MX2013001556A

MX2013001556A - Procedimiento para operar un precalentador para material de carga, asi como el precalentador de material de carga y unidad de horno de fundicion.

Info

Publication number: MX2013001556A
Application number: MX2013001556A
Authority: MX
Inventors: Uwe Wilhelm
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-03-07
Also published as: WO2012019913A1; RU2576973C2; RU2013110305A; EP2603757A1

Abstract

La invención se refiere a un procedimiento para operar un precalentador de material de carga para una unidad de horno de fundición, así como un precalentador de material de carga en donde el precalentador de materia de carga presenta un pozo con un orificio de pozo vertical, que en su extremo superior presenta al menos un orificio de carga para llenar el orificio del pozo con piezas de material de carga y en su extremo inferior presenta un orificio de de vaciado, en donde una sección transversal del orificio del pozo se ensancha a partir del orificio de carga en dirección del orificio de vaciado y en donde el precalentador del material de carga en la zona del orificio de vaciado incluye al menos un medio de retención para retener temporalmente el material de carga en el pozo. El precalentador de material de carga hace posible elevar verticalmente el pozo en relación al material de carga retenido en el pozo desde una posición de carga a una posición de precalentamiento, estando formado al menos un orificio auxiliar ente al menos una región de una pared interna del pozo y el material de carga retenido en el pozo.

Description

PROCEDIMIENTO PARA OPERAR UN PRECALENTADOR PARA MATERIAL DE CARGA, ASI COMO EL PRECALENTADOR DE MATERIAL DE CARGA Y UNIDAD DE HORNO DE FUNDICIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento para operar un precalentador de material de carga para una unidad de horno de fundición asi como un precalentador de material de carga en donde el precalentador de materia de carga presenta un pozo con un orificio de pozo vertical, que en su extremo superior presenta al menos un orificio de carga para llenar el orificio del pozo con piezas de material de carga y en su extremo inferior presenta un orificio de de vaciado, en donde una sección transversal del orificio del pozo se ensancha a partir del orificio de carga en dirección del orificio de vaciado y en donde el precalentador del material de carga en la zona del orificio de vaciado incluye al menos un medio de retención para retener temporalmente el material de carga en el pozo. La invención se refiere además a una unidad de horno de fundición con ese tipo de precalentador de material de carga.

La invención se refiere en especial a un precalentador de material de carga para 'piezas de material de carga en forma de chatarra metálica que se funde en un horno de fundición, en especial un horno de arco eléctrico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El precalentador de material de carga y el sistema de horno de fundición del tipo antes descrito se conocen por ejemplo por el documento DD 292517 A5.. El documento DD 292517 A5 describe una unidad de fundición con un precalentador de material de carga en forma de pozo y un horno de fundición en forma de un horno de arco eléctrico. El pozo del precalentador del material de carga junto con la tapa del horno de arco eléctrico forma una unidad constructiva. Para retener temporalmente el material de carga en el pozo está provisto al menos un miembro de bloqueo o un dispositivo de retención móvil.

El documento DE 3940558 Al describe un horno de arco eléctrico, con un precalentador de material de carga .en forma de pozo, que junto con la tapa del horno se mueve vertical u horizontalmente en relación al cuerpo del horno.

Los precalentadores de material de carga sirven en general para aprovechar en gran medida la energía calorífica contenida en el gas de escape de un horno de fundición para precalentar una carga de piezas de material en el horno de fundición y así reducir la energía requerida específica por el horno de fundición y optimizar el balance de energía del proceso de fundición. El gas que se produce durante la fundición de una carga de material de carga en el horno de fundición por lo regular se succiona para esto y se "conduce a través de una carga de piezas de material de carga. Para esto el material de carga se almacena en una posición intermedia en un contendor o pozo lateral y/o superior al horno de : fundición y se aplica el gas de escape succionado de la cámara del horno. El pozo funciona aquí como una chimenea, en cuyo extremo superior, o sea en la región del orificio de carga, gracias a la termodinámica y a un productor de subpresión conectado posteriormente, se produce una subpresión, que realiza la succión de los gases de escape de la cámara del horno. El pozo puede aquí 'colocase directamente por encima de la tapa del horno, de tal forma que el material · de carga puede caer directamente en la cámara del horno. Alternativamente el pozo puede estar colocado también lateralmente al horno de fundición, en donde el material de carga cae en un pozo de alimentación por ejemplo horizontal, del cual es empujado a la cámara del horno por ejemplo con la ayuda de una pala.

Uno o varios dispositivos de retención móviles y/o giratorios sirven en general para retener en una primera ¦ posición el material de carga en el pozo para que sea precalentado en el pozo y en otra, posición el material de carga caliente debido a su peso propio puede caer o ser conducido desde el pozo. Un dispositivo de retención puede tener la forma de una reja o similares, que puede ser retirada lateralmente del pozo para despejar el orificio del vaciado. Un dispositivo de retención sin embargo también puede presentar un' apéndice o prolongación que al moverse descubren hacia abajo el orificio de vaciado.

Durante el precalentamiento en el pozo se encuentra una carga de material de carga sobre el o los dispositivos de retención y a través de la carga fluye el gas de escape. Aquí se conduce el gas de escape en la región del orificio de vaciado del pozo y hacia el orificio del. pozo y se extrae en la región del orificio de carga y por lo regular se conduce a una instalación de post-tratamiento de gas de escape. Aquí el gas de escape frecuentemente se conduce a través del orifico de de vaciado hacia el pozo, en donde el o los dispositivos de retención en este caso obviamente son permeables del gas de escape o deben dejar que pase el gas de escape.

