ITMI950782A1 - Lancia per l'insufflazione di sostanze allo stato fluido all'interno di forni particolarmente per la produzione di acciaio - Google Patents

Abstract

Il presente trovato si riferisce ad una lancia per l'insufflazione di sostanze allo stato fluido all'interno di forni, particolarmente per la produzione di acciaio. La lancia comprende un corpo a conformazione allungata all'interno del quale sono definiti almeno due condotti che sfociano all'esterno di tale corpo in prossimità di una sua estremità longitudinale. I condotti citati sono collegabili a mezzi di alimentazione di sostanze allo stato fluido da insufflare nel forno e, internamente al corpo della lancia, è definita, almeno in prossimità della sua estremità destinata ad essere inserita nel forno, una camera di circolazione di un fluido refrigerante.

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha come oggetto una lancia per 11insufflazione di sostanze allo stato fluido all'interno di forni, particolarmente per la produzione di acciaio.

Come è noto, nei processi produttivi di acciaio con forni elettrici è richiesta l'insufflazione di sostanze allo stato fluido all'interno del forno.

L'insufflazione di queste sostanze viene eseguita mediante lance che vengono inserite all'interno del forno attraverso apposite porte definite nelle pareti laterali del forno superiórmente al livello del metallo liquido.

Così, ad esempio, durante il caricamento del forno con il rottame o materiale ferroso che costituisce la materia prima per la produzione dell'acciaio,,si procede investendo il materiale caricato con un getto di ossigeno, erogato da un'apposita lancia, che ha la funzione di ottenere il taglio del materiale caricato favorendone la discesa nel forno ‘e di fornire energia termica per coadiuvare la fusione del materiale immesso.

Durante la successiva fase di affinazione, si insuffla ossigeno e polverino di carbone nella scoria che riveste il metallo liquido. L'insufflazione di ossìgeno e carbone in questa fase ha un effetto chimico sul metallo in quanto le sostanze insufflate reagiscono tra loro e con il metallo liquido favorendo lo schiumegglamento della scoria ed un effetto fisico in quanto il getto erogato mantiene in costante movimento il metallo liquido favorendo le reazioni chimiche e rendendo omogenee le caratteristiche del metallo all'interno della sua massa.

E' da notare che nella fase di affinazione viene richiesto che il flusso di ossigeno debba unirsi con il flusso di carbone in modo tale da ottenere una reazione chimica tra ossigeno e carbone con formazione di CO indispensabile per il fenomeno della scorificazione.

Per questo motivo, la lancia attraverso la quale viene insufflato ossigeno viene preventivamente connessa ad una o più lance attraverso le quali viene insufflato il polverino di carbone in modo tale che i flussi in uscita dalle varie lance debbano incontrarsi secondo un angolo prefissato.

A seguito dell'elevata temperatura all'interno del forno, le lance, che sono solitamente realizzate principalmente in acciaio al carbonio, possono subire indesiderate deformazioni che alterano, nel tèmpo, l'angolo di incontro dei flussi delle sostanze insufflate portando a risultati sensibilmente inferiori rispetto a quelli teorici.

Compito precipuo del presente trovato è quello di risolvere il problema sopra esposto realizzando una lancia che consenta, quando richiesto, di insufflare più,sostanze all'interno del forno mantenendo un corretto orientamento relativo dei vari flussi delle sostanze insufflate.

Nell'ambito di questo compito’, uno scopo del trovato è quello di realizzare una lancia che risulti di impiego estremamente semplice ed agevole.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare una lancia che consenta di ottenere risultati pienamente soddisfacenti per quanto riguarda la miscelazione delle sostanze durante l'insufflazione.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare una lancia che possa essere prodotta con costi competitivi rispetto ai costi delle lance di tipo tradizionale.

