ITRM20080683A1 - Metodo ed apparato di caricamento di rottami preriscaldati in un forno. - Google Patents

Description

METODO ED APPARATO DI CARICAMENTO DI ROTTAMI

PRERISCALDATI IN UN FORNO

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce principalmente ad un metodo e ad un apparato per il caricamento di rottami preriscaldati in un forno.

Correntemente ci sono diversi sistemi di caricamento del rottame preriscaldato in forni elettrici. Tali sistemi sono tutti basati su una logica di caricamento in continuo dei rottami nel forno, dopo un loro preriscaldamento in un tunnel dedicato. In particolare, i rottami sono trasportati attraverso il tunnel mediante elementi vibranti e quindi caricati continuamente nel forno tramite carrelli o dispositivi similari.

Tuttavia, nei sistemi noti la logica di caricamento in continuo fa sì che non si riesca ad ottenere un preriscaldamento ottimale dei rottami, a scapito del bilancio energetico complessivo e della qualità del risultato finale.

Inoltre, i sistemi noti per il caricamento del rottame nel forno risultano meccanicamente complessi e spesso non completamente affidabili, richiedendo anche una manutenzione frequente.

Pertanto, il problema tecnico posto e risolto dalla presente invenzione è quello di fornire un apparato ed un metodo per il caricamento di rottami preriscaldati in un forno che consenta di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota.

Tale problema viene risolto da un apparato secondo la rivendicazione 1 e da un metodo secondo la rivendicazione 11.

L’invenzione si riferisce altresì, secondo il medesimo concetto inventivo, ad un tunnel di preriscaldamento secondo la rivendicazione 8.

Caratteristiche preferite della presente invenzione sono presenti nelle rivendicazioni dipendenti della stessa.

La presente invenzione fornisce alcuni rilevanti vantaggi. Il vantaggio principale consiste nel fatto che il sistema di caricamento del rottame risulta ottimizzato. In particolare, il rottame può rimanere nel tunnel di preriscaldamento fino a quando arriva a temperatura, prima di essere periodicamente caricato nel forno.

Inoltre, il sistema di caricamento risulta complessivamente semplice ed affidabile.

Altri vantaggi, caratteristiche e le modalità di impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo. Verrà fatto riferimento alla Figura 1 del disegno allegato, che mostra una schematica rappresentazione laterale di una forma di realizzazione preferita dell’apparato secondo la presente invenzione.

Con riferimento a tale Figura 1, un sistema di preriscaldamento e caricamento di rottami in un forno F è complessivamente denotato con 100.

Il verso di movimento del rottame attraverso le fasi di preriscaldamento e caricamento nel forno è indicato in figura mediante frecce piene.

Il sistema 100 comprende un apparato 1 per il caricamento dei rottami nel forno ed un tunnel di preriscaldamento 10 di tali rottami operativamente associato o associabile all’apparato 1.

Il rottame da trattare può essere caricato direttamente sul tunnel 10, oppure su canali di trasporto vibranti 14 associati ad esso, in uno dei due modi seguenti:

- carica diretta di rottame (misto) dal parco rottami con una gru;

- con container ad esempio da 40 piedi precaricati, messi su una piattaforma di pesatura e svuotati nel primo canale di trasporto.

Il rottame, caricato ad esempio su un primo canale di trasporto 14, procede lungo una serie di canali aperti fino a raggiungere il tunnel di preriscaldamento 10. Qui il rottame viene riscaldato dai fumi che vengono estratti dal forno durante la fase di fusione del rottame stesso, secondo modalità che verranno illustrate in maggiore dettaglio più avanti.

Il tunnel 10 presenta un corpo principale atto a ricevere il rottame da preriscaldare e formato da una prima porzione a sviluppo sostanzialmente orizzontale 11 e da una seconda porzione terminale 12 a sviluppo sostanzialmente inclinato rispetto all’orizzontale, disposta a valle della prima porzione 11 rispetto al verso di avanzamento del rottame. Preferibilmente, la porzione terminale 12 presenta una inclinazione pari a 45 gradi circa. In virtù di tale inclinazione, la porzione 12 è atta a consentire un trasporto passivo, per gravità, del rottame preriscaldato verso il forno.

Il tunnel 10 presenta, in corrispondenza della prima porzione 11, un camino o condotto di suzione 13 per consentire, tra l’altro, l’aspirazione dei fumi dal forno.

Come detto sopra, il tunnel 10 a sua volta comprende o è operativamente associato ad una pluralità di elementi di trasporto vibranti, in particolare i canali già introdotti sopra e denotati complessivamente con 14, i quali sono appunto atti ad addurre il rottame dal punto di caricamento esterno ed attraverso il tunnel 10 stesso. Tali canali possono essere aperti o chiusi, tipicamente aperti a monte del forno e chiusi nel passaggio attraverso di esso. Tali canali sono di per sé noti e pertanto non verranno ulteriormente descritti.