Durante el precalentamiento de una carga de material.de carga se presenta el problema de que en la región inferior del pozo se presenta un calentamiento más intenso que en la región superior del pozo. Además debido a la masa del material de carga, este se compacta más en la región inferior del pozo que en la región superior. Esto es más marcado entre más pequeñas sean las piezas de chatarra en la región inferior del pozo, para amortiguar con piezas de chatarra de menor tamaño el descenso del material de carga en la cámara del horno al cargar el horno de fundición. Esto tiene como consecuencia que el material de carga en la región inferior de horno habitualmente frió, parcialmente se funde o al menos empieza a fundirse y las piezas de material de carga individuales se adhieren entre si.

Con esto en los espacios intermedios entre las piezas individuales de material de carga se vuelven cada vez menos y se reduce la sección libre para el flujo dentro del pozo. La reducción asociada de la corriente de gas de escape a través de la carga de material de carga en el peor de los casos es tan intensa que se llega a una obstrucción del pozo con el material de carga y el pozo ya no cumple con la función de chimenea. Como consecuencia se presenta un humeo en el horno de fundición, esto es en el horno de fundición se forma una sobrepresión y el gas de escape se expulsa a la atmósfera de manera indefinida a través de fisuras y puntos no herméticos entre la tapa del horno y el cuerpo del horno, el pozo y la tapa del horno, etc.

Para recuperar el efecto de chimenea del pozo, el proceso de fundición debe interrumpirse. Frecuentemente ene se caso se requieren medidas de mantenimiento en el pozo o en el o los dispositivos de retención. El paro conduce a una operación ineficiente del horno de fundición y de forma indeseada requiere energía y eventualmente refacciones adicionales.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Por lo tanto es la tarea de la invención el presentar un procedimiento para operar un precalentador de material de carga, un precalentador de material de carga y un horno de fundición que lo presenta, con el cual se puede evitar que el horno de fundición humee.

Esa tarea en el caso del procedimiento para operar el precalentador de material de carga para un horno de fundición, se resuelve con un precalentador de material de carga que presenta un pozo con un orificio de pozo vertical, que en su extremo superior .presenta al menos un orificio de carga para llenar el orificio del pozo con piezas de material de carga y en el extremo inferior presenta un orificio de de vaciado, en donde una sección transversal del orificio del pozo se ensancha a partir del orificio de carga en dirección del orificio de vaciado y en donde el precalentador del material de carga en la zona del orificio de vaciado incluye al menos un medio de retención para retener temporalmente el material de carga en el pozo, con las siguientes etapas: a) colocar el pozo en una posición de carga por encima y/o lateralmente del horno de fundición; b) introducir el material de carga en el orificio de carga hasta que cuando menos una sección transversal horizontal del orificio del .pozo se 'ha llenado con el material de carga, en donde el material de carga se retiene en el pozo mediante al menos un dispositivo de retención; c) elevar verticalmente el pozo con respecto al material de carga a partir de la posición de carga a una posición de precalentamiento, en donde se forma al menos un orificio auxiliar entre la pared interna del pozo y el material de carga; d) conducir el gas de escape del horno de fundición al orificio del pozo en dirección hacia, el orificio de carga del pozo, en donde el material de carga es atravesado por al menos una parte del gas de escape y es calentado por el mismo; y e) vaciar ' el pozo mediante el al menos un dispositivo de retención, en donde el material de carga precalentado cae hacia abajo a través del orificio de vaciado.

Para el precalentador de material de carga, en especial para realizar el procedimiento de conformidad con la invención, con un precalentador de material de carga que presenta un pozo con un orificio de pozo vertical, que en su extremo superior presenta al menos un orificio de carga para llenar el orificio del pozo con piezas de material de carga y en el extremo inferior presenta un orificio de de vaciado, en donde una sección transversal del orificio del pozo se ensancha a partir del orificio de carga en dirección del orificio de vaciado y en donde el precalentador del material de carga en la zona del orificio de vaciado incluye al menos un medio de retención para retener temporalmente el material de carga en el pozo, la tarea se resuelve porque además se provee al menos un dispositivo elevador para elevar verticalmente el pozo en relación al material de carga retenido en el pozo mediante al menos un dispositivo de retención.

El al menos un dispositivo elevador del precalentador de material de carga está dispuesto en especial para elevar verticalmente el pozo en relación al material de carga desde una posición de carga en la cual al menos una sección transversal horizontal del orificio del pozo está llena con material de carga, hacia- la posición de precalentamiento, en la cual está formado al menos uno, un orificio auxiliar en especial anular, entre una pared interna del pozo y el material de carga retenido.

En un procedimiento de conformidad con la invención primero se llena el pozo con piezas de material de carga, formándose en el orificio del pozo un cono de material de carga mecánicamente estable, estando el material de carga por secciones en contacto directo con la pared interna del pozo.

• A continuación se elimina el contacto directo entre al menos una región de la pared interna del pozo y el material de carga, dependiendo de la conformación del pozo, al menso en un lado total o casi, totalmente, mediante la elevación vertical delr pozo. A partir de la posición de carga el pozo se mueve relativamente al material dé carga o al cono de material de carga a una posición de precalentamiento, en donde al menos se forma un orificio anular en forma de ranura en especial anular entre la pared interna del pozo y el producto de carga o el cono de material de carga.

