IT9020965A1

IT9020965A1 - Bruciatore per il preriscaldamento o il taglio di materiale da fondere in particolare per altoforni di tipo elettrico

Info

Publication number: IT9020965A1
Application number: IT020965A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Macario
Original assignee: Elti Srl
Priority date: 1990-07-17
Filing date: 1990-07-17
Publication date: 1992-01-17
Also published as: IT9020965A0; IT1242979B; DE4123391A1

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha come oggetto un bruciatore per il preriscaldamento o il taglio di materiale da fondere, in particolare per altoforni di tipo elettrico.

Come è noto, negli altoforni per la fusione di materiali ferrosi, in particolare in altoforni di tipo elettrico che vengono caricati con rottame, vengono impiegati bruciatori di preriscaldamento, alimentati generalmente con un combustibile liquido o gassoso.

Tali bruciatori, che sono montati sulle pareti del tino dell'altoforno o sulla volta che copre il tino, generano una fiamma a dardo che investe il rottame per ottenere semplicemente il suo riscaldamento, oppure per tagliare il rottame in una zona inferiore in modo da provocare una frenatura del rottame sovrastante ottenendo cosi una compattazione del rottame immesso nel forno che migliora il processo di fusione vero e proprio attuato da elettrodi, generalmente a base di grafite.

Per investire una zona adeguata di materiale da riscaldare o da tagliare, questi bruciatori sono montati mobili e viene prevista un'apposita apparecchiatura che esegue il brandeggio del bruciatore, generalmente attorno ad un asse verticale, oppure il suo spostamento in avvicinamento o in allontanamento al centro del forno.

Tali tipi di bruciatori denotano alcuni inconvenienti derivanti principalmente dalla necessità di dover provvedere alla loro movimentazione.

Infatti, nel caso di bruciatori brandeggiabili, è necessario prevedere aperture ad asola nelle pareti del tino per consentire il movimento oscillatorio del bruciatore.

Tali aperture non sono mai chiuse completamente e possono causare la fuoriuscita di scoria dal tino durante la fusione. Inoltre, l’accoppiamento esistente fra il bruciatore e le pareti del tino o tra il bruciatore ed una apposita struttura di supporto che ne consente la movimentazione, può essere danneggiato dal contatto con il materiale fuso o la scoria e richiedere frequenti interventi di manutenzione per ripristinare la mobilità del bruciatore.

Un altro inconveniente riscontrabile con utilizzo di bruciatori che devono essere movimentati è dovuto all’ingombro dell’apparecchiatura che supporta e movimenta il bruciatore. La presenza di tale apparecchiatura può costituire un vero e proprio problema quando il bruciatore è montato sulla porta del forno in quanto ogni volta che si deve aprire la porta è necessario procedere alla rimozione di tutta l’apparecchiatura.

Inoltre, la presenza di aperture sulle pareti del tino durante il funzionamento del forno risulta dannosa in quanto l’interna del forno è generalmente sottoposto a depressione per l’aspirazione dei fumi e quindi richiama aria dall’esterno che va ad incidere negativamente sul volume d’aria trattabile ed aspirabile dal sistema di trattamento dei fumi.

Compito precipuo del presente trovato è quello di realizzare un bruciatore per il preriscaldamento o il taglio di materiale da fondere immesso in un forno che garantisca un’elevata efficienza termica pur non richiedendo alcuna movimentazione.

Nell’ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un bruciatore che, pur in assenza di movimentazione, possa interessare una elevata superficie di rottame.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un bruciatore che possa essere montato sulle pareti laterali del tino o sulla volta oppure sulla porta di un altoforno senza creare problemi di ingombro in prossimità della zona di fissaggio.

