ITRM20090576A1 - Impianto di fonderia di leghe di alluminio, completamente modulare. - Google Patents

Description

Impianto di fonderia di leghe di alluminio, completamente modulare.

Descrizione

Campo tecnico

Oggetto della presente invenzione à ̈ un impianto destinato alla fusione di materiali metallici, specialmente rottami di alluminio, caratterizzato dal fatto che ciascun componente : forno di fusione, bacino o bacini dì attesa sferici, giunto dì distribuzione del fuso, impianto evacuazione fumi, piano di lavoro, montacarichi, impalcati, lingottiere, à ̈ realizzato secondo un modulo capace di connettersi agli altri in modo amovibile tramite bullonatura, per formare rimpianto di fonderia, e in modo tale che l'impianto, una volta formato per assemblaggio dei moduli, può anche essere smontato e trasportabile su mezzi di trasporto standard.

Stato dell' arte

Nel brevetto EP1334324 il richiedente ha descritto un sistema fusorio con bacino di attesa sferico e giunto rotante di collegamento con il forno statico. In particolare il giunto rotante à ̈ caratterizzato dal fatto che il canale di versamento per il metallo liquido, dal cubilotto al bacino dì attesa di forma sferica , à ̈ costituito da due corpi cilindrici cavi a sezione circolare adeguatamente coibentati, fissati ciascuno per un estremità rispettivamente al cubilotto ed al bacino di attesa, e l'altra estremità libera di ciascuno inserita coassialmente una nell'altra, in modo tale che, tramite un sistema motorizzato, il bacino di attesa può ruotare consentendo la fuoriuscita del metallo fuso dalla bocca di uscita ed il riempimento delle lingottiere; il bacino di attesa sferico à ̈ costituito da due semisfere cave poste una sull’altra, con pareti in refrattario e coibenti, circondate da una camìcia metallica, e parzialmente posizionato in una fossa sostenuto da supporti, in modo tale che la sua circonferenza meridiana sia praticamente alla stessa altezza del canale di versamento,

Nel brevetto EP 1608926 il richiedente descrive un impianto per fa fusione di alluminio primario e secondario con cernita e recupero delle scorie, caratterizzato dal fatto che utilizza : uno forno rotante, provvisto internamente di un elemento a spirale che realizza la fusione dell'alluminio non facendo uso di un bagno salino, un associato canale di colata realizzato con un adeguata pendenza e adeguatamente racchiuso in un ambiente coibentato e finestrato che à ̈ posto tra l'orifìzio del forno rotante ed il bacino di attesa sferico posizionato su un piano più basso, in una fossa, e provvisto di un giunto rotante in modo da ottenere lo sversamento diretto e continuo del metallo fuso nel bacino di attesa; un apparato automatico e continuo di cernita e recupero delle scorie di fusione direttamente integrato nell'impianto stesso; e una doppia canalizzazione di uscita dei fumi.

Come à ̈ noto la realizzazione degli impianti di fusione dei rottami di alluminio, per la produzione di lingotti per leghe da fonderia, e anche la rifusione degli stessi lingotti dì alluminio à ̈ soggetta ad una serie di norme di tipo ambientale; in pratica per ottenere un permesso di costruzione di un impianto di fonderia à ̈ necessario individuare e valutare i principali effetti che la realizzazione possa determinare sull’ambiente. Ora à ̈ noto che la realizzazione di un impianto del tipo considerato comporterà una cantierizzazione generale dell’area di interesse con operazioni di approntamento dell’area, comprese operazioni di sbancamento per la messa in opera di fondazioni, costruzioni fabbricati , ecc. pertanto, minore à ̈ l’intervento di stravolgimento che sì può avere sull’area interessata alla messa in opera de impianto di fonderia, e maggiore sono le possibilità di avere più sollecitamente i permessi di costruzione. E' da considerare, inoltre, grandemente utile che un impianto possa essere spostato facilmente in un altro luogo, qualora le condizioni del sito non siano più soddisfacenti, per sopravvenuti problemi ambientali, economici o militari.

