MXPA03007877A

MXPA03007877A - Sello de electrodo para horno de arco electrico.

Info

Publication number: MXPA03007877A
Application number: MXPA03007877A
Authority: MX
Inventors: P Mccaffrey Felim
Original assignee: Hatch Ltd
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2004-12-06
Also published as: JP4040978B2; AU2002240739B2; US6377605B1; EP1368995A2; ATE331421T1; WO2002071811A2; DE60212584D1; EP1368995B1; ZA200209239B; WO2002071811A3; JP2004529462A; DE60212584T2

Abstract

Un sello de electrodo para un horno de arco electrico consiste en un anillo de apoyo anular que tiene un diametro interno substancialmente mayor que el diametro del electrodo, y que se asegura al techo del horno mediante una pluralidad de pies de montaje. El anillo de apoyo anular tiene una superficie obturante anular superior sobre la cual se apoya un anillo obturante anular que tiene un diametro interno aproximadamente igual al diametro del electrodo para formar un sello substancial con este. El anillo obturante tiene una superficie obturante anular, inferior, que embraga la superficie obturante superior del anillo de apoyo, permitiendo al mismo tiempo movimiento deslizante limitado del anillo obturante a lo largo de su superficie obturante anular inferior.

Description

SELLO DE ELECTRODO PARA HORNO DE ARCO ELÉCTRICO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con un sello de electrodo para un horno de arco eléctrico que tienen uno o más electrodos de diámetro grande que se extienden a través de una abertura en el techo del horno. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los hornos de arco eléctrico usados para fundir los metales usualmente comprenden un crisol y uno o más electrodos de carbón en general verticales, soportados para depender o colgar del crisol. Para contener los humos, mantener una atmósfera deseada dentro del horno y controlar la pérdida de calor y el ruido, es práctica común proporcionar tales hornos con una tapa o techo que tiene aberturas a través de la cual dependen los electrodos. Particularmente durante las etapas iniciales de fundido, o corriente genera corrientes a través del electrodo aplica fuerzas electromagnéticas muy substanciales, que pueden causar una deflexión lateral significativa de los electrodos. Por lo tanto, es necesario proporcionar un espacio o separación entre el electrodo y la abertura en el techo del horno para evitar que el techo del horno sea dañado por el movimiento del electrodo. Sin embargo, como tales hornos de arco eléctrico operan a cerca de la presión atmosférica, y puede ir hacia la presión positiva, los gases dañinos tales como los óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono, se liberan en la atmósfera a través del espacio o separación, por lo tanto se hace deseable proporcionar alguna clase de- arreglo de sello entre el electrodo y el techo del horno. El sello debe evitar el escape substancial de los humos a través de la separación mientras que permite el movimiento vertical y lateral del electrodo. La provisión de sellado adecuado es especialmente difícil en los hornos de arco eléctrico en donde es necesario retirar completamente el electrodo del horno. Los ejemplos de este tipo de horno incluyen los hornos de arco eléctrico usados para fundir acero en trozos. Tales hornos tienen un solo electrodo que se extrae o retira completamente del horno varias veces por hora para permitir que el acero en trozos fresco sea cargado a través del agujero en el techo del horno. Después que el material en trozos se carga, el electrodo se inserta otra vez a través de la abertura en el techo del horno y se inserta a través del material en trozos sólido hasta que alcanza una profundidad deseada. Durante esta operación de inserción o perforación, se genera un ruido significativo por la formación del arco eléctrico entre el electrodo y el material en trozos sólido. El ruido típicamente se abate conforme el material se funde.

