ITMI20121110A1 - Voltino perfezionato per forni fusori elettrici - Google Patents

Description

VOLTINO PERFEZIONATO PER FORNI FUSORI ELETTRICI

La presente invenzione si riferisce a un voltino perfezionato per forni fusori elettrici.

In particolare, la presente invenzione trova la sua principale collocazione nel contesto produttivo siderurgico legato alla fusione in forni fusori elettrici noti.

In generale i voltini (delta) che vengono utilizzati in tali forni non sono altro che elementi di chiusura della volta dei forni elettrici realizzati in materiale refrattario ed eventualmente dotati di un anello metallico unico o in più pezzi non raffreddati atto al contenimento del refrattario e munito di sistema di appoggio alla carpenteria della volta e di sistema di movimentazione dello stesso.

Per consentire il contatto degli elettrodi con il materiale da fondere disposto nel forno, questi voltini sono provvisti di tre fori e passanti che fungono da canali di introduzione degli elettrodi e d i un altro foro per l'introduzione di ferro-leghe ecc. Come noto, per motivi di trasportabilità e di movimentazione dei voltini, questi possono essere realizzati in un unico monoblocco di refrattario, nel caso di voltini di piccole dimensioni, o in una pluralità di settori indipendenti fra loro complementari, che verranno poi assiemati al momento del montaggio in acciaieria. Questo sistema, evidentemente, non crea alcun tipo di problema, indipendentemente dalle dimensioni del voltino stesso, in quanto i due ,tre o più pezzi vengono trasportati su normali bancali, non creando quindi alcun tipo di problema sia per il trasporto, che per la movimentazione.

Nell’economia delle lavorazioni a caldo delle acciaierie, quali la fusione, l’affinazione e il colaggio, un elemento significativo à ̈ il consumo di kg di elettrodo per ogni tonnellata di acciaio prodotto. Per ridurre tale consumo, à ̈ noto associare al voltino particolari mezzi di raffreddamento dell’elettrodo.

Un esempio di questi mezzi di raffreddamento dell’elettrodo à ̈ mostrato nel brevetto US4852120, ove, nella zona esterna del voltino sono previste delle pinze di supporto dell’elettrodo dotate di una serie di ugelli di erogazione di acqua nebulizzata.

Sempre secondo US4852120, altri ugelli possono inoltre essere previsti direttamente sul voltino all’imbocco dell’elettrodo.

In particolare, quindi, in tale ultima realizzazione gli ugelli di raffreddamento sono integrati direttamente al voltino e non più vincolati all’elettrodo.

Sebbene tali realizzazioni effettivamente provvedano ad allungare la vita dell’elettrodo, esse tuttavia presentano alcuni svantaggi.

Infatti, a causa della polverosità e dell’aggressività degli ambienti in cui gli ugelli lavorano, questi ultimi tendono rapidamente a ostruirsi, riducendo di molto l’efficienza dell’impianto raffreddante.

Ulteriormente la movimentazione degli elettrodi dalla zona di lavoro alla zona di riposo trasporta inevitabilmente una quantità non trascurabile di scorie che tendono a ostruire gli ugelli.

Svantaggiosamente quindi per ripristinare il voltino in condizioni di normale lavoro à ̈ necessario rimuoverlo o interrompere il ciclo produttivo per agire in pulizia sugli ugelli.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un voltino perfezionato per forni fusori elettrici in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.

Altro scopo à ̈ quello di realizzare un voltino perfezionato per forni fusori elettrici che incorpori gli ugelli di raffreddamento degli elettrodi e che per la loro pulizia periodica non richieda né di rimuovere il voltino, né di interrompere il ciclo produttivo.

Questi scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un voltino perfezionato per forni fusori elettrici come esposto nelle rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche e i vantaggi di un voltino perfezionato per forni fusori elettrici secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:

- la figura 1 Ã ̈ una vista schematica di un voltino perfezionato per forni fusori elettrici secondo la presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista in sezione del voltino di figura 1;

- la figura 3 Ã ̈ una vista in sezione di un particolare del voltino di figura 2;

- la figura 4 Ã ̈ una vista in sezione schematica della porzione periferica del voltino secondo la presente invenzione; e

- la figura 5 mostra la connessione laterale dei settori che formano il voltino secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle figure, viene mostrato un esempio realizzativo di un voltino perfezionato per forni fusori elettrici secondo la presente invenzione.