Si el pozo se ensancha . a partir del orificio de carga en dirección del orificio de vaciado uniformemente hacia todos los lados, entonces se forma un orificio auxiliar anular. Si por el contrario el pozo se ensancha solo en uno a tres lados estando colocados los lados de forma oblicua con respecto a la vertical, mientras que una sección de pare tiene uno a tres lados paralelos a la vertical, entonces dependiendo de la forma del pozo se forma un orificio auxiliar en forma de ranura, que en el caso de pozos con formas redondas o elípticas tienen forma de hoz y tiene forma rectangular en el caso de formas de pozo rectangulares adyacente a cada lado oblicuo del pozo.

Se ha mostrado que el cono de material de carga al formarse el al menos un orificio auxiliar es lo suficientemente estable y no colapse, cuando la pared- interna del pozo, que limita la periferia del cono, se retira al menos por secciones o al menos se aleja, parcialmente. Principalmente pueden ponerse en movimiento las piezas más pequeñas del material de carga, qüe en cualquier forma por experiencia se sabe que no conducen a que no se forme el orificio auxiliar o no se forme completamente.

El al menos un orificio auxiliar se forma en caso necesario un pasaje para el gas de escape, que cuando menos amplia o totalmente está libre de material de carga, de tal forma que al menos una parte del gas de escape del horno de fundición durante todo el tiempo de precalentamiento, permanece en el material de carga en el pozo, atraviesa el orificio del pozo y se utiliza para' precalentar el material de carga. La sección transversal de flujo libre en el pozo, que hasta ahora solo había sido formada por los espacios intermedios entre las piezas de material de carga, mediante la formación de la menos un orificio auxiliar, en caso necesarios se agrada artificialmente al menos temporalmente, de tal forma que en cualquier momento el gas de escape puede pasar a través del pozo. El efecto de chimenea del pozo se mantiene vertical y se evita de forma confiable el humeado del horno de fundición.

En tanto el cono en el material de carga en el pozo pueda ser atravesado por el flujo en la zona inferior del pozo, el gas de escape se succiona a través de al menos un orificio auxiliar y los espacios intermedios entre las piezas de material de carga. En el caso de una reducción en la capacidad de flujo a través del cono de material de carga en a región inferior del pozo, el gas de escape se succiona cada vez más a través de al menos un orificio auxiliar y puede llegar otra vez en los espacios intermedios del cono que se encuentran en la parte superior del pozo y seguir calentando el material de carga en el interior del cono. Esto garantiza una buena transferencia de calor del gas de escape al material de carga.

El al menos un dispositivo de retención especialmente está conformado giratorio alrededor de un eje de giro, que está colocado horizontalmente paralelo a la pared del pozo. Preferentemente están presentes en el pozo dos dispositivos de retención giratorios uno frente al otro. Pero un dispositivo de retención también puede alternativamente estar conformado como parrilla o reja móvil de otra forma, como por ejemplo como una parrilla desplazable horizontalmente .

La sección transversal del orificio del pozo se ensancha a partir del orificio de carga en dirección del orificio de vaciado preferentemente de forma uniforme a todos los lados, de tal forma que al elevar el pozo en relación al material de carga se forma un orificio anular entre la pared interna del pozo y el material de carga, el cual esencialmente presenta una anchura esencialmente uniforme. Esto mejora la uniformidad del calentamiento del material de carga .

La etapa d) del procedimiento se realiza preferentemente durante la realización de la etapa c) o las etapas c) y b) o las etapas c) y b) y a) . En especial el gas de escape se succiona permanentemente sin interrupciones de la cámara del horno hacia el pozo. Esto hace posible también un aprovechamiento del tiempo en el cual el pozo se llena y se agranda de manera determinada la sección transversal que puede ser atravesada por el flujo. Este precalentamiento de una carga de material de carga · se realiza asi esencialmente más rápido, sin que al inicio del precalentamiento se presente una adhesión del material de carga.

Para obtener un cono estable de material de carga, preferentemente se introduce en el orificio del pozo un material de carga con una densidad en el rango de 0.4 a 0.8 t/m3. En especial principalmente se introduce en el pozo material de carga anguloso, para evitar que se desplome o deslice el cono de material de carga al elevar el pozo.

Durante la realización del procedimiento se prefiere mantener una unión hermética al gas, directa o indirecta entre el pozo y el horno de fundición, para evitar un escape del gas de escape a la atmósfera y la pérdida de calor.

Se ha demostrado que cuando el al menos un dispositivo de retención cierra parcialmente el orificio de vaciado durante el precalentamiénto del material de carga en el pozo y el gas de escape se conduce a través del orificio de vaciado al orificio del pozo. Asi puede omitirse una conexión adicional del pozo y la cámara del horno para transferir el gas de escape al pozo.

El al menos . un dispositivo de retención del precalentador de material de carga de conformidad con la invención incluye preferentemente . dos pernos de retención, que están colocados separados entre si de tal forma que al menos un dispositivo de retención durante la retención del material de carga en el pozo cierra principalmente el orificio de vaciado. Con esto puede fluir directamente el gas de escape sin desviaciones hacia el orificio de vaciado y con esto llegar al orificio del pozo. En el caso del uso de dos dispositivos de retención pueden los pernos estar colocados entre si de tal forma que los pernos de uno de los dispositivos de retención apunten hacia los dedos o hacia los espacios intermedios entre los dedos del otro dispositivo de retención .

Se prefiere cuando el pozo se mueve en relación al material de carga mediante . al menos un dispositivo de elevación llevándolo de la posición de carga a la posición de precalentamiento y viceversa. El al menos un dispositivo de elevación puede ser accionado ya sea manual o automáticamente .