Aunque el arte previo contiene numerosos ejemplos de sellos de electrodo para resolver este problema, ninguno ha probado ser generalmente aceptable para los operadores de hornos de arcos eléctricos usados para el fundido de acero, y particularmente en donde se requiere una completa extracción del electrodo. Por lo tanto, muchos hornos de arco eléctrico continúan operando sin ningún sello en absoluto. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención supera al menos algunos de los problemas de la técnica anterior proporcionando un sello de electrodo para los hornos de arco eléctrico, que es efectivo para reducir substancialmente los humos de salida y el ruido asociado con el fundido de los metales en los hornos de arco eléctrico, es de construcción relativamente simple y económica, se puede hacer suficientemente ligero para ser soportado de manera segura en la porción refractaria del techo del horno que rodea los electrodos, es compatible' con una extracción completa repetida de los electrodos del horno, y puede ayudar a extender la vida del electrodo y el techo refractario. El sello de electrodo de acuerdo con la invención comprende un anillo de soporte anular que tiene un diámetro interno substancialmente mayor que el diámetro del electrodo, y que se asegura al techo del horno mediante una pluralidad de patas o pies de montaje. El anillo de soporte anular tiene una superficie de sello anular superior en el cual se recibe un anillo de sello anular que tiene un diámetro interno que es aproximadamente el mismo que el diámetro del electrodo para formar un sello substancial con el mismo. El anillo del sello tiene una superficie de sellado anular inferior que se acopla con la superficie de sellado superior del anillo de soporte, mientras que permite el movimiento deslizante limitado del anillo de obturación a lo largo de su superficie de obturación anular inferior . Entonces, la presente invención proporciona un sello de electrodo de construcción simple en el cual se reduce grandemente el escape del gas a través de la abertura en el techo del horno por un anillo de obturación de ajuste hermético, que se mueve lateralmente explicando el movimiento lateral y el desalineamiento de los electrodos. La prueba del sello de electrodo de la presente invención ha mostrado que el sello de electrodo inhibe efectivamente el escape de los gases del horno, y reduce también significativamente el nivel de ruido en la vecindad del horno. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se describirá ahora, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales : La figura 1 es una vista en perspectiva desde arriba y los lados de un sello de electrodo de acuerdo a una primera modalidad preferida de la invención, mostrada en aislamiento; La figura 2 es una vista en planta superior del sello de electrodo mostrado en la figura 1; La figura 3 es una vista en elevación lateral del sello de electrodo de la figura 1; La figura 4 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea IV-IV de la figura 2; La figura 5 es un agrandamiento de la porción izquierda de la vista de la sección transversal mostrada en la figura 4; La figura 6 es una vista en sección transversal parcial a lo largo de la linea VI-VI de la figura 2; La figura 7 es una vista en planta superior, aislada, de la porción del anillo de obturación del sello de electrodo de la figura 1 ; La figura 8 es una vista de sección transversal a lo largo de la línea VIII -VIII de la figura 7 ; La figura 9 es una vista de sección transversal a lo largo de la línea IX-IX de la figura 7; La figura 10 es una vista en planta superior, aislada, del anillo de soporte del sello de electrodo mostrado en la figura 1; La figura 11 es una vista de la sección transversal a lo largo de la linea XI -XI de la figura 10; La figura 12 es un agrandamiento del lado derecho de la vista de la sección transversal de la figura 11; y La figura 13 es una vista de la sección transversal a lo largo de la línea XIII-XIII de la figura 10. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Un sello 10 de electrodo preferido de acuerdo a la invención se describirá ahora abajo con referencia a los dibujos. El sello 10 de electrodo se describe en el contexto de un horno de arco eléctrico DC que tiene un electrodo 12 único de grafito (mostrado en la figura 4 solamente) , que tiene típicamente un diámetro de 71.12 cm (28 pulgadas) y un techo. El techo es preferiblemente de construcción convencional, que tiene una porción exterior de acero enfriado por agua (no mostrado) y una porción 14 refractaria interior que rodea el electrodo 12. La porción 14 refractaria del techo, algunas veces referido como el "fondo refractario", se proporciona preferiblemente con una estructura o marco de acero (no mostrada) mediante el cual se soporta en una abertura en el techo enfriado por agua. Aunque la invención se describe en conexión con un horno de arco eléctrico DC, se apreciará por aquellos hábiles en la técnica que los principios de la invención también se pueden aplicar a los hornos de arco eléctrico AC. - La porción 14 refractaria del techo del horno tiene una abertura 16 (también mostrada en la figura 4) . La abertura 16 tiene un diámetro de aproximadamente 81.28 cm (32 pulgadas), dejando un espacio 18 anular de aproximadamente 5.08 cm (2 pulgadas) entre el electrodo 12 y la abertura 16 en la porción 14 refractaria. El sello 10 de electrodo comprende un anillo 20 de soporte anular que define una primera abertura 22 que tiene un diámetro interno mayor que el diámetro externo del electrodo 12. Preferiblemente, el diámetro interno del anillo 20 de soporte anular es substancialmente el mismo que el diámetro de la abertura 16 en la porción 14 refractaria del techo. En la modalidad preferida mostrada en los dibujos, el diámetro interno del anillo 20 de soporte es de aproximadamente 81.28 cm (32 pulgadas) . El anillo 20 de soporte además comprende una superficie 24 interior que enfrenta radialmente hacia dentro y es paralela al eje del electrodo 12, una superficie 26 de sello anular superior, perpendicular a la superficie 24 interior, una superficie 28 anular inferior y una superficie 30 exterior que se enfrenta radialmente hacia fuera.

