamento finito.

; La curvatura richiesta per ottenere uno stretto inserimento del pannello lungo le superfici limitanti interne del forno pu? essere facilmente realizzata dopo che i canali sono stati formati. Il numero delle curve e il loro angolo ? determinato dalla lunghezza e dal diametro del pannello di raffreddamento, o dalla curvatura del soffitto nel forno in cui i pannelli debbono essere usati.

? L'invenzione sar? ora descritta con riferimento ad alcune forme di realizzazione illustrate negli annessi disegni nei quali:

- la figura f illustra una vista in prospettiva di un forno ad arco elettrico con pannelli di raffreddamento in accordo con l'invenzione,

la figura 5 illustra una sezione verticale attraverso una s?de di forno secondo la figura 4, che illustra come i pannelli di raffreddamento sono stati curvati per inserire la superficie interna della sede di forno. ? La figura 1 illustra un forno ad arco elettrico 1 con la sede di forno tolta e con i pannelli di raffreddamento 2 secondo l'invenzione disposti lungo la superficie interna 4 della parete di forno 3. I pannelli di raffreddamento illustrati in figura i sono stati curvati una volta per fornire un buon contatto lungo la superficie interna 4 della parete di forno 3.

I pannelli di raffreddamento 2 terminano proprio al di sopra del bagno di fusione o della linea di scoria 5 e quindi coprono la maggior parte della parete 3 al di sopra della linea di scoria.

: I pannelli di raffreddamento sono preferi.biImente sospesi lungo il bordo del forno cosicch? la superficie di limite superiore del pannello 2 sar? allineata con il bordo superiore della parete di forno. I canali di flusso nel pannello di raffreddamento sono indicati dalle linee tratteggiate 6 e le piastre laterali che coprono i canali sono indicate con 7.

i La figura 2 illustra un pannello di raffreddamento 2' che ? stato curvato due volte per dare un buon inserimento contro la parete di forno 3*. I canali di flusso 6' nel pannello di raffreddamento sono pertanto coperti dalle piastre 7', saldate alle estremit? del pannello 2?.

Dal momento che ? desiderabile che le entrate e le uscite dal pannello passino attraverso la parete di forno sostanzialmente nello stesso punto, una scatola di copertura 8 ? preferibilmente disposta dietro il pannello di raffreddamento, l'uscita 9 essendo disposta nella sommit? e pertanto pu? essere tirata in basso lungo il retro del pannello 2' alla posizione dell?entrata 10. Questa non deve essere posizionata in basso.

Al contrario un condotto di alimentazione pu? essere disposto lungo il retro del pannello,

L'entrata e l'uscita saranno pertanto ben protette dietro il pannello di raffreddamento,

La figura 3 illustra varie disposizioni di copertura per l'estremit? del pannello di raffreddamento 2, che usano una piastra di copertura 7 in cui possono essere fatte cavit? H a e 11b per fornire la comunicazione tra canali adiacenti.

La disposizione alla sommit? illustra i canali che si aprono esternamente completamente nella superficie estrema del pannello, la cavit? '11a essendo disposta per mantenere il collegamento di flusso fra i canali. Al di sotto ? disposta una cavit? 12 fra i canali di

R I V E N D I C A Z I O N I

? 1) Pannello di raffreddamento per forni ad arco elettrico, comprendente canali di flusso per un refrigerante, caratterizzato da almeno un pezzo grezzo parzialmente piatto (2) in cui sono stati forati canali passanti (6), cavit? coperte 011,' 12) essendo state disposte comunicanti con le aperture di adiacenti canali di foratura (6) a ciascuna estremit? del corpo cos? da fornire canali di flusso per un refrigerante unidirezionale che fluisce con continuit? attraverso tutti i canali di foratura.

2) Pannello secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sono disposti condotti (9, 10) per l?alimentazione e la rimozione di refrigerante in comunicazione fra loro e con la stessa sezione del retro del pannello (2).

3) Pannello secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il pannello ? sostanzialmente rettangolare con canali di foratura orizzontali (6) per il posizionamento nella superficie definente interna (4) di un forno ad arco elettrico ;(1).

7) Pannello secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che le cavit? (11) fra canali di flusso adiacenti (6) sono disposte nella lamina metallica di copertura (7).

8) Pannello secondo una o pi? delle rivdndicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che le cavit? (H b, 12b) sono disposte entrambe nel pannello (.2) stesso e nella lamina metallica di copertura (7).

10) Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che, dopo che i canali sono stati forati, la piastra viene curvata almeno una volta ad un angolo dipendente sia dalla lunghezza della piastra che dal diametro o dalla curvatura del soffitto di forno del forno per il quale ? previsto il pannello di raffreddamento