ITMI20112185A1 - Copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici - Google Patents

Description

COPERTURA PER ELEMENTI DI CONTENIMENTO DI MATERIALE AD ALTA TEMPERATURA, IN PARTICOLARE PER UNA PANIERA

UTILIZZATA IN PROCESSI SIDERURGICI

La presente invenzione si riferisce a una copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura.

In particolare, la presente invenzione si riferisce a una copertura per una paniera utilizzata in processi siderurgici.

Tuttavia, come emergerà dalla descrizione, la copertura oggetto della presente invenzione potrà anche essere utilizzata in altri ambiti produttivi, quali per esempio la lavorazione del vetro o in generale i processi petrolchimici, in cui sono presenti problemi nelle coperture di strutture ad alte temperature.

Al solo scopo di chiarimento si riporta brevemente cosa sia una paniera e come essa intervenga nei processi siderurgici di lavorazione di colate di metalli fusi. La colata è un processo industriale in cui un materiale liquido, metallo allo stato fuso, viene fatto transitare per caduta in una lingottiera ove il metallo si solidifica raggiungendo la forma desiderata.

Solitamente questi processi siderurgici comprendono più linee di colata, ciascuna attrezzata di lingottiera, ove le diverse linee vengono alimentate da un comune contenitore di distribuzione, detto appunto paniera. A sua volta la paniera viene riempita di metallo fuso trasportato dal forno mediante un particolare contenitore detto siviera.

Attualmente quale copertura del bagno fuso disposto in paniera viene utilizzato un sistema composto da una carpenteria, che ha funzione strutturale, in cui vengono inserite a scacchiera delle isole di materiale refrattario.

Si prevede inoltre una rete metallica ancorata alla carpenteria per il sostegno delle singole isole.

Tale configurazione, sebbene a freddo risulti un buon compromesso tra costi e manodopera, alle alte temperature presenta notevoli problemi.

Fra i problemi presenti il più rilevante è il fatto che già dopo pochi turni di esercizio l'intera copertura tende ad incurvarsi.

Svantaggiosamente, tale inflessione del sistema rende in pratica impossibile continuarne il processo poiché il coperchio così deformato rischierebbe di danneggiare altri componenti della paniera, quali bruciatori, barriere o altro, non garantendo più l'idonea tenuta al calore e ai fumi.

Questo danneggiamento delle coperture note costringe gli utenti ad effettuare continue sostituzioni con conseguente spreco di materiale.

Infatti il refrattario presente risulterebbe ancora in buone condizione quando inevitabilmente viene scartata l'intera copertura.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici, che sia alternativa alle coperture oggi note e che sia in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.

Altro scopo è quello di realizzare una copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici, che da un lato garantisca la corretta tenuta al calore e ai fumi, e da un altro lato non presenti flessioni anche dopo lunghi tempi di esercizio.

Ulteriore scopo è quello di realizzare una copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici, in grado di fornire all'utente un'indicazione dello stato di danneggiamento della copertura durante l'esercizio in modo tale da pianificarne la sostituzione.

Questi scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando una copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici, come esposto nella rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche e i vantaggi di una copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici, secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:

- la figura 1 è una vista prospettica schematica di un esempio realizzativo di una copertura secondo la presente invenzione per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici, ove sono visibili gli elementi annegati nella copertura stessa; - la figura 1B mostra la copertura di figura 1 come visibile esternamente;

- la figura 2 è una vista prospettica schematica di un secondo esempio realizzativo di una copertura secondo la presente invenzione ove tale copertura comprende più elementi monolitici affiancati ciascuno provvisto di diverse geometrie di fori passanti o aperture;

- la figura 3 è una vista laterale della copertura di figura 2; e

- la figura 4 mostra un particolare ingrandito indicato con IV in figura 3.

Con riferimento alle figure, viene mostrato con 10 un esempio realizzativo secondo la presente invenzione di una copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici.

Tale copertura 10 presenta un bordo esterno 20 complementare alla bocca dell'elemento di contenimento ed è del tipo comprendente almeno un elemento monolitico 11, 11' realizzato in materiale refrattario. Con il termine monolitico sopra riportato non si intende che necessariamente la copertura oggetto della presente invenzione sia realizzata in un sol pezzo ma che invece la copertura può essere applicata alla relativa paniera senza l'utilizzo di strutture ausiliarie di carpenteria né di reti di supporto, tipiche della tecnica nota.