El al menos un dispositivo de elevación del precalentador de carga de conformidad con la invención preferentemente se fija al un pozo y/o al menos a un dispositivo de sujeción.

Aquí ha mostrado ser especialmente ventajoso para el procedimiento, cuando el al menos un dispositivo elevador se sujeta en el pozo y el pozo se mueve en la dirección vertical. Mientras el material de carga permanece en su posición, el pozo se mueve verticalmente hacia arriba. Aquí puede el al menos un dispositivo elevador estar formado por ejemplo por una grúa o - al menos un cilindro elevador, que inmediatamente se sujeta, en el pozo o en una construcción portadora unida mecánicamente al pozo.

Alternativamente el al menos un dispositivo elevador puede sujetarse al menos a un dispositivo de retención, de tal forma que el al menos un dispositivo de retención incluyendo el material de carga retenido en la dirección vertical se mueve hacia abajo. El propio pozo permanece aquí sin variaciones en su posición y se eleva principalmente en relación al material de carga.

Es ventajoso, cuando en el orificio del pozo se mide al menos un valor de gas de escape, que en especial caracteriza una cantidad del gas de escape y/o urta presión de gas de escape y/o un volumen del gas de escape y/o una velocidad del gas de escape y/o una temperatura del gas de escape que fluye por el orificio del pozo, y una anchura media del al manos un orificio auxiliar, que corresponde a la distancia media entre la pared interna del pozo y el material de carga, se ajusta dependiendo del al menos un valor del gas de escape.

Preferentemente se realiza la elevación vertical del pozo en relación al material de carga, hasta que en la región del orificio de vaciado se presenta una presión negativa del gas de escape, en especial se encuentra en el rango de aproximadamente -10 Pa. Esto garantiza que la sección transversal del pozo que puede ser atravesada por el !6 ' flujo, en cualquier momento tenga un tamaño suficiente para evitar que el horno de fundición humee..

Si la temperatura medida del gas de escape en la zona del orifico de carga alcanza un valor de temperatura determinado, puede este servir como señal de que el material de carga ha sido precalentado suficientemente y puede ser vaciada en dirección hacia el horno de fundición o para su transferencia al horno de fundición.

El precalentador de- material de carga de conformidad con la invención presenta en el pozo al menos un dispositivo de medición para medir al menos un valor del gas de escape, en especial una cantidad de gas de escape y/o una presión del gas de escape y/o un volumen del gas de escape y/o una velocidad del gas de escape y/o una temperatura del gas de escape que fluye por el orificio del pozo, con lo cual al menos un dispositivo elevador y/o el al menos un dispositivo de retención puede controlarse dependiendo del al menos un valor del gas de escape, mediante al menos un dispositivo de control. El dispositivo de control recibe las señales de al menos un dispositivo de medición y modifica en esta base el tamaño de al menos un orificio auxiliar y/o la posición del al menos un dispositivo de retención.

El al menos un dispositivo de control se considera aqui como otro . componente del precalentador de material de carga.

Para la medición de la presión del gas de escape en el pozo preferentemente está colocado un primer dispositivo de medición en la región del orificio de medición y otro dispositivo de medición en la región del orificio de carga, para con la ayuda de las presiones del gas de escape allí medidos determinar la posición de pozo óptima con respecto al material de carga y eventualmente al modificar la posición del pozo en relación al material de carga, ajusfar una diferencia deseada en la presión del gas de escape en el pozo.

La tarea se resuelve además para la unidad de horno de fundición porque esta incluye un horno de . fundición y un precalentador del material de carga de acuerdo con la invención colocado en la parte superior y/o lateral del horno de- fundición. En especial se prefiere que el horno de fundición sea un horno de arco eléctrico, en especial que incluya una cámara de horno, una tapa de horno, al menos un electrodo introducido a través de la tapa del horno y al menos una unidad de combustión para combustibles fósiles introducido a través de una pared de la cámara del horno. Alternativamente puede tratarse de otro tipo de horno y/u otro tipo de material de carga que se va a fundir, como por ejemplo añicos de vidrio.

En una modalidad preferida, la unidad , de horno de fundición está provista con al menos una disposición hermética flexible, que en la posición de carga, la posición de pre-calentamiento y cada otra posición entre la posición de carga y la posición de precalentamiento del pozo en relación al material de carga retenido, se forma una unión hermética al gas directa o indirectamente entre el pozo y el horno de fundición. En una modalidad preferida, en la cual el precalentador de carga está colocado por encima del horno de fundición, la disposición hermética flexible está formada como una junta de fuelle en ' forma' de manguera, ' que en especial está . unido por un lado con la tapa del horno de fundición y por otro lado está unido herméticamente al gas con la periferia del pozo.

En otra modalidad en la cual el pozo está colocado lateralmente al horno de fundición, con lo cual el material de carga cae en un pozo de alimentación por ejemplo horizontal, desde el cual es empujado a la cámara del horno por ejemplo con una pala, preferentemente la disposición hermética flexible está formada como una junta de fuelle en forma de manguera, que en especial está unido por un lado con la tapa del horno de fundición y por otro lado está unido herméticamente al gas con la periferia del pozo.

