MX2010013287A

MX2010013287A - Placa de enfriamiento para horno metalurgico.

Info

Publication number: MX2010013287A
Application number: MX2010013287A
Authority: MX
Inventors: Nicolas Maggioli; Nicolas Mousel; Claude Pleimelding; Paul Tockert
Original assignee: Wurth Paul Sa
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2011-04-27
Also published as: KR20110020900A; KR101676682B1; CA2725651C; UA100895C2; US8545752B2; LU91454B1; US20110104513A1; WO2009147192A1; EP2285991B1; BRPI0913353A2; RU2010154504A; CN102057058A; EP2285991A1; PL2285991T3; CN201297851Y; CA2725651A1; RU2482192C2

Abstract

Una placa de enfriamiento (10) para un horno metalúrgico de acuerdo con la presente invención, tiene un cuerpo similar a un panel (12) con una cara frontal (14) y una cara trasera opuesta (16), un borde superior (22) y un borde inferior opuesto (24), y un primer borde lateral (18) y un segundo borde lateral opuesto (20); la cara frontal (14) está provista con hendiduras (32) que se extienden entre el primer y segundo bordes (18, 20), las hendiduras (32) forman salientes laminares (34) en la cara frontal (14), cada saliente (34) tiene una cresta (37) y paredes laterales colindantes (39, 39'), una base (38) que se coloca en la hendidura (32) entre dos salientes vecinas (34); de acuerdo con un aspecto importante de la presente invención, al menos una de las hendiduras (32) se proporciona con un inserto metálico (40) colocado contra al menos una de las paredes laterales (39, 39').

Description

PLACA DE ENFRIAMIENTO PARA HORNO METALÚRGICO CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona generalmente con una placa de enfriamiento para un horno metalúrgico.

TÉCNICA ANTECEDENTE Las placas de enfriamiento para un horno metalúrgico, también llamadas duelas, son bien conocidas en la técnica. Se utilizan para cubrir la pared interna de la cubierta externa del horno metalúrgico, como por ejemplo, un alto horno o un horno de arco eléctrico, para proporcionar: (1) una pantalla de protección para evacuar el calor entre el interior del horno y la cubierta externa del horno; y (2) un medio de anclaje para un revestimiento de ladrillos refractarios, una gunita refractaria o una capa de acreción generada por el proceso dentro del horno. Originalmente, las placas de enfriamiento han sido placas de hierro colado con tubos de enfriamiento colados en las mismas. Como una alternativa a las duelas de hierro colado, se han desarrollado duelas de cobre. En la actualidad, la mayoría de las placas de enfriamiento para un horno metalúrgico se hacen de cobre, una aleación de cobre o más recientemente, de acero.

Una placa de enfriamiento de cobre para un alto horno se describe, por ejemplo en la patente alemana DE 2907511 C2. Comprende un cuerpo similar a un panel que tiene una cara caliente (es decir, la cara orientada hacia el interior del horno), que está subdividida mediante hendiduras paralelas en salientes laminares. El objeto de estas hendiduras y salientes, que de manera preferida tienen una sección transversal de cola de milano (o macaón) y que están colocadas horizontalmente cuando la placa de enfriamiento se monta en la pared del horno, es anclar un revestimiento de ladrillos refractarios, un material de gunita refractaria o una capa de acreción generada por el proceso a la cara caliente de la placa de enfriamiento. Canales de enfriamiento perforados se extienden a través del cuerpo similar a un panel en proximidad a la cara trasera, es decir, la cara fría de la placa de enfriamiento, perpendicularmente a las hendiduras y salientes horizontales.

El revestimiento de ladrillos refractarios, el material de gunita refractaria o la capa de acreción generada por el proceso forman una capa protectora colocada en frente de la cara caliente del cuerpo similar a un panel. Esta cara protectora es útil para proteger la placa de enfriamiento del deterioro causado por el medio riguroso que reina dentro del horno. En la práctica, el horno, sin embargo, también es operado ocasionalmente sin esta capa protectora, resultando en la erosión de las salientes laminares de la cara caliente. Esta erosión impide el poder de anclaje posterior de las salientes laminares y reduce la capacidad de enfriamiento de las placas de enfriamiento.