Secondo l'invenzione, l'elemento 11, 11' in refrattario interagisce con mezzi per la generazione di uno stato di compressione all'interno dell'elemento stesso, ove tali mezzi per la generazione di uno stato di compressione sono almeno parzialmente affogati nell'elemento refrattario.

Secondo l'esempio realizzativo mostrato, tali mezzi per la generazione di uno stato di compressione comprendono almeno un elemento a tirante 12, ove ogni tirante comprende una prima estremità 13, vincolata ad un lato dell'elemento 11, 11' refrattario, e una seconda estremità 14 associata al lato opposto dell'elemento stesso 11, 11'.

In corrispondenza di almeno un'estremità dei tiranti sono previsti mezzi di serraggio 15, per esempio del tipo comprendente almeno un dado di serraggio 16 e una placchetta 17 di battuta per i dadi 16.

In particolare, agendo sui dadi 16 sarà possibile provvedere a mantenere sempre lo stato di compressione richiesto all'interno dell'elemento 11, 11' refrattario.

Preferibilmente i tiranti sono sostanzialmente interamente affogati all'interno dell'elemento 11, 11' refrattario.

In tal caso almeno un'estremità dei tiranti 12 fuoriesce dall'elemento 11, 11' refrattario per collaborare con i mezzi di serraggio 15.

Naturalmente l'elemento 11, 11' refrattario può comprendere almeno un foro 18, 18' per inserimento di bruciatori, barriere o altri elementi accessori.

Nella realizzazione mostrata in figura 2, l'elemento refrattario 11' comprende un particolare foro aperto da un lato.

Tale foro aperto, o rientranza, 18" è sagomato in modo che possa essere possibile l'estrazione della copertura a colata avvenuta per facilitare il raffreddamento della paniera e ridurre i tempi necessari alla sua manutenzione.

In particolare in tale foro aperto, o rientranza, 18" viene inserito un elemento ad asta sorretto da una bandiera e provvisto di una punta in grafite che funge da tappo per il foro di colata.

Nel caso in cui la copertura 10 comprenda due o più elementi 11, 11' refrattari, questi vengono disposti a reciproco contatto laterale.

Sebbene la struttura che deriva dall'accoppiamento di tali due o più elementi 11, 11' refrattari sia autoportante e non richieda quindi necessariamente di elementi di giunzione degli elementi 11, 11' refrattari stesse, in via non limitativa si può prevedere almeno un elemento a tirante 12 provvisto di una prima estremità associata ad un elemento refrattario 11 e una seconda estremità associata all'altro elemento refrattario 11'.

Per facilitare le operazioni di posizionamento della copertura, sulla superficie superiore della copertura, ovvero sulla superficie destinata a rimanere esterna alla paniera, sono previsti dei fori 22, per esempio quadrati ma possono essere anche circolari, ove sono disposti mezzi di aggancio integrati con i tiranti interni.

Tali mezzi di aggancio sono per esempio degli elementi sagomati a U 23 ove le estremità libere 24 prevedono manicotti nei quali passano i tiranti 12.

In tal modo la copertura già predisposta alla messa in opera senza bisogno di fasciature o altri sistemi di movimentazione destinati ad essere rimossi dopo 1'utilizzo.

Inoltre il sistema di serraggio, benché ben accessibile, sarebbe meglio che non fuoriuscisse dalla sagoma esterna dell'elemento, in modo da risultare più protetto.

Infine, per favorire la tenuta del calore e dei fumi, gli elementi il, il' refrattari comprendono un bordo esterno ribassato 21 di appoggio diretto contro la bocca della paniera.

Risulta del tutto agevole comprendere quali siano i vantaggi derivanti dall'utilizzo di copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici, secondo l'invenzione.

La soluzione proposta è legata alle peculiarità dei materiali refrattari che, come tutti i materiali a comportamento fragile, hanno ottime caratteristiche meccaniche a compressione.

Posizionando dei tiranti all'interno degli elementi refrattari si genera all'interno degli elementi stessi uno stato di compressione in grado eliminare sostanzialmente la freccia all'interasse della copertura risolvendo i problemi di inflessione che affiggono le coperture oggi in commercio.