In particolare tale voltino 10 può essere in forma di un unico pezzo in materiale refrattario oppure può realizzato in settori refrattari indipendenti 11 disposti su un supporto perimetrale 16, preferibilmente refrigerato e in materiale plastico.

Alternativamente i settori 11 in refrattario possono essere uniti tra di loro da un sistema di connessione 14, 24 integrato nel refrattario stesso. Tale sistema di connessione à ̈ schematicamente mostrato in figura 5 alla quale si farà riferimento nel proseguo della descrizione.

Ogni settore 11 del voltino 10 presenta almeno un’apertura 15 passante di introduzione di un elettrodo 19 di fusione e dei mezzi di movimentazione 13 e appoggio alla bocca del forno.

Durante l’uso del voltino 10 l’elettrodo 19 à ̈ mantenuto sospeso nelle sue aperture 15 con l’estremità libera sporgente all’interno del forno.

Il voltino 10 comprende ugelli 18 integrati affacciati all’elettrodo 19 e predisposti per l’erogazione di una sostanza di raffreddamento, quale acqua nebulizzata, aria, azoto o miscele di queste o altre sostanze.

In particolare, secondo l’invenzione tali ugelli 18 disposti in corrispondenza dell’apertura 15 passante di introduzione dell’elettrodo 19 sono integrati in un elemento rimuovibile 12 di raccordo disposto nell’apertura 15 del voltino.

Come mostrato, tale elemento rimuovibile 12 presenta a sua volta un’apertura passante di accoglimento dell’elettrodo 19 e una porzione periferica di accoppiamento con le aperture 15 previste del voltino. In altre parole nel voltino 10 secondo la presente invenzione fra la struttura esterna, monolitica o in settori refrattari 11, e l’elettrodo 19 à ̈ presente un raccordo rimuovile 12 integrante gli ugelli 18 di raffreddamento dell’elettrodo 19.

A seconda delle possibili realizzazioni tali ugelli 18 possono essere annegati in tale elemento rimuovibile 12 di raccordo, anch’esso in refrattario, oppure disposti sulla superficie esterna dello stesso.

Tuttavia, in entrambi i casi sopra esposti, vantaggiosamente secondo l’invenzione à ̈ possibile provvedere alla pulizia periodica degli ugelli 18 senza dover rimuovere l’intero voltino 10 o senza interrompere il ciclo produttivo, ma solo rimuovendo il singolo accessorio 12 e sostituendolo con un altro 12 già pronto per l’uso.

Inoltre la presenza di tali elementi rimuovibili 12 di raccordo consentono di ridurre la dispersione del calore attraverso le aperture 15, potendo calibrare di volta in volta le aperture a seconda del diametro dell’elettrodo 19 da utilizzare.

Quali ulteriori aspetti dell’invenzione si possono prevedere mezzi di accoppiamento a tenuta 17 fra gli elementi rimuovibili 12 di raccordo e le relative sedi 15, nonché mezzi di raffreddamento dell’accessorio stesso (non mostrati); inoltre si realizza anche la tenuta fra il diametro esterno del voltino e la parte di volta raffreddata.

In tal ultimo caso la durata dell’elettrodo viene ulteriormente allungata a seguito di tale doppio raffreddamento sia diretto sull’elettrodo 19, sia indiretto sul supporto rimuovibile 12.

Ancora ulteriormente anche il supporto esterno in materiale plastico 16 à ̈ del tipo raffreddato realizzando così un terzo stadio di raffreddamento del voltino 10.

Secondo l’invenzione il voltino à ̈ esternamente completamente realizzato in materiale refrattario. Per mantenere tale isolamento, secondo l’invenzione l’anello periferico metallico 21 solitamente disposto all’esterno del voltino à ̈ stato annegato all’interno del materiale refrattario rendendolo così il voltino isolante da un punto di vista di eventuali correnti vaganti.

Tale realizzazione à ̈ mostrata in figura 4 ove infatti la struttura metallica 21 à ̈ annegata nel refrattario e equipaggiata di un apposito circuito refrigerante 22. Come mostrato in tale figura 4 fra la struttura esterna 16 e il voltino si prevedono degli elementi isolanti 20 che fungono da punti di appoggio per il voltino.