Problema técnico Es un objeto de la presente invención proporcionar una placa de enfriamiento mejorada para un horno metalúrgico, en donde la placa de enfriamiento no muestra las desventajas mencionadas anteriormente. Esto objeto se logra mediante una placa de enfriamiento como se reclama en la reivindicación 1.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una placa de enfriamiento para un horno metalúrgico se acuerdo con la presente invención tiene un cuerpo similar a un panel con una cara frontal y una cara trasera opuesta, un borde superior y un borde inferior opuesto, y un primer borde lateral y un segundo borde lateral opuesto. La cara frontal se proporciona con hendiduras que se extienden entre el primer y segundo bordes, las hendiduras que forman las salientes laminares en la cara frontal, cada saliente tiene una cresta y paredes laterales colindantes, una base que se coloca en la hendidura entre dos salientes vecinas. De acuerdo con un aspecto importante de la presente invención, al menos una de las hendiduras se proporciona con un inserto metálico colocado contra al menos una de las paredes laterales.

Debido al inserto metálico que cubre la pared lateral de la saliente, la última está protegida de la erosión. Cuando, como ocasionalmente es el caso, el horno es operado sin capa de protección (revestimiento de ladrillos refractarios, gunita o capa de acreción) que cubra los paneles de enfriamiento, el inserto metálico evita en gran medida que el material de la saliente se elimine por las condiciones rigurosas en el horno. El inserto metálico permite, por lo tanto, hacer más lento el deterioro del panel de enfriamiento y prolonga por lo tanto su vida útil. También, al proporcionar tal inserto metálico, la función de anclaje de la cara frontal se mantiene para unir posteriormente una capa de protección a la placa de enfriamiento.

De manera preferida, el inserto metálico se coloca de manera removible en la hendidura de la placa de enfriamiento. En realidad, si el inserto metálico se daña, puede retirarse entonces de la placa de enfriamiento y reemplazarse con uno nuevo.

El inserto metálico puede hacerse de acero, de manera preferida con acero con alta resistencia al desgaste. Los ejemplos de tales aceros con alta resistencia al desgaste son Creusabro® o Hardox®.

El inserto metálico se hace de manera preferida de un metal en lámina para adaptarse fácilmente a la forma exacta de la pared lateral.

Para garantizar una buena función de anclaje de la estructura de salientes laminares y hendiduras de la cara frontal de la placa de enfriamiento y una buena estabilidad térmica de la forma de la placa de enfriamiento, el ancho de una hendidura es de manera preferida más estrecho en su entrada que en su base. En una modalidad preferida de la placa de enfriamiento de acuerdo con la presente invención, una hendidura tiene una sección trasversal de cola de milano. El ancho medio de una hendidura es de manera preferida de al menos 40 mm y este ancho es de manera preferida igual a o mayor que el ancho medio de una saliente laminar.

Sin embargo, deberá notarse que las placas de enfriamiento también pueden proporcionarse con hendiduras de sección transversal diferentes, tal como por ejemplo, una sección transversal rectangular.

De acuerdo con una primera modalidad preferida de la invención, el inserto metálico comprende una primera porción del inserto que cubre una primera pared lateral de una hendidura y una segunda porción del inserto que cubre una segunda pared lateral de la hendidura. Por lo tanto, ambas paredes laterales de la hendidura están protegidas.

El inserto metálico comprende de manera preferida un puente que conecta la primera porción del inserto con la segunda porción del inserto, para mantener las dos porciones del inserto en una relación particular una con la otra. Esto asegura que las porciones del inserto estén conectadas estrechamente a sus paredes laterales respectivas.

El puente puede, por ejemplo, formarse por una pluralidad de elementos de conexión intermitentes, los elementos de conexión conectan la primera y segunda porciones del inserto sobre al menos una parte de la longitud del inserto metálico.