Scopi e vantaggi dell'invenzione

Oggetto principale della presente invenzione à ̈ quello di ovviare agli inconvenienti della tecnica precedente col realizzare un impianto per la fusione di alluminio per la produzione di lingotti da fonderìa, completamente modulare, tale che ciascun modulo à ̈ realizzato in modo rendere facile l'assemblaggio con gli altri moduli, e tale che ciascun modulo à ̈ separabile l'un dall’altro o smontabile in parti più piccole, per facilitarne il trasporto con mezzi di trasporto convenzionali, per la eventuale ricollocazione su altri siti e, inoltre, faciliti la manutenzione e la eventuale sostituzione per usura di ciascun modulo.

Altro oggetto della presente invenzione in accordo con quello precedente à ̈ ottenere un impianto di fusione in cui il posizionamento del forno di fusione viene rialzato dal piano del terreno mediante la realizzazione di corpi metallici a base rettangolare modulari e componibili a formare un piano di lavoro su cui si accede mediante scale o montacarichi e su cui o entro i quali à ̈ possibile posizionare le apparecchiature accessorie per il caricamento del rottame , il recupero delle scorie, le canalizzazione dei fumi, e le tubazioni per l’impianto idrico, elettrico, e del combustibile.

Altro scopo della presente invenzione in accordo con quello precedente à ̈ ottenere un impianto dì fusione in cui il posizionamento del forno di fusione rialzato consente di non effettuare scavi per il posizionamento del bacino di attesa sferico atto a realizzare l'inclinazione ottimale del canale di versamento per la fuoriuscita del metallo fuso da forno di fusione verso il bacino di attesa, e tale da consentire di ottenere vantaggi nella sicurezza e facilità di manutenzione della sfera e de impianto di movimentazione .

Altro oggetto della presente invenzione à ̈ ottenere un impianto di fusione dell'alluminio per la produzione di lingotti da fonderia, in accordo con gli intendimenti precedenti, in cui si realizza lo sversamento diretto e continuo del metallo fuso in un doppio bacino di raccolta sferico senza dover ricorrere ad alcuna interruzione del processo di fusione in atto, in modo da realizzare vantaggi in termini di volume di produzione di metallo fuso, di combustibile, di mano d'opera, e migliori condizioni in termini di sicurezza di lavoro e di qualità della lega.

Altro scopo della presente invenzione à ̈ ottenere un impianto di fusione dell'alluminio per la produzione di lingotti da fonderia, in accordo con gli intendimenti precedenti, in cui à ̈ presente un impianto di evacuazione dei fumi che consenta un minore dispendio di energia calorica nel forno dì fusione e al contempo un abbattimento nei fumi degli inquinanti pesanti prima di essere veicolati al camino ed una qualità dell'aria respirabile dagli addetti nell'impianto, decisamente migliorata rispetto agli impianti della tecnica precedente.

Altro oggetto della presente invenzione à ̈ ottenere un impianto di fusione dell'alluminio, in accordo con gli intendimenti precedenti, compatto, che occupi una minore superfìcie rispetto agli impianti ubicati esclusivamente sul piano del terreno, e quindi realizzi risparmi economici per l'acquisto del suolo,

Descrizione dei disegni e modo di realizzare l'invenzione

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di esecuzione preferite ed illustrate a titolo indicativo e non limitativo dai disegni allegati.

La fig. 1 mostra, in una vista tridimensionale il complessivo dell’impianto di fusione in una prima forma di realizzazione, con forno fusorio statico.

La fig. 2 mostra, il disegno complessivo esploso dell’impianto di fusione con i vari componenti nella prima forma di realizzazione con forno fusorio statico.

La fig. 3 mostra, in una vista tridimensionale il complessivo dell’impianto di fusione in una seconda forma di realizzazione con forno ruotante.

La fig. 4 mostra, il disegno complessivo esploso dell'impianto di fusione con i vari componenti nella seconda forma di realizzazione con forno fusorio ruotante.

Le fig. 5a, 5b e 5c, mostrano rispettivamente: il complessivo del piano di lavoro modulare, un singolo modulo e la sua struttura di irrigidimento interna, secondo la presente invenzione.

La fig. 6 mostra in una vista tridimensionale il forno fusorio statico.

La fig. 7 mostra un’ altra vista tridimensionale del forno fusorio statico.