Preferibilmente, la configurazione complessiva è tale che durante il preriscaldamento nel tunnel 10 il rottame raggiunge una temperatura massima compresa in un intervallo 650-850 °C circa durante le fasi di fusione del rottame nel forno, consentendo un notevole risparmio di energia (fino a 120kWh/ton) rispetto a un forno tradizionale.

Quando i fumi caldi, provenienti dal forno, entrano in contatto con il rottame freddo, può essere generato monossido di carbonio (CO). Per questa ragione, un rilevatore 15 di CO è installato sulla sezione inclinata 12 del tunnel 10. Sono inoltre previsti oblò antiesplosione, ad apertura automatica in caso di formazione di CO, inseriti nelle diverse sezioni 11 e 12 del tunnel 10.

Inoltre, due termoresistenze, o mezzi sensori di temperatura equivalenti, sono installate una in entrata al tunnel 10 e l’altra in uscita da esso e denotate rispettivamente con 16 e 17. Tali mezzi sensori consentono di monitorare le temperatura dei fumi, così da regolare i tempi dei cicli di carico.

L’apparato di caricamento 1 comprende una camera di caricamento 2, atta a ricevere il rottame preriscaldato nel tunnel 10 attraverso la porzione terminale inclinata 12 di questo ed a tal fine posizionata sotto di essa.

In uso, la camera 2 è allineata con un foro nel tino del forno per permettere il caricamento del rottame. È attraverso questo foro che durante la fase di preriscaldamento i fumi caldi sono estratti e usati per riscaldare il rottame posizionato nel tunnel di preriscaldamento 10 e sui relativi canali vibranti 14.

Preferibilmente, la disposizione complessiva è tale che la temperatura della camera 2 sia inferiore a 200°C. A tal fine, è previsto un raffreddamento esterno basato ad esempio su spruzzatori d’acqua posizionati lateralmente sulla superficie esterna, al fine di prevenire ogni deformazione della struttura dovuta al calore.

L’apparato 1 comprende inoltre mezzi spintori 3, operanti entro la camera 2 ed atti a consentire un caricamento discontinuo del forno ad intervalli di tempo selezionati.

Nella presente forma di realizzazione, i mezzi spintori 3 sono di tipo idraulico e basati su di un meccanismo a pistone dotato di stelo 31 e piatto di spinta 32.

Sul piatto 32 sono ricavati opportuni fori passanti 33 atti a consentire il passaggio dei fumi caldi provenienti dal forno, per l’adduzione di questi ultimi nel tunnel 10. In tal modo, anche durante il moto di caricamento dei rottami nel forno eseguito dal pistone, tali fumi possono raggiungere, tipicamente per aspirazione passiva, il tunnel 10 ed operare il desiderato preriscaldamento dei rottami ivi ricevuti.

Preferibilmente, la superficie totale dei fori 33 è uguale alla metà della sezione trasversale del canale discendente 12 del tunnel 10, per poter garantire una buona estrazione dei fumi anche al momento dello scaricamento nel forno.

Preferibilmente, le guide del pistone sono in acciaio resistente all’usura, ad esempio NiCrMo.

In una implementazione preferita, l’operazione di spinta del rottame richiede circa 1 minuto per l’avanzamento e 30 secondi per il ritorno alla posizione di riposo.

Il caricamento totale del forno può avvenire in sei-otto fasi e in un massimo di 32 minuti e di conseguenza con intervalli di caricamento di 4-5 minuti.

Il volume ottimale della camera può essere calcolato basandosi sulla capacità del forno e sulla densità del rottame.

Nella presente forma di realizzazione, la camera 2 ed i mezzi spintori 3 sono mobili solidalmente l’una agli altri rispetto al tunnel 10 ed al forno F per consentire operazioni di manutenzione e simili.

In particolare, la camera 2 ed i mezzi spintori 3 formano un’unica entità e sono posizionati su un carro o carrello controllato idraulicamente 4, ad esempio con una corsa di 500 mm circa. In tal modo, come detto sopra durante il cambiamento del tino del forno e altre operazioni il gruppo della camera può essere rimosso per liberare l’area.

Riassumendo il funzionamento del sistema sin qui illustrato, Il rottame (freddo) è caricato in una serie di canali oscillanti 14 che portano il rottame nel tunnel di preriscaldamento 10. Qui il rottame viene scaldato dai fumi del forno. Quando il rottame raggiunge la temperatura desiderata, esso viene spostato nella camera di caricamento 2 dell’apparato 1. Qui il rottame preriscaldato viene spinto (dal sistema a pistone idraulico 3) dentro al forno F attraverso un foro sulla parete del forno stesso. La camera di caricamento 2 può essere spostata in avanti e indietro per consentire la manutenzione del forno e altre operazioni attraverso il carro comandato idraulicamente 4. Durante il caricamento del forno i fumi che riscaldano il rottame nel tunnel 10 sono diretti (aspirati) dal condotto di suzione 13 di quest’ultimo. Quando la camera è vuota e in posizione, il rottame posto sui canali 14 viene fatto avanzare e i fumi sono diretti di nuovo attraverso il tunnel.