De manera preferida, el puente se forma como una tercera porción del inserto que cubre la base de la hendidura. Tal puente puede formarse de una pieza con la primera y segunda porciones del inserto. De manera alterna, el puente puede conectarse a la primera y segunda porciones del inserto mediante soldadura.

De acuerdo con una segunda modalidad preferida de la invención, el inserto metálico comprende un borde sobresaliente que se extiende fuera de la hendidura, el borde sobresaliente se forma para cubrir una porción de la cresta de la saliente. Esto proporciona protección adicional a la cresta de la saliente.

De acuerdo con una tercera modalidad preferida de la invención, una hendidura del borde localizada más cerca del borde superior/inferior comprende un inserto metálico que tiene una porción extendida formada para cubrir la cresta de la saliente entre la hendidura del borde y el borde superior/inferior. La porción extendida puede formarse además, para cubrir adicionalmente el borde superior/inferior.

De manera preferida, el inserto metálico se extiende sobre toda la longitud de la hendidura. Por lo tanto, un solo inserto metálico puede utilizarse para proteger las paredes laterales de toda la hendidura. En algunas circunstancias, sin embargo, puede ser preferible proporcionar insertos metálicos más cortos, en donde una pluralidad de tales insertos metálicos más cortos puede utilizarse entonces para cubrir toda o sólo parte de una hendidura.

De manera ventajosa, el inserto metálico se instala de manera removible en la hendidura y puede conectarse en la hendidura por ajuste a la forma o por otros medios tales como pernos o tornillos.

De manera preferida, la placa de enfriamiento está hecha de al menos uno de los siguientes materiales: cobre, una aleación de cobre o acero.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las modalidades preferidas de la invención se describirán ahora, a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 es una vista en perspectiva simplificada de un panel de enfriamiento de acuerdo con la invención; La Figura 2 es una vista amplificada de una hendidura equipada con un inserto metálico de acuerdo con una primera modalidad de la invención; La Figura 3 es una vista amplificada de una hendidura equipada con un inserto metálico de acuerdo con una segunda modalidad de la invención; La Figura 4 es una vista amplificada de una hendidura equipada con un inserto metálico de acuerdo con una tercera modalidad de la invención; La Figura 5 es una vista en perspectiva de un inserto metálico construido de acuerdo con un aspecto de la invención; La Figura 6 es una vista en perspectiva de un inserto metálico construido de acuerdo con otro aspecto de la invención; y La Figura 7 es una vista en perspectiva de un inserto metálico construido de acuerdo con un aspecto adicional de la invención.

Leyendas de los números de referencia 10 placa de enfriamiento 12 cuerpo similar a un panel 14 cara frontal 16 cara trasera 18 primer borde 20 segundo borde 22 borde superior 24 borde inferior 32 hendidura 34 saliente 37 cresta 38 base 39 primera pared lateral 39' segunda pared lateral 40 inserto metálico 42 primera porción del inserto 42' segunda porción del inserto 44 tercera porción del inserto 46 borde sobresaliente 46' borde sobresaliente 48 porción extendida 50 porción de borde 52 primera unión soldada 52' segunda unión soldada 54 elementos de conexión 56 soldadura DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las placas de enfriamiento se utilizan para cubrir la pared interna de una cubierta externa de un horno metalúrgico, como por ejemplo, un alto horno o un horno de arco eléctrico. El objeto de tales placas de enfriamiento es formar: (1) una pantalla de protección para evacuar el calor entre el interior del horno y la cubierta externa del horno; y (2) un medio de anclaje para un revestimiento de ladrillos refractarios, una gunita refractaria o una capa de acreción generada por el proceso dentro del horno.