La fig. 8 mostra in una vista tridimensionale una sezione del forno fusorio statico. La fig. 9 mostra in una vista tridimensionale il forno fusorio rotante.

La fig. 10 mostra in una vista tridimensionale una sezione del forno fusorio ruotante con l'elemento interno a spirale.

La fìg. 11 mostra in una vista tridimensionale una sezione del condotto di uscita del materiale fuso e di giunzione ai bacini di attesa sferici.

Lefig. 12a, 12b, e 12c mostrano varie viste tridimensionali dei bacino di attesa sferico con la piattaforma di appoggio e movimentazione..

Le fig. 13a, 13b , 13c, 13d, e 13e mostrano rispettivamente i vari pezzi componenti del bacino di attesa sferico.

La fig. 14 mostra in una vista tridimensionale i condotti per l'evacuazione dei fumi.

Conformemente ai disegni, con (1) si à ̈ indicato il modulo base per la composizione del piano di lavoro costituito da un corpo metallico parallelepipedo a base rettangolare, i cui lati sono costruiti con pannelli di lamiera metallica di 15 mm di spessore e di forma rettangolare (2), provvisti centralmente di un apertura (3) di forma rettangolare con i iati minori curvi, che uniti mediante chiodatura (4) vengono a formare le pareti laterali (5) e (6) ed il soffitto di calpestio (7), internamente irrigidito da travi laminari (8) opportunamente alleggerite con fori (9) lungo la loro estensione longitudinale, mentre la base del modulo à ̈ formata da un telaio di travi metalliche (10) . Le aperture (3) sulle pareti laterali del modulo servono ad alleggerire il modulo ma anche e soprattutto come accesso di servizio sia per gii impianti che per il personale. Le pareti laterali (5) sono presenti solo nei moduli che fanno da terminale dell'insieme, cioà ̈ solo nei moduli a vista, in tutti i moduli intermedi, queste pareti sono rimosse. In alcuni moduli ( 11 a, 11 b, 11 c) hanno le pareti (6) prive di aperture, non essendoci necessità di passaggio di impianti né di personale. I moduli ( 11a, 11 b, 1 le, 11 d) che formano i piani (P2, P3) sono più lunghi e i moduli terminali (11 a, 11 d) hanno tre aperture sulla loro superficie laterale terminale (5), mentre i moduli che formano il piano (P1) sono meno estesi in lunghezza, ed i moduli terminali (11 e, 11 f) hanno due aperture sulla loro superficie laterale (5). Sui moduli (11g, 11 h, 11 i) viene posizionato il forno di fusione che può essere di tipo rotante (12) oppure di tipo statico (13). Il modulo (11 h) à ̈ provvisto sui due lati (6) di una apertura rettangolare (14) opportunamente conformata per l’attacco del condotto di uscita fumi che passa internamente ai moduli, al condotto di raccolta (15) dei fumi provenienti direttamente dal forno fusorio. Il condotto dì raccolta fumi (15) à ̈ modulare ed à ̈ collegabile mediante chiodatura, ai due lati, sia al forno rotante che a quello statico, ed à ̈ costituito da una tubazione metallica a sezione rettangolare con due ingressi (16), che si collegano alle finestre di scarico dei fumi del forno fusorio, ed una uscita (17) che si collega, attraverso Γ apertura rettangolare (14), al condotto di uscita fumi che passa all'interno dei moduli. Delle staffe (18) servono ad irrigidire lo sbalzo del condotto, ed i piedini (19) servono a sostenere in parte il peso sul terreno. Il forno fusorio del tipo statico (13) à ̈ costruito in lamiere di ferro (20) opportunamente irrigidite con costolature (21) e unite mediante imbullonatura (22) o chiodatura, rivestito internamente con mattoni refrattari (23) assicurati alla camicia metallica (20) del forno grazie ad una malta refrattaria resistente al fuoco ed alle alte temperature. Il forno à ̈ provvisto, su ciascuno dei due lati contrapposti, dì due finestre (26) di scarico dei fumi e ai centro di un apertura di ingresso (24) per il rottame da fondere, portato in alto sui piano di lavoro mediante montacarichi (27) e immesso nel forno mediante trasportatori a coclea (25); su un altro lato del forno vi sono i portelloni (28) di scarico delle scorie che vengono fatte passare attraverso la griglia (29) per avviarle alle coclee per la selezione ed il recupero . Sull’altro lato, il forno à ̈ dotato di ingresso per la fiamma del bruciatore, ed in basso di apertura di uscita (30) del metallo fuso. Si noterà dalla fig, 8 che il fondo in refrattario del forno à ̈ inclinato per favorire la fuoriuscita del metallo fuso.