Un ulteriore scopo del travato è quello di realizzare un bruciatore che richieda ridotti interventi di manutenzione di semplice e rapida esecuzione.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un bruciatore per il preriscaldamento o il taglio di materiale da fondere, in particolare per altoforni di tipo elettrico, comprendente un collettore, con definiti canali di adduzione di un comburente e di un combustibile, connesso ad una testa di erogazione posizionabile all'interno dell’altofor o e con definiti passaggi di erogazione in collegamento con detti canali di adduzione, caratterizzato dal fatto che detti passaggi di erogazione sono sagomati a fessura allargantesi nel senso di erogazione per generare una fiamma a ventaglio. Ulteriori caratterietiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di due forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, del bruciatore secondo il trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

le figure da 1 a 8 illustrano un bruciatore secondo il trovato nella prima forma di esecuzione applicabile alle pareti laterali del tino di un altoforno e, più particolarmente!

la figura 1 illustra schematicamente 11 bruciatore applicato ad un altoforno;

la figura 2 è una vista In pianta ingrandita e parzialmente sezionata del bruciatore applicato all’altoforno;

la figura 3 illustra il bruciatore in alzato posteriore visto dall’esterno dell’altoforno;

la figura 4 è una sezione della figura 2 eseguita lungo l’asse IV-IV; la figura 5 è una sezione della figura 2 eseguita lungo l’asse V-V; la figura 6 è una sezione della figura 2 eseguita lungo l’asse VI-VI; la figura 7 è una sezione ingrandita della figura 6 eseguita lungo l’asse VII-VII;

la figura 8 illustra un particolare ingrandito della figura 6 riguardante la testa di erogazione del bruciatore.

Le figure da 9 a 15 illustrano un bruciatore secondo il trovato nella seconda forma di esecuzione applicabile alla volta di un altoforno, e più particolarmente:

la figura 9 illustra schematicamente il bruciatore applicato alla volta dell’altoforno;

la figura 10 è una vista in pianta schematica della volta dell’altoforno con applicati i bruciatori secondo il trovato;

la figura 11 illustra il bruciatore in alzato frontale parzialmente sezionato;

la figura 12 è una sezione della figura 11 eseguita lungo l’asse XII-XII;

la figura 13 è una sezione Ingrandita della figura il eseguita lungo l’asse XIII-XIII;

la figura 14 è una sezione Ingrandita della figura 11 eseguita lungo l’asse XIV-XIV;

la figura 15 è una sezione ingrandita della figura 11 eseguita lungo l’asse XV-XV.

Con riferimento alle figure citate, il bruciatore secondo il trovato, indicato nelle due forme di esecuzione con i numeri di riferimento 1, la, comprende un collettore 2, 2a nel quale sono definiti i canali di adduzione per il combustibile ed il comburente con i quali viene alimentato il bruciatore.

Più particolarmente, il collettore 2, 2a comprende un corpo tubolare interno 3, 3a che è connesso, ad esempio mediante saldatura, con una sua estremità longitudinale ad una piastra 4, 4a e che è collegabile con l’altra sua estremità ad un condotto di alimentazione di combustibile in modo noto. In prossimità della piastra 4, 4a, il corpo tubolare 3, 3a è circondato da un corpo tubolare esterno 5, 5a che è connesso anch’esso alla piastra 4, 4a, ad esempio mediante saldatura. Tale corpo tubolare esterno 5, Sa è provvisto di un imbocco laterale 30, 30a che è collegabile, in modo noto, con un condotto di alimentazione di comburente, generalmente aria e/o ossigeno.

L’estremità del corpo tubolare 3, 3a connessa alla piastra 4, 4a è appiattita ed è fissata ad una faccia della piastra attorno ad un foro 6, 6a, anch’esso a conformazione allungata, che attraversa la piastra 4, 4a.

Nella porzione della piastra 4, 4a situata tra ì due corpi tubolari, sono definiti altri due fori 7, 8, 7a, 8a che attraversano la piastra 4, 4a. Tali fori 7, 8, 7a, 8a sono anch’essi a conformazione allungata parallelamente al foro 6, 6a che è disposto fra i fori 7, 8, 7a, 8a.

Sulla faccia della piastra 4, 4a opposta rispetto ai corpi tubolari 3, 3a e 5, 5a è fissata una testa di erogazione 9, 9a che è attraversata da passaggi di erogazione 10, 11, 12, 10a, 11a, 12a, per il comburente e per il combustibile.