Refiriéndose ahora a la Figura 1 , se notará que la placa de enfriamiento 10 tiene un cuerpo similar a un panel 12, que está hecho, por ejemplo, de un cuerpo de cobre, una aleación de cobre o de acero colado o forjado. Este cuerpo similar a un panel 12 tiene una cara frontal 14, también referida como una cara caliente, que estará orientada al interior del horno, y una cara trasera 16, también referida como una cara fría, que estará orientada a la superficie interna de la pared del horno. El cuerpo similar a un panel 12 generalmente tiene la forma de un cuadrilátero con un par de primer y segundo bordes largos 18, 20 y un par de bordes superior e inferior cortos 22, 24. Las placas de enfriamiento más modernas tienen un ancho en el intervalo de 600 a 1300 mm y una altura en el intervalo de 1000 a 4200 mm. Se entenderá, sin embargo, que la altura y el ancho de la placa de enfriamiento pueden adaptarse, entre otras cosas, a las condiciones estructurales de un horno metalúrgico y a las restricciones que resultan de su procedimiento de fabricación.

La placa de enfriamiento 10 comprende además, tubos de conexión (no mostrados) en la cara trasera 16 para hacer circular un fluido de enfriamiento, generalmente agua, a través de canales de enfriamiento (no mostrados) colocados dentro del cuerpo similar a un panel 12.

Se notará que la cara frontal 14 está subdividida por medio de hendiduras 32 en salientes laminares 34. Normalmente, las hendiduras 32 que delimitan lateralmente las salientes laminares 34 están coladas directamente en el cuerpo similar a un panel 12. Excepcionalmente, estas hendiduras 32 también pueden fresarse en la cara frontal 14 del cuerpo similar a un panel 12. Como se observa en la Figura 1 , las salientes laminares 34 se extienden paralelas a los bordes superior e inferior 22, 24, del primer borde 18 al segundo borde 20 del cuerpo similar a un panel 12. Cuando la placa de enfriamiento 10 se monta en el horno, las hendiduras 32 y las salientes laminares 34 se colocan horizontalmente. Forman el medio de anclaje para anclar un revestimiento de ladrillos refractarios, una gunita refractaria o una capa de acreción generada por el proceso, a la cara frontal 14.

Una geometría preferida de las hendiduras 32 y las salientes laminares 34, que garantiza un anclaje excelente a la cara frontal 14 para un revestimiento de ladrillos refractarios, un material de gunita refractaria o una capa de acreción formada por el proceso, también se ilustra en la Figura 1. Se notará que las hendiduras 32 tienen una sección transversal de cola de milano (o macaón), es decir, el ancho de la entrada de una hendidura 32 es más estrecho que el ancho en su base 38. En consecuencia, las salientes 34 tienen, con respecto a las hendiduras 32, una sección transversal de cola de milano inversa (o macaón inversa), es decir, el ancho en la cresta 37 de la saliente 34 es más ancho que el ancho en su base. El ángulo entre una base 38 de una hendidura 32 y una pared lateral 39 de una saliente 34 está generalmente en el intervalo de 70° a 85°. Con el fin de proporcionar un anclaje fuerte de un revestimiento de ladrillos refractarios, una gunita o una capa de acreción en la cara frontal 14, el ancho medio de una saliente laminar 34, medido a la mitad de la altura de la saliente laminar 34, es de manera preferida más pequeño que el ancho medio de una hendidura 32, medido a la mitad de la altura de la hendidura 32. Los valores típicos para el ancho medio de una hendidura 32 están, por ejemplo, en el intervalo de 40 mm a 100 mm. Los valores típicos para el ancho medio de una saliente laminar 34 están, por ejemplo, en el intervalo de 20 mm a 40 mm. La altura de las salientes laminares 34 (que corresponde a la profundidad de las hendiduras 32), representa generalmente entre 20% y 40% del espesor total del cuerpo similar a un panel 12.