Il forno rotante con l’elemento a spirale interno, à ̈ stato ampiamente descritto nel brevetto EP1608926 . E’ da sottolineare che nella presente domanda di brevetto, il forno à ̈ stato reso più compatto e modulare per essere integrato ne impianto attuale, provvedendo all’estremità di esso dì due corpi parallelepipedi (31) e (32) che integrano rispettivamente: il primo (31), la finestra di uscita fumi (33) e la cappa aspirante (34), l’ingresso (35) per il rottame da fondere, e ai di sotto la canalizzazione (36) di recupero scorie, ed il secondo corpo (32), la finestra di uscita fumi (37), l’ingresso (38) delia fiamma del bruciatore , ed in basso il canale dì uscita del metallo fuso. In alto i due corpi vengono collegati da un ulteriore corpo parallelepipedo cavo (39), Anche i bacini di attesa sferici sono stati descritti nel brevetto EP 1334324 ed EP1 608926 dello stesso richiedente, con la differenza che essi venivano posizionati in una fossa preparata appositamente, e la sfera veniva costruita in due metà.

In questo nuovo impianto la sfera à ̈ realizzata dall’unione di quattro spicchi (40a, 40b, 40c, 40d) facilmente associabili mediante bullonatura (e facilmente smontabili e trasportabili) e ciascuno di questi costituito esternamente da piastre metalliche (41) di 15 mm di spessore e assemblate mediante saldatura. La sfera à ̈ internamente coibentata con un rivestimento di mattoni refrattari, ed impermeabili ai gas che si formano durante il processo. Le sfere sono dotate di un ulteriore bruciatore alimentato a gas metano o GPL, con la funzione di mantenere costante la temperatura di 700° C. 11 bacino di attesa sferico viene direttamente poggiato sul piano del suolo, e collocato in corrispondenza di moduli (111, 11 m, 11 n) su ambedue i lati, essendo due i bacini di attesa utilizzati nell'impianto. La piattaforma di appoggio che consente anche la rotazione del bacino di attesa sferico à ̈ costituita da un telaio (42) a base quadrata di travi metalliche a cui sono collegati dei supporti verticali metallici (43), opportunamente irrigiditi e rinforzati con l’interposizione trasversale di travetti metallici (44), che supportano delle ruote (45) a formare dei binari di scorrimento per i supporti di inclinazione (46) delle sfere . Il collegamento tra il forno di fusione, sìa esso rotante o statico, ed i bacini di attesa sferici avviene mediante il corpo deviatore o giunto di distribuzione (47) del metallo fuso.

Il corpo deviatore o giunto di distribuzione (47) del metallo fuso ha la bocca di ingresso a forma scatolare cava (48) provvista di bordi flangiati per connettersi mediante bullonatura ai forno fusorio, e un condotto trasversale (49) con all’estremità due bocche terminali (50) di forma cilindrica a base circolare per immettersi nella bocca di ingresso dei bacini di attesa sferici.

Il giunto di distribuzione à ̈ costruito esternamente in lamiera metallica e le pareti interne sono foderate di mattoni refrattari in modo tale da ottenere una buona coibentazione e ridurre al minimo le perdite termiche; per eliminare del tutto queste perdite termiche e la loro influenza sul metallo fuso , il giunto à ̈ ulteriormente provvisto internamente di piastre riscaldanti (51) alimentate a gas metano o GPL, in modo che il metallo fuso in transito mantenga la stessa temperatura che ha all’interno del forno di fusione, in pratica non minore dei 700°C. il giunto dì distribuzione alimenta ambedue i bacini di attesa sferici, ma può anche alimentare un solo bacino di attesa.