La disposición hermética flexible evita de forma confiable la expulsión a la atmósfera del gas de escape y la pérdida de calor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las figuras 1 a 12 muestran de forma ejemplar diferentes precalentadores y procedimientos para su operación, asi como esquemáticamente una unidad de horno de fundición provista con el precalentador. De tal forma que La figura 1 muestra un precalentador de material de carga en una posición de carga; La figura 2 muestra un precalentador de material de carga según la figura l en una posición de precalentamiento ; La figura 3 muestra un precalentador de material de carga según la figura 1 en una primera vista superior posible; La figura 4 muestra un precalentador de material de carga según la figura 1 en una segunda vista superior posible ; La figura 5 muestra un precalentador de material dé carga según la figura 1 en una tercera vista superior posible; La figura 6 muestra esquemáticamente una unidad de horno de fundición con el precalentador de material de carga según la figura 1 en la posición de carga; La figura 7 muestra esquemáticamente la unidad de horno de fundición según la figura 6 con el precalentador de material de carga según la figura 2 en una posición de precalentamiento; y Las figuras 8 a 12 muestran un procedimiento para operar un precalentador de material de carga con la ayuda de una unidad de horno de fundición según las figuráis 6 y 7.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 muestra un precalentador de material de carga 1, el cual presenta un pozo 2 con un orificio de pozo vertical 2a. EL pozo presenta en su extremo superior un orificio de carga 3 para llenar el orificio del pozo 2a con piezas material de carga 50 ( el material de carga y su posición en 1 pozo se muestra principalmente de forma esquemática para dar una visión general) y en su extremo inferior presenta un orificio de vaciado 4 para transferir el material de carga 50 desde el oficio de pozo 2a al horno de fundición (ver figura 6 o 7) o alternativamente en un pozo de alimentación, desde el cual es empujado en dirección hacia un horno de fundición.

Una sección transversal del orificio de pozo 2a se ensancha a partir del orificio de carga 3 en dirección hacia el orificio de vaciado 4. El precalentador de material de carga 1 presenta en la región del orificio de vaciado 4 dos dispositivos de retención 5 giratorios alrededor de un eje de giro 5a para retener temporalmente el material de carga 50 en el pozo 2. La región de giro de los dispositivos de retención 5 alrededor del eje de giro 5a en cuestión se muestra aquí con flechas dobles y lineas punteadas.

Además se provee al menos un dispositivo elevador 6, que se representa esquemáticamente, para elevar verticalmente el pozo 2 en relación al material de carga 50 retenido en el pozo 2. La función de subir y bajar del o de los dispositivos elevadores„ 6 se muestra aqui mediante una flecha doble. En el caso de un dispositivo elevador 5, que está en posición de elevar el pozo de forma vertical, puede por ejemplo tratarse de una combinación de ojales elevadores en el pozo 2 con una grúa o de un cilindro elevador unido mecánicamente con el pozo y que se apoya sobre una construcción portadora.

En una modalidad de la invención alternativa que no se representa aqui, el dispositivo elevador puede apoyarse también o adicionalmente en los dispositivos de retención o sus ejes de giro o una impulsión eléctrica para mover esos componentes y modificar la posición de los dispositivos de retención 5 incluyendo el material de carga 50 con respecto al pozo -2.

El o los dispositivos elevadores 6 para elevar verticalmente al pozo 2 con respecto al material de carga 50 desde una posición de carga representada en la figura 1, en la cual por lo menos una sección transversal horizontal del orifico del pozo 2a está llena con material de carga, se encuentra en una posición de precal.entamiento según la figura 2.

En la posición de precalentamiento representada en la figura 2 se encuentra el pozo 2 elevado verticalmente con respecto al material de carga 40 desde la posición de carga según la figura 1, en donde al menos se forma una ranura o un orificio auxiliar en forma de anillo 7 entre la pared interna del pozo 2 y el material de carga 50 que permanece con su forma cónica.

En el pozo 2 se encuentra al menos un dispositivo de medición 9 para medir al menos un valor del gas de escape, en especial una cantidad de gas de escape y/o una presión del gas de escape y/o un volumen del gas de escape y/o una velocidad del gas de escape y/o una temperatura del gas de escape que fluye por el orificio del pozo 2a. El o los dispositivos elevadores 6 y/o el o los dispositivos de retención 5 pueden controlarse dependiendo del al menos un valor del gas de escape, mediante al menos un dispositivo de • control 10. Asi el dispositivo de control 10 por. ejemplo al medir una presión del gas de escape, un volumen del gas de escapa o una velocidad del gas de salida, que se encuentra bajo un valor limite determinado, puede ejecutar otra elevación del pozo 2 mediante el o los dispositivos elevadores 6, para agrandar al menos una ranura u orificio auxiliar anular 7 y agrandar la sección transversal que puede ser atravesada por la corriente de gas de escape desde el horno de fundición. En el caso de una presión del gas de escape que se encuentra por debajo de un valor limite determinado, puede realizarse una elevación del pozo 2 mediante el o los dispositivos elevadores 6, para por lo menos agradar un orificio auxiliar 7 y agrandar la sección transversal que puede ser atravesada por la corriente de gas de escape desde el horno de fundición, para con esto empujar a través del pozo más gas de escape y material de carga 50 y calentar este último de forma óptima. La posición del pozo 2 en relación al cono de material de carga 50 puede ajustarse a los valores del gas de escape de forma automática y dinámica.

Además al establecer una temperatura del gas de escape puede también realizarse un accionamiento de los dispositivos de retención 4 a. través del dispositivo de control 10. Si la temperatura del gas de escape rebasa por ejemplo un valor limite determinado, en el cual puede contarse con una fundición del material de carga 50 en el pozo, entonces puede iniciarse automáticamente un proceso de rotación, de tal forma que el material de carga 50 puede caer o resbalar hacia abajo del pozo 2 en · l-a dirección de la fuerza de gravedad a través del orificio de vaciado 4 y evitar una adherencia importante con los dispositivos de retención 5.