Infatti il voltino della presente invenzione appoggia esternamente sulla struttura 16 solo in alcuni punti, preferibilmente almeno tre per ogni settore, ove viene prevista la presenta di tali elementi isolanti 20.

In figura 5 Ã ̈ mostrata la connessione laterale di due settori 11 del voltino.

Tali settori sono accoppiati da superfici grecate coniugate 23 fra loro mantenute avvicinate grazie a mezzi di serraggio 24, del tipo flangiato. Vantaggiosamente in tal modo à ̈ possibile disporre del materiale legante 25 fra i settori prima del serraggio che, una volta compresso, garantisce l’unione delle parti.

Una guarnizione superficiale 25 completa l’accoppiamento rendendo la superficie superiore del voltino continua.

Risulta del tutto agevole comprendere quale sia il funzionamento del voltino 10 perfezionato per forni fusori elettrici oggetto dell’invenzione.

Una volta inseriti gli elementi rimuovibili 12 di raccordo nelle sedi 15 ricavate sul voltino 10, quest’ultimo lavora in modo del tutto analogo ai voltini noti dotati di ugelli 18 di raffreddamento degli elettrodi 19.

Il vantaggio della presente invenzione emerge quando periodicamente à ̈ necessario eseguire la pulizia degli ugelli 18. Infatti, secondo la tecnica nota, à ̈ necessario rimuovere l’intero voltino 10 e interrompere quindi il ciclo produttivo per un lasso di tempo considerevole.

Al contrario, secondo l’invenzione, il ripristino del ciclo produttivo à ̈ rapido e richiede solo la sostituzione dell’elemento di raccordo 12 in uso con un altro pulito.

Una volta rimosso l’elemento di raccordo 12, à ̈ naturalmente possibile provvedere alla sua pulizia in vista di una successiva sostituzione.

Inoltre sia il supporto del voltino sulla struttura esterna 16 realizzato sono in alcuni punti sia il serraggio possibile dei settori refrattari rendono il voltino della presente invenzione di facile istallazione e movimentazione.

Si à ̈ così visto che un voltino perfezionato per forni fusori elettrici secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati.

Infatti il voltino perfezionato per forni fusori elettrici della presente invenzione da un lato comprende ugelli di raffreddamento degli elettrodi e da un altro lato non richiede lunghe pause del ciclo produttivo per la pulizia degli stessi.

Il voltino perfezionato per forni fusori elettrici della presente invenzione così concepito à ̈ 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 (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Voltino (10) per forni fusori elettrici del tipo realizzato almeno parzialmente in materiale refrattario e associabile in modo sospeso in corrispondenza di un’apertura con’estremità libera sporgente di un forno, detto voltino (10) comprendendo almeno un’apertura passante (15) di introduzione dall’esterno di un elettrodo (19) di fusione all’interno di detto forno; caratterizzato dal fatto che detto voltino (10) inoltre comprende almeno un elemento rimuovibile (12) di raccordo associato a detta almeno un’apertura (15) e provvisto di mezzi di raffreddamento (18) di detto elettrodo (19).
2. 2) Voltino secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto voltino (10) comprendente una pluralità di settori refrattari (11) indipendenti ognuno dei quali provvisto di un’apertura passante (15).
3. 3) Voltino secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto di comprendere un telaio (16) perimetrale metallico di ricezione e posizionamento di detti settori refrattari indipendenti (11).
4. 4) Voltino secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di raffreddamento di detto telaio perimetrale metallico (11).
5. 5) Voltino secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di connessione (13) di detti settori refrattari (11) indipendenti disposti almeno parzialmente annegati in detti settori (11).
6. 6) Voltino secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detti mezzi di raffreddamento (18) di detto elettrodo (19) comprendono ugelli integrati in detti elementi rimuovibili (12) e affacciati all’elettrodo (19) per l’erogazione di una sostanza di raffreddamento.
7. 7) Voltino secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriori ugelli di raffreddamento sposti sulla superficie esterna di detti elementi rimuovibili (11).
8. 8) Voltino secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di accoppiamento a tenuta (17) fra gli elementi rimuovibili (11) di raccordo e dette aperture (15).
9. 9) Voltino secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di raffreddamento detti elementi rimuovibili disposti in corrispondenza di dette aperture (15).