Il deviatore assolve ad un'altra importante funzione, cioà ̈ quella di veicolare i gas dì scarico che si formano nel bacino di attesa sferico, direttamente nel forno di fusione e da questo poi all'impianto di evacuazione fumi. In questo modo non essendoci una soluzione di continuità tra il forno di fusione ed il bacino di attesa, si ha una minore dispersione termica nel bacino di attesa e anche un recupero energetico dovuto al calore dei gas di scarico in transito nel deviatore, talché in molti casi si può fare a meno deH’utilizzo delie piastre riscaldanti per il mantenimento costante della temperatura.

L'impianto à ̈ completato da impalcati (52) che consentono di formare nuovi piani di lavoro sopraelevati, P4 e P5, in corrispondenza del forno fusorio e dei bacini di attesa sferici. Questi piani di lavoro si collegano ai piani di lavoro P2 e P3, accrescendo la loro superficie. Il dispositivo elevatore (53) e le scale (54) servono a raggiungere questi piani di lavoro. Gli ulteriori impalcati (55) provvisti di scale (56) servono a raggiungere il piano di lavoro P1, Ai due lati del piano di lavoro P1 si sviluppano le lingottiere (57) che raggiungono per un estremo i bacini di attesa sferici per raccogliere il metallo fuso.

Claims (3)