En las figuras 3 a 5 se muestra el precalentador de material de carga 1 de conformidad con¦ la figura 1 en la vista superior posible. Los mismos números de referencia como los de las figuras 1 y 2 designan los mismos elementos.

De conformidad con la figura 1 se muestra la periferia del pozo 2 del precalentador de carga 1 por ejemplo de forma rectangular. El orificio de carga 3 y el orificio de vaciado 4 que no se observa en ' esta vista aquí se ilustran cuadráticos, en donde todos los cuatro lados del pozo 2 están realizados oblicuos con respecto a la vertical. Al elevar el pozo 2 en relación al! material de carga 40 se forma un orificio auxiliar 7 de forma anular.

Segú la figura 4 la periferia del pozo 2 está formado igualmente rectangular. Sin embargo solo dos de los cuatro lados del pozo 2 tienen forma oblicua, mientras que los otros dos lados son verticales. Al elevar el pozo 2 en relación al material de carga 50 se gorman dos orificios auxiliares 7 rectangulares en forma de ranuras en la región de las paredes laterales oblicuas del pozo 2.

De conformidad con la figura 5 la periferia del pozo 2 del precalentador de material de carga 1 por ejemplo tiene forma redonda. El orificio de carga 3 y el orificio de vaciado 4 que no puede observarse tienen forma circular, en donde el diámetro del pozo 2 a partir del orificio de carga 3 se ensancha uniformemente en dirección hacia el .orificio de vaciado 4. Al levantar el pozo 2 con respecto al material de carga 40 se forma aquí también un orificio auxiliar anular 7.

Preferentemente los puntos ¦ medios del orificio de carga 3 y el orificio de vaciado 4 se encuentran sobe el eje longitudinal del pozo 2. Esto sin embargo un caso forzoso. También pueden diferenciarse las formas periféricas del orificio de carga 3 y el orificio de vaciado 4, como se muestra por ejemplo en la figura 4.

La figura 6 muestra esquemática una unidad de horno de fundido 100 que incluye un horno de fundición 110 y un precalentador del material de carga de conformidad con la figura 1 colocado por encima del horno de fundición 110, en la posición de carga. La figura 7 muestra esquemáticamente la unidad de horno de fundición 100 de conformidad con la figura 6 con el precalentador del material de carga 1 de conformidad con la figura 2 en la posición de precalentamiento . Los mismos números de referencia de las figuras 1 y 2 caracterizan los ismos elementos. Para al elevar verticalmente el pozo 2 en relación al material de carga¦ 50 no provocan salida del gas de escape en la zona de transición entre el horno de fundición 110 y el precalentador de material de carga 1, eventualmente está presente al menos una disposición hermética flexible 8, que en la posición de carga, la posición de precalentamiento y cualquier otra posición entre la posición de carga y la posición de precalentamiento del pozo 2, en relación con el material de carga retenido 50, forma una conexión hermética al gas entre el pozo 2 y en este caso el horno de fundición 110. Aqui como disposición hermética 8 se utiliza una junta de fuelle en forma de manguera de un material resistente a las temperaturas elevadas, que sea hermética al gas de escape del horno de fundición 110.

Las figuras 8 a 12 muestran solo esquemáticamente un procedimiento para operar un precalentador de material de carga 1 de conformidad con las figuras 1 y 2 con la ayuda de una unidad de horno de fundición 100 según las figuras 6 y 7. En la representación de al menos un dispositivo de medición 9, el dispositivo de control 10 y los conductos de datos y control entre el dispositivo de control 10, del cual menos un dispositivo de medición 9 y los dispositivos de retención 4 o sus propulsiones eléctricas, por claridad se omiten.

Según la figura 8 el pozo 2 del precalentador de material de carga 1 está colocado en una posición por encima del horno de fundición 110, cuya cámara de horno 110a aquí ya está lleno con piezas de material de carga 40 en forma de chatarra metálica. El precalentador de material de carga 1 aquí está colocado sobre un orificio HOd en la tapa del horno 110c del horno de fundición 110, que tapa la parte superior de la cámara 110b del horno de fundición 110. El orificio de vaciado 4 se asienta en este ejemplo de realización exactamente sobre el orificio HOd en la tapa del horno 110c, de tal forma que los dispositivos de retención 50 pueden girar en la cámara del horno 110a. Una unión hermética al gas entre la tapa del horno 110c y el pozo 2 se forma mediante entre la tapa del horno 110c y el pozo 2 mediante la disposición hermética flexible 8.

Para succionar el gas de escape 12a de la cámara de horno 110a se provee una succión de gas de escape 12. El gas de escape 12a de la cámara de horno 110a se succiona a través del orificio de vaciado 4 en el pozo, asciende en el orificio del pozo 2a hacia arriba y es succionado a través del orificio de carga 3 o en la región del orificio de carga 3. Al fluir a través del orificio 2a del pozo 2, el gas de escape 12 calienta la carga de piezas de material de carga 50a almacenada mediante los dispositivos de retención 5. El material de carga 50a se introduce en el pozo 2 hasta que al menos una región transversal horizontal del orificio del pozo 2a se ha llenado con el material de carga 50a. Se forma un cono de material de carga 50a independiente y mecánicamente estable.