Un altro scopo ancora del trovato è quello di realizzare una lancia che consenta comunque di insufflare anche una sola sostanza all'interno del forno, in modo tale da soddisfare pienamente le varie esigenze operative connesse con la produzione dell'acciaio con forni elettrici.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una lancia per l'insufflazione di sostanze allo stato fluido all'interno di forni, particolarmente per la produzione di acciaio, caratterizzata dal fatto di comprendere un corpo a conformazione allungata con definiti almeno due condotti sfocianti all'esterno di detto corpo in prossimità di una sua estremità longitudinale, detti almeno due condotti essendo collegabili a mezzi di alimentazione di sostanze allo stato fluido da insufflare nel forno, internamente a detto corpo'essendo 'ο\γ. definita, almeno in prossimità di detta estremità, una camera di circolazione di un fluido refrigerante.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, della lancia secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 illustra la lancia secondo il trovato vista in pianta dall'alto;

la figura 2 illustra la lancia secondo il trovato in una sezione assiale eseguita secondo l'asse e II—II della figura 1;

la figura 3 illustra la lancia secondo il trovato in alzato frontale; la figura 4 è una sezione della figura 1 eseguita lungo l'asse IV-IV; la figura 5 una sezione della figura 1 eseguita lungo l'asse V-V. Con riferimento alle figure citate, la lancia secondo il trovato, indicata globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un corpo 2, a conformazione allungata, all'interno del quale .sono definiti almeno due condotti 3 e 4 che sono collegabili, in prossimità dell'estremità posteriore della lancia, ad esempio mediante giunti di tipo noto 5 e 6, a mezzi di alimentazione, anch'essi di tipo noto e non illustrati per semplicità, di sostanze allo stato fluido da insufflare all'interno del forno.

Più particolarmente, il corpo 2 è costituito sostanzialmente da un corpo a conformazione sostanzialmente cilindrica, cavo internamente, e i due condotti 3 e 4 sono definiti da corpi tubolari che sono inseriti all'interno del corpo 2.

Il condotto 4 si sviluppa sostanzialmente parallelamente all'asse longitudinale del corpo 2 e sfocia all'esterno del corpo 2 in corrispondenza della sua estremità anteriore o punta 7, mentre il condotto 3 si sviluppa anch'esso parallelamente all'asse longitudinale del corpo 2 terminando con un ugello di erogazione 8 che presenta una direzione inclinata rispetto a tale asse in modo tale da intersecare la direzione di erogazione del condotto 4.

Preferibilmente, gli sbocchi del condotto 3 del condotto 4 sono orientati in modo tale che le due direzioni di erogazione si intersechino secondo un angolo che è sostanzialmente compreso tra 30* e 40*, preferibilmente di 35*.

Internamente al corpo 2, almeno in prossimità,della sua estremità o punta 7, che è destinata ad essere inserita all'interno del forno, è definita una camera di circolazione di un fluido refrigerante, costituito ad esempio da acqua.

i Più particolarmente, tutta la cavità all'interno del corpo 2 che non è occupata dai condotti 3 è 4 risulta suddivisa sostanzialmente in due porzioni delle quali una porzione 9 che è situata immediatamente a ridosso della superficie interna del mantello del corpo 2 ed una porzione 10, più interna, che costituiscono rispettivamente una porzione di mandata ed una porzione di ritorno per il fluido refrigerante pompato internamente al corpo 2. La porzione 9 e la porzione 10 sono in collegamento tra loro in prossimità della punta della lancia.

La porzione di mandata 9 è collegata ad un imbocco di ingresso 11, mentre la porzione di ritorno 10 è collegata ad uno sbocco 12 che vengono connessi a mezzi di pompaggio del.fluido refrigerante, di tipo noto e non illustrati per semplicità, costituiti ad esempio da una pompa servita da un'apposito circuito di refrigerazione.

La porzione del corpo 2 situata in prossimità della punta 7, ovvero la sua porzione che nella fase di affinazione è destinata ad essere immersa nella scoria superiormente al livello del metallo liquido è preferibilmente realizzata in materiale ad elevata conducibilità termica, come ad esempio rame, in modo tale da assicurare, in corrispondenza della zona della lancia che è più sollecitata termicamente, un efficace asportazione di calore per evitare, quanto più possibile, deformazioni o danneggiamenti del corpo della lancia durante l'impiego.