Sarà apprezzato che l’invenzione ha ad oggetto anche un metodo di caricamento di rottami in un forno eseguito secondo quanto sin qui descritto e comprendente in particolare una fase di pre-riscaldamento di rottami in un tunnel disposto a monte del forno ed una fase di caricamento dei rottami preriscaldati nel forno stesso, in cui tale fase di caricamento viene eseguita in modo discontinuo ad intervalli di tempo selezionati.

Come detto sopra, preferibilmente nella fase di preriscaldamento il rottame raggiunge una temperatura massima compresa in un intervallo 650 - 850 °C circa.

Sarà quindi apprezzato meglio a questo punto che il metodo ed il sistema dell’invenzione non richiedono modifiche sostanziali all’altezza dei capannoni che contengono il forno o fondazioni particolari e non interferiscono con la piattaforma del forno al contrario dei sistemi di caricamento tradizionali e di conseguenza c’è un risparmio sui costi della struttura.

A differenza di altri sistemi, non ci sono parti raffreddate da circuiti chiusi d’acqua.

Inoltre, il sistema consente un incremento della produttività con minori costi operativi in genere e di manutenzione in particolare e un inferiore investimento iniziale.

Naturalmente, il fatto che il rottame sia caricato periodicamente nel forno consente ad esso di raggiungere una temperatura maggiore, prima di essere caricato, che con gli altri sistemi di caricamento rottame che caricano continuamente nel forno.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a forme preferite di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, come definito dall’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato (1) per il caricamento di rottami in un forno (F) ed associabile ad un tunnel (10) di preriscaldamento del rottame disposto a monte del forno stesso, il quale apparato (1) comprende: - una camera di caricamento (2), atta a ricevere il rottame preriscaldato nel tunnel (10); e - mezzi spintori (3), operanti in detta camera di caricamento (2) ed atti a consentire un caricamento nel forno del rottame contenuto in detta camera (1), i quali mezzi spintori (3) sono atti a permettere tale caricamento in modo discontinuo ad intervalli di tempo selezionati.
2. 2. Apparato (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi spintori (3) sono di tipo idraulico.
3. 3. Apparato (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti mezzi spintori (3) comprendono un pistone (31, 32).
4. 4. Apparato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi spintori (3) a loro volta presentano mezzi (33) atti a consentire il passaggio dei fumi caldi provenienti dal forno, per l’adduzione di questi ultimi nel tunnel (10).
5. 5. Apparato (1) secondo le rivendicazioni 3 e 4, in cui detti mezzi spintori (3) presentano, in corrispondenza di un piatto di spinta (32) di detto pistone (31, 32), una pluralità di fori (33) atti a consentire il passaggio dei fumi caldi provenienti dal forno, per l’adduzione di questi ultimi nel tunnel (10).
6. 6. Apparato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta camera di caricamento (2) e detti mezzi spintori (3) sono mobili, in modo tale da agevolare operazioni di manutenzione e simili.
7. 7. Apparato (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detta camera di caricamento (2) e detti mezzi spintori (3) sono montati su di un carrello (4).
8. 8. Tunnel (10) di preriscaldamento associabile ad un apparato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una porzione terminale (12) sostanzialmente inclinata rispetto all’orizzontale ed atta a consentire un trasporto passivo del rottame pre-riscaldato verso il forno (F).
9. 9. Tunnel (10) di preriscaldamento secondo la rivendicazione precedente, in cui detta porzione terminale (12) presenta una inclinazione pari a 45 gradi circa.
10. 10. Sistema (100) di pre-riscaldamento e caricamento di rottami in un forno (F), comprendente un apparato di caricamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7 ed un tunnel di preriscaldamento (10) secondo la rivendicazione 8 o 9.
11. 11. Metodo di caricamento di rottami in un forno (F), comprendente una fase di pre-riscaldamento di detti rottami in un tunnel (10) disposto a monte del forno ed una fase di caricamento dei rottami preriscaldati nel forno stesso, in cui tale fase di caricamento viene eseguita in modo discontinuo ad intervalli di tempo selezionati.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui in detta fase di preriscaldamento il rottame raggiunge una temperatura massima compresa in un intervallo 650-850 °C circa.
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 11 o 12, che impiega un apparato di caricamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7 e/o un tunnel di preriscaldamento (10) secondo la rivendicazione 8 o 9 e/o un sistema (100) secondo la rivendicazione 10.