1 passaggi di erogazione sul lato rivolto verso la piastra 4, 4a, sono conformati sostanzialmente come i fori 6, 7, 8, 6a, 7a, 8a e si sviluppano in senso contrario alla piastra 4, 4a, ovvero nel senso di erogazione, riducendo ulteriormente il loro lato minore in sezione trasversale ed incrementando progressivamente il loro lato maggiore in modo da sfociare sul lato opposto con una conformazione sostanzialmente a fessura e in modo da generare una fiamma a ventaglio.

Sul lato di erogazione della testa 9, 9a si hanno cosi tre fessure parallele tra loro delle quali la fessura attraverso la quale viene erogato il combustibile risulta posizionata fra le due fessure di erogazione del comburente.

Opportunamente, i passaggi di erogazione si sviluppano, almeno in prossimità del loro sbocco, lungo piani che convergono in una zona distanziata dalla testa di erogazione in modo tale che la fiamma si sviluppi nella camera di combustione 50 del forno ad una certa distanza dalla testa di erogazione. In questo modo, si ottengono maggiori garanzie contro il pericolo di scoppio all’interno del bruciatore e si riduce l’usura della testa di erogazione elle può comunque essere sostituita in modo semplice essendo fissata alla piastra 4, 4a mediante viti 13, 13a.

Nella testa di erogazione 9, 9a, sono inoltre definiti condotti 14, 14a che sono alimentati con liquido refrigerante per mantenere la temperatura della testa entro limiti adatti a prevenire il suo danneggiamento a causa delle elevate temperature all’interno del forno.

Tali condotti si sviluppano all’interno della testa 9, 9a nelle zone non interessate dai passaggi di erogazione 10, 11, 12, 10a, 11a, 12a e sono in collegamento con due incavi 15, 16, 15a, 16a definiti sulla faccia della piastra 4, 4a accoppiata con la testa di erogazione. Gli incavi 15, 16, 15a, 16a fungono da collettori per il liquido refrigerante e sono collegati rispettivamente con un canale di adduzione 17, 17a del liquido refrigerante e con un canale di scarico 18, 18a per l’allontanamento del liquido refrigerante.

Vantaggiosamente, il bruciatore secondo il trovato è provvisto di mezzi di fissaggio che sono insegnabili con le pareti laterali del tino dell ’altoforno.

Come illustrato in particolare nelle figure 2 e 3, tali mezzi di fissaggio sono sostanzialmente costituiti da un controtelaio 19 conformato a cornice che è fissato, ad esempio mediante viti 20, attorno alla piastra 4. Il controtelaio 19 è incernierato con un suo lato verticale ad un telaio 21 fissato alla parete 22 del tino dell’altoforno attorno ad un’apertura 23 appositamente prevista per il passaggio del bruciatore.

L’altro lato verticale del controtelalo 19 può essere bloccato mediante una spina 24 di semplice asportazione.

In questo modo, in caso di necessità, il controtelalo 19, e quindi il bruciatore 1, può essere oscillato attorno ad un asse di incem ieramento verticale 25 per portare esternamente al forno la testa di erogazione e procedere alla sua manutenzione.

Il controtelaio 19 può comunque essere fissato in altro modo ad un telalo 20 associato alle pareti laterali del tino o alla porta del forno, ad esemplo mediante perni e chiavarde che ne consentono comunque l’asportabilità per procedere alla sua manutenzione.

Il bruciatore la nella seconda forma di esecuzione può essere Inserito In un’apposita apertura 26a definita nella volta 27 del forno e supportato mediante un’apposita piastra 28 che viene fissata alla faccia superiore della volta 27.

Sia nella prima forma di esecuzione che nella seconda forma di esecuzione, i passaggi di erogazione del combustibile e del comburente sono orientati secondo direzioni che, con il bruciatore fissato al forno, sono inclinate verso il basso rispetto ad un piano orizzontale teorico per raggiungere con la fiamma la zona del rottame più opportuna da riscaldare o da tagliare.

Si è in pratica constatato come il bruciatore secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto, erogando una fiamma a ventaglio che va ad interessare un’ampia superficie di rottame da preriscaldare o da tagliare, ottiene un’elevata efficienza termica senza richiedere alcuna movimentazione durante il suo funzionamento.

Inoltre, nei periodi di non lavoro, attraverso i passaggi di erogazione può essere insufflata aria per impedire che schizzi di metallo liquido o di scoria vadano ad ostruire tali passaggi, riducendo così gli interventi di manutenzione.