1. Rivendicazioni 1) Impianto per la fusione di alluminio per la produzione di lingotti da fonderia, caratterizzato dal fatto dì essere completamente modulare, in cui ciascun modulo. forno di fusione, bacino di attesa, giunto di distribuzione metallo liquido, impianti per il caricamento del rottame e recupero scorie, canalizzazione di adduzione fumi, lingottiere, scale ed impalcati, sono componibili l'un con l'altro o smontabili e trasportabili con mezzi di trasporto standard, e tale che il posizionamento del forno di fusione viene rialzato dal piano del terreno e posizionato su corpi metallici parallelepipedi a base rettangolare, modulari e componibili a formare un piano di lavoro a cui si associano impalcati per ampliare l’area di lavoro e su cui si accede mediante scale o montacarichi e su cui e entro i quali à ̈ possibile posizionare le apparecchiature accessorie per il caricamento del rottame ed il recupero delle scorie. le canalizzazione dei fumi, e le tubazioni per l'impianto idrico, elettrico, e del combustibile.
2. 2) Impianto per la fusione di alluminio per la produzione di lingotti da fonderia, come a rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che il modulo base per la composizione del piano di lavoro ha i iati costruiti con pannelli di lamiera metallica di 15 mm di spessore e di forma rettangolare (2). provvisti centralmente dì un apertura (3) di forma rettangolare con i lati minori curvi, che uniti mediante chiodatura (4) vengono a formare le pareti laterali (5) e (6) ed il soffitto di calpestio {7), internamente irrigidito da travi laminari (8) opportunamente alleggerite con fori (9) lungo la loro estensione longitudinale, mentre la base del modulo à ̈ formata da un telaio di travi metalliche (10) .
3. 3) Impianto per la fusione di alluminio per la produzione di lingotti da fonderia. come a rivendicazione 1) e 2) caratterizzato dal fatto che le pareti laterali (5) sono presenti solo nei moduli che fanno da terminale dell'insieme, cioà ̈ solo nei moduli a vista, mentre in tutti i moduli intermedi, le pareti (5) sono rimosse, e nei moduli (11 a, 11 b, 11 c) le pareti (6) sono prive di aperture, non essendoci necessità di passaggio di impianti, né di personale, mentre i moduli { Ha, 11 b, 11c, 11 d) che formano i piani (P2, P3) sono più lunghi, e i moduli terminali (11a, 11 d) hanno tre aperture sulla loro superficie laterale terminale (5), mentre i moduli che formano il piano (P1) sono meno estesi in lunghezza, ed i moduli terminali (11e, 11 f) hanno due aperture sulla loro superficie laterale (5), per la fusione dì alluminio per la produzione di lingotti da fonderia, come a rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che il modulo (11 h) à ̈ provvisto sui due lati (6) di una apertura rettangolare (14) conformata per l'attacco del condotto di uscita fumi, che passa internamente ai moduli, e del condotto di raccolta (15) dei fumi provenienti direttamente dal forno fusorio. 5) Impianto per la fusione di alluminio per la produzione di lingotti da fonderia, come a rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che il condotto di raccolta fumi (15) à ̈ modulare ed à ̈ collegabile mediante chiodatura, ai due lati, sia al forno rotante che a quello statico, ed à ̈ costituito da una tubazione metallica a sezione rettangolare con due ingressi (16), che si collegano alle finestre di scarico dei fumi del forno fusorio, ed una uscita (17) che si collega, attraverso I' apertura rettangolare (14), al condotto dì uscita fumi che passa all'interno dei moduli; le staffe (18) irrigidiscono lo sbalzo del condotto, ed i piedini (19) sostengono parte del suo peso, sul terreno. Impianto per la fusione di alluminio per la produzione di lingotti da fonderia, come a rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che lo sversamento diretto e continuo del metallo fuso avviene in un doppio bacino di raccolta sferico mediante l'interposizione tra il forno fusorio ed i bacini di attesa di un corpo deviatore o giunto di distribuzione (47) dei metallo fuso, avente un condotto trasversale (49), provvisto internamente di piastre riscaldanti (51) per mantenere Sa temperatura del metallo liquido a 700°C e di paratia di blocco del flusso, e le cui estremità terminano con due bocche (50) cilindriche a base circolare per immettersi nella bocca dì ingresso dei bacini di attesa sferici. 7) Impianto per la fusione di alluminio per la produzione di lingotti da fonderia, come a rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che il forno fusorio statico (13) à ̈ provvisto, su ciascuno dei due lati contrapposti, di due finestre (26) di scarico dei fumi e, al centro, dì apertura di ingresso (24) del rottame da fondere, portato in alto sul piano di lavoro mediante montacarichi (27) e immesso nel forno mediante trasportatori a coclea (25); su altro lato del forno vi sono i portelloni (28) di scarico delle scorie che vengono fatte passare attraverso la griglia (29) per avviarle alle coclee per la selezione ed il recupero ; sull'altro lato, il forno à ̈ dotato di ingresso per la fiamma del bruciatore, ed in basso, di apertura dì uscita (30) del metallo fuso con il fondo in refrattario inclinato per favorire la fuoriuscita del metallo fuso. 8) Impianto per la fusione di alluminio per la produzione di lingotti da fonderia, come a rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che il forno rotante à ̈ provvisto all'estremità di esso di due corpi parallelepipedi (31) e (32) che integrano rispettivamente; il primo (31), la finestra di uscita fumi (33) e la cappa aspirante (34), l'ingresso (35) per il rottame da fondere, e al dì sotto la canalizzazione (36) di recupero scori, ed il secondo corpo (32), la finestra di uscita fumi (37), l'ingresso (38) della fiamma del bruciatore , ed in basso il canale di uscita del metallo fuso; in alto i due corpi vengono collegati da un ulteriore corpo parallelepipedo cavo (39). 9) Impianto per la fusione di alluminio per la produzione di lingotti da fonderìa, come a rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che ì bacini di attesa sferici vengono direttamente poggiati sul piano del suolo, e collocato in corrispondenza di moduli (111, 11 m, 11 n) su ambedue i lati, su una piattaforma di appoggio, che consente anche la rotazione del bacino di attesa sferico, costituita da un telaio (42) a base quadrata di travi metalliche a cui sono collegati dei supporti verticali metallici (43) provvisti di ruote (45), opportunamente irrigiditi e rinforzati con l'interposizione di travetti metallici (44), che supportano le centine di rotazione o inclinazione delle sfere. 10) ) Impianto per la fusione di alluminio per la produzione di lingotti da fonderia, come a rivendicazione 1) caratterizzato dai fatto che à ̈ completato da impalcati (52) che consentono di formare nuovi piani di lavoro sopraelevati, P4 e P5, in corrispondenza del forno fusorio e dei bacini di attesa sferici, che si collegano ai piani di lavoro P2 e P3, accrescendo la loro superficie; gli ulteriori impalcati (55) provvisti di scale (56) servono a raggiungere il piano di lavoro P1 ai cui due lati si sviluppano le lingottiere (57) che raggiungono per un estremo i bacini di attesa sferici.