Vantaggiosamente, essendo posizionati all'interno del materiale refrattario sui tiranti non grava mai il calore direttamente.

Con opportuni dimensionamenti del materiale refrattario è possibile mantenere la temperatura nella zona dei tiranti sotto quella di rammollimento.

Valutando il consumo della componente refrattaria dei coperchi attuali, la Richiedente ha stimato che una copertura realizzata secondo la presente invenzione può presentare una vita utile raddoppiata rispetto a quelli utilizzati attualmente.

Il consumo della componente refrattaria fino all'esposizione dei tiranti può inoltre fornire un'indicazione visiva all'utente per la sostituzione della copertura.

Si è così visto che una copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici, secondo la presente invenzione realizzano gli scopi in precedenza evidenziati.

Infatti la copertura secondo la presente invenzione per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici, offre una soluzione alternativa alle coperture oggi note, garantisca sia la corretta tenuta al calore e ai fumi senza presentare flessioni anche dopo lunghi tempi di esercizio, e infine fornire all'utente un'indicazione dello stato della copertura durante l'esercizio in modo tale da pianificarne la sostituzione.

La copertura per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, in particolare per una paniera utilizzata in processi siderurgici, della presente invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, i materiali utilizzati, nonché le loro dimensioni, potranno essere di qualsiasi tipo a seconda delle esigenze tecniche.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Copertura (10) per elementi di contenimento di materiale ad alta temperatura, detta copertura (10) presentando un bordo esterno (20) complementare alla bocca di detto elemento di contenimento ed essendo del tipo comprendente almeno un elemento monolitico (11, 11') realizzato in materiale refrattario, essendo inoltre previsti mezzi per la generazione di uno stato di compressione in detto almeno un elemento monolitico (il, il') realizzato in materiale refrattario, detti mezzi per la generazione di uno stato di compressione essendo almeno parzialmente affogati all'interno di detto almeno un elemento monolitico (il, il') realizzato in materiale refrattario.
2. 2) Copertura (10) secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detti mezzi per la generazione di uno stato di compressione in detto almeno un elemento monolitico (il, il') realizzato in materiale refrattario comprendono almeno un elemento a tirante (12).
3. 3) Copertura (10) secondo la rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che detto almeno un elemento a tirante (12) comprende una prima estremità (13) vincolata ad una lato di detto almeno un elemento monolitico (il, il') realizzato in materiale refrattario e una seconda estremità (14) associata ad un lato opposto di detto almeno un elemento monolitico (il, il') realizzato in materiale refrattario e provvista di mezzi di serraggio (15).
4. 4) Copertura (10) secondo la rivendicazione 3 caratterizzato che detti mezzi di serraggio (15) comprendo almeno un dado di serraggio (16) ed una placchetta (17) di battuta per detto dado (16).
5. 5) Copertura (10) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detti mezzi per la generazione di uno stato di compressione sono sostanzialmente interamente affogati all'interno di detto almeno un elemento monolitico (11, 11') realizzato in materiale refrattario.
6. 6) Copertura (10) secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detta seconda estremità (14) di detto almeno un elemento a tirante (12) fuoriesce da detto elemento monolitico (11, 11') realizzato in materiale refrattario, detta placchetta (17) di battuta per detto dado di serraggio (16) premendo lateralmente contro almeno un lato di detto elemento monolitico (11, 11') realizzato in materiale refrattario.
7. 7) Copertura (10) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di comprende almeno un foro (18, 18').
8. 8) Copertura (10) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di comprende almeno due elementi monolitici (11, 11') realizzati in materiale refrattario secondo una qualsiasi rivendicazione precedente fra loro posti a reciproco contatto laterale.
9. 9) Copertura (10) secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti elementi a tirante (12) prevede una prima estremità associata ad un elemento monolitico (11) ed una seconda estremità associata ad un altro elemento monolitico.
10. 10) Copertura (10) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto elemento monolitico (11, 11') realizzato in materiale refrattario è del tipo a piastrella comprendente un bordo esterno ribassato (21) di appoggio diretto contro detta bocca di detto elemento di contenimento di materiale ad alta temperatura.