De acuerdo con la presente invención, al menos una de las hendiduras 32 se proporciona con un inserto metálico 40 colocado contra al menos una de las paredes laterales 39. El inserto metálico se hace de acero, de manera preferida, de acero con alta resistencia al desgaste. El metal en lámina puede utilizarse de manera preferida para formar el inserto metálico. Deberá notarse, sin embargo, que pueden utilizarse otros metales. Una primera modalidad de tal inserto metálico 40 se muestra en la Figura 2. Este inserto metálico 40 comprende una primera porción del inserto 42 que cubre una primera pared lateral 39 de la hendidura 32 y una segunda porción del inserto 42' que cubre una segunda pared lateral 39' de la hendidura 32. Las primera y segunda porciones del inserto 42, 42' están conectadas por medio de una tercera porción del inserto 44 que cubre la base 38 de la hendidura 32. El inserto metálico 40 se forma en una pieza del metal en lámina y se forma para adaptarse exactamente a las paredes dentro de la hendidura 32. En la modalidad mostrada en la Figura 2, el inserto metálico 40 está a nivel con las crestas 37 de las salientes 34, es decir, el inserto metálico 40 cubre toda la altura de las paredes laterales 39, 39', pero no sobresale de la hendidura 32. El inserto metálico 40 se forma para estar inmovilizado en la hendidura 32 a través del ajuste a la forma. De manera alterna, pueden proporcionarse otros métodos de conexión, tales como, por ejemplo, pernos o tornillos, para unir el inserto metálico 40 en la hendidura 32.

Debido a que el inserto metálico 40 cubre las paredes laterales 39, 39' de las salientes 34, las últimas están protegidas de la erosión. Cuando, como es ocasionalmente el caso, el horno se opera sin capa de protección (revestimiento de ladrillos refractarios, gunita o capa de acreción) que cubra los paneles de enfriamiento, la primera y segunda porciones del inserto 42, 42' evitan en gran medida que el material de las salientes 34 se elimine por las condiciones rigurosas en el horno. Todavía puede ocurrir un ligero deterioro de una parte central de la cresta 37, pero este deterioro no es particularmente importante.

De manera preferida, el inserto metálico 40 está colocado de manera removible en la hendidura 32, de manera que es posible el reemplazo de los insertos metálicos gastados o dañados. En realidad, una vez que la placa de enfriamiento 10 se ha retirado de la pared interna de la cubierta externa del horno metalúrgico, el inserto metálico 40 puede deslizarse fuera de la hendidura 32 en una dirección paralela a la hendidura 32. Un inserto metálico 40 de reemplazo puede reinsertarse entonces en la hendidura 32 antes de que la placa de enfriamiento 0 se reinstale.

Una segunda modalidad de un inserto metálico se muestra en la Figura 3. Este inserto metálico es similar al inserto metálico de la Figura 2 y no se describirá con detalle. En contraste con el inserto metálico de la Figura 2, el inserto metálico 40 de acuerdo con esta modalidad no está a nivel con las crestas 37 de las salientes 34. En realidad, cada una de la primera y segunda porciones del inserto 42, 42' comprende un borde sobresaliente 46, 46' que se extiende fuera de la hendidura 32. Los bordes sobresalientes 46, 46' se forman para cubrir una porción de la cresta 37 de la saliente 34.

Una modalidad adicional de un inserto metálico se muestra en la Figura 3. Este inserto metálico es nuevamente, similar al inserto metálico de la Figura 2, pero está diseñado para ser utilizado con una hendidura del borde 32'. Tal hendidura del borde 32' puede ser, por ejemplo, como se muestra en la Figura 1 y 4, la hendidura más cercana al borde superior 22. El inserto metálico 40 de acuerdo con esta modalidad comprende, en su segunda porción del inserto 42', una porción extendida 48 formada para cubrir la cresta 37 de la saliente 34 entre la hendidura del borde 32' y el borde superior 22. La porción extendida 48 comprende además, una porción de borde 50 que cubre el borde superior 22.