Nel caso che il bruciatore venga applicato alla porta del forno, se oppurtunamente posizionato, può mantenere pulita la porta del forno dal deposito di scorie.

Un ulteriore vantaggio derivante dal fatto che il bruciatore secondo il trovato è fisso durante il funzionamento è quello di non richiedere l’installazione di apparecchiature di movimentazione nei pressi del forno.

Il bruciatore così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli sono aostituitlbili con elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Bruciatore per il preriscaldamento o il taglio di materiale da fondere, in particolare per altoforni di tipo elettrico, comprendente un collettore, con definiti canali di adduzione di un comburente e di un combustibile, connesso ad una testa di erogazione posizionabile all’interno dell’altoforno e con definiti passaggi di erogazione in collegamento con detti canali di adduzione, caratterizzato dal fatto che detti passaggi di erogazione sono sagomati a fessura allargantesi nel senso di erogazione per generare una fiamma a ventaglio.
2. Bruciatore, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, in detta testa di erogazione, sono definiti almeno un passaggio di erogazione del combustibile e almeno un passaggio di erogazione del comburente, detti almeno due passaggi di erogazione sviluppandosi secondo due piani intersecantisi in una zona distanziata da detta testa di erogazione .
3. Bruciatore, secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che in detta testa di erogazione sono definiti due passaggi di erogazione del comburente distanziati fra loro e un passaggio di erogazione del combustibile disposto fra detti due passaggi del comburente, detti passaggi di erogazione del comburente e del combustibile sviluppandosi secondo tre piani intersecantisi in una zona distanziata da detta testa di erogazione.
4. Bruciatore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, in detta testa di erogazione, sono definiti condotti in collegamento con un canale di adduzione di liquido refrigerante e con un canale di scarico di detto liquido refrigerante.
5. Bruciatore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di fissaggio impegnabili con le pareti laterali del tino dell’altoforno.
6. Bruciatore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di fissaggio comprendono un controtelaio supportante detto collettore ed incernierato al lato di un telaio fissato ad una parete laterale del forno in corrispondenza di un’apertura definita in detta parete laterale per il passaggio della testa di erogazione del bruciatore, detto controtelaio essendo oscillabile relativamente a detto telaio attorno ad un asse di incernieramento sostanzialmente verticale per portare detta testa di erogazione esternamente all’altoforno.
7. Bruciatore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di fissaggio comprendono un controtelaio amovibilmente associato ad un telaio fissato ad una parete laterale dell'altoforno attorno ad un’apertura per il passaggio della testa di erogazione.
8. Bruciatore, secondo una o più dalle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta testa di erogazione è amovibilmente associata a detto collettore.
9. Altoforno, in particolare di tipo elettrico, con bruciatori per il preriscaldamento o per il taglio del materiale da fondere, comprendente un tino definente internamente una camera di fusione e una volta occludente superiormente detto tino e con bruciatori di preriscaldamento connessi alle pareti laterali di detto tino e/o a detta volta, detti bruciatori comprendendo ciascuno un collettore, con definiti canali per un comburente ed un combustibile, connesso ad una testa di erogazione posizionata all’interno di detta camera di fusione e con definiti passaggi di erogazione in collegamento con detti canali di adduzione, caratterizzato dal fatto che detti passaggi di erogazione sono sagomati a fessura allargantesi nel senso di erogazione per generare una fiamma a ventaglio.
10. Altoforno, secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che uno di detti bruciatori è connesso alla porta dell’altoforno.
11. Altoforno, secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti passaggi di erogazione dei bruciatori connessi alle pareti laterali del tino sono orientati secondo direzioni inclinate verso il basso rispetto ad un piano orizzontale teorico.
12. Procedimento per il preriscaldamento o il taglio di materiale da fondere in altoforni di tipo elettrico, caratterizzato dal fatto che il materiale da preriscaldare o da tagliare viene investito con una fiamma fissa conformata sostanzialmente a ventaglio.
13. Bruciatore per il preriscaldamento o il taglio di materiale da fondere in particolare per altoforni di tipo elettrico, caratterizzato dal fatto di comprendere una a più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.