L'impiego della lancia secondo il trovato risulta evidente da quanto descritto ed illustrato. In particolare, risulta evidente come la lancia secondo il trovato possa essere utilizzata sia nella fase di caricamento del forno per operare l'insufflazione di ossigeno e/o nella fase di affinazione per operare l'insufflazione di ossigeno e di polverino di carbone al di sotto della scoria che ricopre il metallo liquido.

In particolare, durante la fase di caricamento del forno, con il condotto 3 collegato a mezzi di pompaggio di ossigeno, la lancia secondo il trovato viene inserita all'interno del forno ed utilizzata sostanzialmente come una lancia di tipo tradizionale per operare il taglio del rottame o materiale ferroso inserito all'interno del forno e per coadiuvare la fusione.

In questa fase, non essendo richiesta l'insufflazione di polverino di carbone, il condotto 4 non viene utilizzato.

Nella fase di affinazione, il condotto 3 viene collegato a mezzi di alimentazione di ossigeno, mentre il condotto 4 viene collegato a mezzi di alimentazione di polverino di carbone e la lancia viene inserita nel forno e posizionata con la sua punta 7 nello strato di scoria che riveste il metallo liquido.

E' da notare che essendo la lancia secondo il trovato piraticamente monolitica, l'incontro dei due flussi delle sostanze insufflate, ovvero ossigeno e polverino di carbone, avviene secondo un angolo che si mantiene praticamente costante durante l'insufflazione consentendo di ottenere, r un'elevata efficacia della lancia in questa fase con un miglior rendimento qualitativo e con un minor consumo delle sostanze insufflate.

Si è in.pratica constatato come la lancia secondo il trovato assolva' pienamente il compito prefissato in quanto, essendo dotata di un corpo praticamente monolitico all'interno del quale sono previsti più condotti per l'insufflazione contemporanea di più sostanze allo stato fluido àll'interno di un forno per la produzione di acciaio, mantiene correttamente orientati i vari flussi nel tempo ottenendo il massimo livello possibile in termini di rendimento.

Ovviamente, all'interno del corpo della lancia potranno essere definiti due condotti, come descritto, oppure più condotti a seconda delle esigenze di impiego.

La lancia secondo il trovato è stata descritta con particolare riferimento all'insufflazione di ossigeno e di polverino di carbone ma, ovviamente, potrà essere utilizzata per insufflare all'interno di un forno per la produzione di acciaio anche altre sostanze a seconda delle esigenze.

La lancia così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte entranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Lancia per l'insufflazione di sostanze allo stato fluido all'interno di forni, particolarmente per la produzione di acciaio, caratterizzata dal fatto di comprendere un corpo a conformazione allungata con definiti almeno due condotti sfocianti all'esterno di detto corpo in prossimità di una sua estremità longitudinale, detti almeno due condotti essendo collegabili a mezzi di alimentazione di sostanze allo stato fluido da insufflare nel forno, internamente a detto corpo essendo definita, almeno in prossimità di detta estremità, una camera di circolazione di un fluido refrigerante.
2. 2. Lancia, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che gli sbocchi di detti due condotti sono orientati secondo due direzioni di erogazione convergenti esternamente alla lancia.
3. 3. Lancia, secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata dal fatto che dette due direzioni di erogazione si intersecano secondo un angolo compreso sostanzialmente tra 30* e 40*.
4. 4. Lancia, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dette due direzioni di erogazione si intersecano secondo un angolo sostanzialmente di 35*.
5. 5. Lancia, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno detta estremità longitudinale di detto corpo è realizzata in materiale metallico ad elevata conducibilità termica.
6. 6. Lancia, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta camera di circolazione di un fluido refrigerante comprende una porzione di mandata sviluppantesi a ridosso del mantello interno di detto corpo ed una porzione di ritorno sviluppantesi internamente a detta porzione di mandata.
7. 7. Lancia, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti condotti sono definiti da corpi,tubolari inseriti in detto corpo.
8. 8. Lancia per l'insufflazione di sostanze allo stato fluido all'interno di forni, particolarmente per la produzione di acciaio, caratterizzata dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.