Según la figura 9 se realiza ahora la elevación vertical del pozo 2 en relación al material de carga 50a a partir de la posición de carga ' a la posición de precalentamiento, en donde al menos un orificio auxiliar 7 entre una pared interna del pozo 2 y el¦ material de carga 50a. El gas de escape 12a fluye ahora sobre esa al menos un orificio auxiliar 7 asi como a través de las piezas de material de carga 50a en dirección de la succión de gas de escape 12. Si durante el precalentamiento se requiere una corrección de la posición del pozo 2, este puede volverse a posicionar verticalmente de forma correspondiente. También es posible la retracción del pozo 2 que ya se encuentra en la posición de carga, durante 1 precalentamiento, cuando pueda pasar suficiente gas de escape 12a a través del cono de material de carga 50a. Esto puede por ejemplo ser el caso cuando hay una densidad a granel reducida del material de carga.

Entre tanto en la cámara de horno 110a funde el . material de carga 50 allí presente y forma un material fundido 50, ver la figura 10. Si el material de carga 50 se ha fundido o se encuentra un nivel de material fundido suficientemente elevado, de realiza una sangría en el horno de fundición 110, esto es el material fundido 60 se extrae total" o al menos parcialmente a través de un orificio 70. Para esto se inclina frecuentemente la cámara del horno 110b, como se, muestra en la' figura 10. Pero también una cámara de horno 110b presente en la zona del fondo puede utilizarse una salida, para lo cual la cámara del horno 110b no tiene que inclinarse.

El material de carga 50a en el pozo 2 que se ha precalentado de la manera deseada mediante el gas de escape 12a, ahora según la figura 11 se vacía ahora a la cámara del horno 110b, para lo cual giran los dispositivos de retención 5 en dirección hacia la cámara del horno 110a.

A continuación los dispositivos de retención 5 · giran de regreso según la figura 12. Inicia el siguiente ciclo de fundición, en el cual el material de carga precalentado 50a se funde en la cámara del horno 110a y se introduce al pozo 2, una nueva carga de piezas de material de carga 50b, aquí se representa principalmente de forma esquemática como una flecha. Además puede ser necesario retirar brevemente la succión de gas de escape 12 del orificio de carga 3, para poder introducir en el orificio del pozo 2a el matérial de carga aun frió 50b. Pero también es posible utilizar una succión de gas de escape 12, que puede abrirse mediante al menos una compuerta y/o al menos una válvula, de tal forma que el nuevo material de carga 50b puede ser cargado a través de la succión de gas de escape 12 hacia el orificio del pozo 2a.

Tan pronto como el pozo 2 se vuelve a llenar, ver figura 8, se repite el procedimiento.

Aquí se hace notar que tanto el precalentador de material de carga aquí representado como también la unidad de horno de fundición representado sirven principalmente de forma esquemática y ej emplificativa para ^explicar el procedimiento de conformidad con la invención. También la disposición del precalentador de material de carga frente al horno de fundición se selecciono solo ej emplificativamente . Además no se representa detalladamente que el horno de fundición puede ser un horno de arco eléctrico, en el cual a través de la tapa del horno se introducen electrodos, y en donde unidades de combustión que operan con combustible fósil se introducen a través dé las paredes de la cámara del horno. También se representan esquemáticamente el- o los dispositivos elevadores que pueden elevar ¦ verticalmente el pozo en relación al material de; carga en el pozo. Asi además de la grúa o la grúa superior también puede utilizarse uno o varios cilindros elevadores. Aquí el o los cilindros elevadores pueden estar montados por ejemplo en la tapa del horno, la plataforma del horno, la base, etc. y sujetar el pozo y hacerlos subir y bajar. También el o los dispositivos elevadores pueden montados de tal forma están dispuestos para hacer subir ¦ y bajar verticalmente la posición de los dispositivos de retención y con esto el material de carga allí colocado, sin salirse del alcance de la invención.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para operar un precalentador de material de carga (1) para un horno de fundición (100), en el cual el precalentador de material de carga (1) presenta un pozo (2) con un orificio de pozó vertical (2a) , que en su extremo superior presenta al menos un orificio de carga (3) para llenar el orificio del pozo (2a) con piezas de material de carga (50) y en el extremo inferior presenta un orificio de de vaciado (4), en donde una sección transversal del orificio del, pozo (2a) se ensancha a partir del orificio de carga (3) en dirección b!el orificio de vaciado (4) y en el cual el precalentador del material de carga (1) en la zona del orificio de vaciado (4) incluye al menos un medio de retención (5) para retener temporalmente el material de carga (50) en el pozo (2), caracterizado porque presenta las siguientes etapas: a) colocar el pozo (2) en una posición de carga por encima y/o lateralmente del horno de fundición (110); b) introducir el material de carga (50) en el orificio de carga (3) hasta que cuando- menos una sección transversal horizontal del orificio del pozo (2a) se ha llenado con el material de carga (50), en donde el material de carga (50) se retiene en el pozo (2) mediante al menos un dispositivo de retención (5); c) elevar verticalmente el pozo (2) con respecto al material de carga (50) a partir de la posición de carga a una posición de precalentamiento, en donde se forma al menos un orificio auxiliar (7) entre la pared interna del pozo (2) y el material de carga (50); d) conducir el gas de escape (12a) del horno de fundición (110) al orificio del pozo (2a) en dirección hacia el orificio de carga (3) del pozo (2), en donde el material de carga (50) es atravesado por al menos una parte del gas de escape (12a) y es calentado por- el mismo; y e) vaciar el pozo (2) mediante el al menos un dispositivo de retención (5), en donde el material de carga precalentado (50) cae hacia abajo a través del orificio de vaciado ( 4 ) .

2. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa d) del procedimiento se realiza preferentemente durante la realización de la etapa c) o las etapas c) y b) o las etapas c) y b) y a) .

3. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque se forma al menos un orificio auxiliar anular (7) entre la pared interna del pozo (2) y el material de carga (50) .

. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se introduce en el orificio del pozo (2a)- un material de carga (50) con una densidad en el rango de 0.4 a 0.8 t/m3.

5. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la etapa b) principalmente se introduce .en el pozo material de carga anguloso (50) .

•6. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a '5, caracterizado porque para realizar el procedimiento se mantiene una unión hermética al gas, directa o indirecta entre el pozo (2) y el horno de¦ fundición (110) .

7. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, ¦ caracterizado porque el al menos un dispositivo de retención (5) cierra parcialmente el orificio de vaciado (4) durante el precalentamiento del material de carga (50) en el pozo (2) y el gas de escape (12a) se conduce a través del orificio de vaciado (4) al orificio del pozo (2a).

8. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el pozo (2) se mueve en relación al material de carga (50) mediante al menos un dispositivo de elevación (6) llevándolo de la posición de carga a la posición de precalentamiento y viceversa.

9. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque al menos un dispositivo de elevación (6) se fija al un pozo (2) y el pozo (2) se mueve en dirección vertical.

10. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque el al menos un dispositivo elevador (6) se sujeta al menos a un dispositivo de retención (5), de tal forma que el al menos un dispositivo de retención (5) incluyendo el material de carga (50) retenido allí se mueve en la dirección vertical.

11. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque en el orificio del pozo (2a) se mide al menos un valor de gas de escape, que en especial caracteriza: una cantidad del gas de escape y/o una presión de gas- de escape y/o un volumen del gas de escape y/o una velocidad del gas de escape y/o una temperatura del gas de escape (12a) que fluye por el orificio del pozo (2a), y una anchura media del al manos un orificio auxiliar, que corresponde a la distancia media entre la pared interna del pozo (2) y el material de carga (50), se ajusta dependiendo del al menos un valor del gas de escape.

12. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque se realiza la elevación vertical del pozo (2) en relación al material de carga (50), hasta que en la región del orificio de vaciado (4) se presenta, una presión negativa del gas de. escape/ en especial se encuentra en el. rango de aproximadamente -10 Pa .

13. Un precalentador de material de carga (1), en especial para realizar el procedimiento de- conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 12, en el cual un precalentador de material de carga (1) presenta un pozo (2) con un orificio de pozo vertical (2a), que en su extremo superior presenta al menos un orificio de carga (3) para llenar el orificio del pozo (2a) con piezas de material de carga (50) y en el extremo inferior presenta un orificio de-de vaciado (4), en donde una sección transversal del orificio del pozo (2a) se ensancha a partir del orificio de carga (3) en dirección del orificio de vaciado (4) y ' en donde el precalentador del material de carga (1) en la zona del orificio de vaciado (4) incluye al menos un medio de retención (5) para retener temporalmente el material de carga (50) en el pozo (2), caracterizado porque además se provee al menos un dispositivo elevador (6) para elevar verticalmente el pozo (2) en relación al material de carga (50) retenido en el pozo (2) mediante al menos un dispositivo de retención (5).

14. El precalentador de material de carga de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el al menos un dispositivo elevador (6) para elevar verticalmente el pozo (2) en relación al material de carga- que se va a retener (50) desde una posición de carga en la cual al menos una sección transversal horizontal del orificio del pozo (2a) está llena con material de carga (50), hacia la posición de precalentamiento, en la cual al menos un orificio auxiliar entre una pared interna del pozo (2) y el material de carga retenido (50) .

15. El precalentador de material de carga de conformidad con la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque en el pozo (2) se provee al menos un dispositivo de medición (9) para medir al menos un valor del gas de escape, en especial una cantidad de gas de escape y/o una presión del ' gas de escape y/o un volumen del gas de escape y/o una- velocidad del gas de escape y/o una temperatura del gas de escape que fluye por el orificio del pozo (2a) , con lo cual al menos un dispositivo elevador (6) y/o el al menos un dispositivo de retención (5) puede controlarse dependiendo del al menos un valor del gas de escape, mediante al menos un dispositivo de control (10).

16. El precalentador de material de carga de conformidad con una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el al menos un dispositivo de retención (5) incluye preferentemente dos pernos de retención, que están colocados separados entre si de tal forma que al menos un dispositivo de retención (4) durante la retención del material de carga (50) en el pozo (2) cierra parcialmente el orificio de vaciado (4) .

17. El- precalentador de material de carga de conformidad con una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el al menos un dispositivo de elevación (6) está unido con el un pozo (2) y/o con al menos un dispositivo de sujeción (5).

18. Una unidad de horno de fundición (100) caracterizada porque incluye un horno de fundición (110) en especial un horno de arco eléctrico, y un precalentador del material de carga (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 17, colocado en la parte superior y/o lateral del horno de fundición (110).

19. La unidad de horno de fundición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque está provista con al menos una disposición hermética flexible (8), que en la posición de carga, la posición de precalentamiento y cada otra posición entre la posición de carga y la posición de precalentamiento del pozo (2) en relación al material de carga retenido (50), se forma una unión hermética al gas directa o indirectamente entre el pozo (2) y el horno de fundición ( 110 ) .