La construcción del inserto metálico 40 se describirá ahora con más detalle, refiriéndose a las Figuras 5 a 7. El inserto metálico 40 puede formarse, como se muestra en la Figura 5, en una pieza del material de lámina, en donde el material de lámina se flexiona para formar la primera, segunda y tercera porciones del inserto 42, 42', 44. De acuerdo con la Figura 6, el inserto metálico 40 se forma proporcionando la primera, segunda y tercera porciones del inserto 42, 42', 44 como tres piezas separadas, que a continuación se montan y sueldan juntas. Una primera unión soldada 52 se coloca entre la primera y tercera porciones del inserto 42, 44 y una segunda unión soldada 52' se coloca entre la segunda y tercera porciones del inserto 42', 44. De acuerdo con una modalidad adicional, mostrada en la Figura 7, el inserto metálico 40 se forma proporcionando la primera y segunda porciones del inserto 42, 42' como dos piezas separadas. La primera y segunda porciones del inserto 42, 42' se mantienen en su posición contra las paredes laterales 39, 39' respectivas, por medio de elementos de conexión intermitentes 54, colocados a todo lo largo del inserto metálico 40. Los elementos de conexión 54 pueden conectarse a la primera y segunda porciones del inserto 42, 42' por medio de una soldadura 56.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una placa de enfriamiento para un horno metalúrgico, que comprende: un cuerpo similar a un panel, que tiene una cara frontal y una cara trasera opuesta, un borde superior y un borde inferior opuesto, y un primer borde lateral y un segundo borde lateral opuesto, en donde la cara frontal se proporciona con hendiduras que se extienden entre el primer y segundo bordes, las hendiduras forman salientes laminares en la cara frontal, cada saliente tiene una cresta y paredes laterales colindantes, una base se coloca en la hendidura entre dos salientes vecinas, en donde al menos una de las hendiduras se proporciona con un inserto metálico colocado contra al menos una de las paredes laterales.

2.- La placa de enfriamiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el inserto metálico se hace de acero.

3.- La placa de enfriamiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque el inserto metálico se hace de un acero con alta resistencia al desgaste.

4.- La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada además porque el inserto metálico se hace de un metal en lámina.

5.- La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada además porque las hendiduras se forman con un ancho que es más estrecho en la entrada de la hendidura que en la base de la hendidura.

6. - La placa de enfriamiento de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque las hendiduras se forman con una sección transversal de cola de milano.

7. - La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada además porque el inserto metálico comprende una primera porción del inserto que cubre una primera pared lateral de una hendidura y una segunda porción del inserto que cubre una segunda pared lateral de la hendidura.

8. - La placa de enfriamiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el inserto metálico comprende un puente que conecta la primera porción del inserto con la segunda porción del inserto.

9.- La placa de enfriamiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque el puente se forma por una pluralidad de elementos de conexión intermitentes, los elementos de conexión conectan la primera y segunda porciones del inserto sobre al menos una parte de la longitud del inserto metálico.

10.- La placa de enfriamiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque el puente se forma como una tercera porción del inserto que cubre la base de la hendidura.

11.- La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada además porque el puente se forma de una pieza con la primera y segunda porciones del inserto.

12. - La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11 , caracterizada además porque el puente está conectado a la primera y segunda porciones del inserto mediante soldadura.

13. - La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizada porque el inserto metálico comprende un borde sobresaliente que se extiende fuera de la hendidura, el borde sobresaliente está formado para cubrir una porción de la cresta de la saliente.

14. - La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizada además porque una hendidura del borde localizada más cerca del borde superior/inferior comprende un inserto metálico que tiene una porción extendida formada para cubrir la cresta de la saliente entre la hendidura del borde y el borde superior/inferior.

15. - La placa de enfriamiento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque la porción extendida se forma para cubrir además el borde superior/inferior.

16. - La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizada además porque el inserto metálico se extiende sobre toda la longitud de la hendidura.

17. - La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizada además porque el inserto metálico está instalado de manera removible en la hendidura.

18. - La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizada además porque el inserto metálico está conectado a la hendidura mediante ajuste a la forma o mediante pernos o tornillos.

19. - La placa de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizada además porque la placa de enfriamiento se hace de al menos uno de los siguientes materiales: cobre, una aleación de cobre o acero.