La altura de la superficie 24 interior, y el anillo de soporte mismo, es de aproximadamente 13.97 cm (512 pulgadas) y el espesor del anillo, medido de manera perpendicular al eje del electrodo es de aproximadamente 17.78 cm (7 pulgadas). Extendiéndose radialmente hacia fuera desde la superficie 30 exterior del anillo 20 de soporte están tres rebordes 50, cada uno de los cuales tiene una superficie 52 inferior plana, perpendicular al eje del electrodo 12 y una superficie 54 superior plana que también es perpendicular al eje del electrodo 12. Los rebordes son de suficiente resistencia para soportar el peso del sello 10 de electrodo y para resistir las fuerzas laterales que se ejercen en el sello 10 por el electrodo 12. El sello 10 de electrodo además comprende un anillo 32 de sello anular que está soportado en la superficie 26 de obturación superior del anillo 20 de soporte. El anillo 32 de obturación define una segunda abertura 34 que tiene un diámetro interno que es aproximadamente el mismo que el diámetro del electrodo 12 y que es menor que aquel del diámetro del diámetro de la primera abertura 22. En el sello 10 de electrodo preferido, el diámetro de la segunda abertura es preferiblemente de aproximadamente 72.39 cm (281/2 pulgadas) , que resulta en un espacio o separación anular de aproximadamente 0.15875 cm (1/16 pulgadas) entre el anillo 32 obturador y la superficie exterior del electrodo 12 para permitir irregularidades en la superficie exterior del electrodo 12. Típicamente, tales electrodos se fabrican a una tolerancia de aproximadamente + 1 mm (aproximadamente 1/25 de una pulgada) . El anillo 32 de obturación anular además comprende una superficie 36 interior que enfrenta radialmente hacia adentro, una superficie 38 superior, una superficie 40 de obturación anular inferior, y una superficie 42 exterior que se enfrenta radialmente hacia fuera. Como se muestra en la figura 5, la superficie 40 de obturación anular inferior del anillo 32 de obturación o sello, comprende una superficie plana que es perpendicular al eje del electrodo 12 y que se acopla con la superficie 26 de obturación anular superior del anillo 20 de soporte tal que la segunda abertura 34 definida por el anillo 32 de obturación está en registro substancialmente completo con la primera abertura 22 definida por el anillo 20 de soporte. Como se muestra en las figuras 4 y 8, la superficie 36 interior del anillo 32 de obturación comprende una porción 68 de obturación que se extiende axialmente, próxima a la superficie 38 superior del anillo 32 de obturación, una porción 70 que se extiende hacia fuera, en general ahusada hacia abajo y radialmente hacia fuera desde la porción 68 de obturación que se extiende axialmente hacia la superficie 40 de obturación anular inferior del anillo 32 de obturación, y una pluralidad de elementos 72 raspadores que se extienden axialmente, separados entre sí a lo largo de la circunferencia de la porción 70 que se extiende hacia fuera y que se extiende hacia abajo desde la porción 68 de obturación, cada elemento raspador tiene un par de lados que se extienden hacia abajo, uno hacia el otro. La porción 68 de obturación define el diámetro de la segunda abertura 34 del sello 10 de electrodo, que tiene un diámetro de 72.40 cm (281/2 pulgadas) para formar un sello efectivo con la superficie del electrodo 12. La porción 68 de obturación tiene preferiblemente una altura axial de aproximadamente 3.81 cm (1½ pulgadas), con un pequeño bisel preferiblemente que está provisto entre la porción 68 de obturación y la superficie 38 superior del anillo 32 de obturación para ayudar en guiar el electrodo 12 hacia la abertura 34. El bisel puede ser preferiblemente de aproximadamente 0.635 cm (1/4 pulgada) x 45 grados. La porción 70 que se extiende hacia fuera es preferiblemente angulada a aproximadamente 35 a 40° con relación a la superficie 40 de obturación anular inferior del anillo 32 de obturación, y tiene una altura axial de aproximadamente 5.08 cm (2 pulgadas). La porción 70 que se extiende hacia fuera gradualmente incrementa el diámetro interior del anillo 32 de obturación tal que el diámetro del anillo 32 de obturación próximo a su superficie 40 inferior es aproximadamente el mismo que aquél del anillo 20 de soporte que, en la modalidad preferida, es de aproximadamente 81.28 cm (32 pulgadas) . Preferiblemente, los elementos 72 raspadores son co-planares con la porción 68 de obturación que se extiende axialmente y están formados en la forma de cuñas triangulares, con los lados 74 de cada elemento 72 raspador que se encuentra en un punto por debajo de la porción 68 de obturación que se extiende axialmente. Preferiblemente, cada elemento 72 raspador tiene una altura axial de 4.445 cm (1 ¾ pulgadas) y una anchura máxima en su extremo superior de 5.08 cm (2 pulgadas) . Los elementos 72 raspadores rompen los depósitos sólidos de escoria y acero que se adhieren a la superficie exterior del electrodo 12 conforme el electrodo 12 es elevado fuera del horno . El anillo 32 de obturación también se proporciona con tres rebordes 58 que se extienden radialmente hacia fuera sobre su superficie 42 exterior. Cada reborde 58 tiene una superficie 60 superior y una superficie 62 inferior, ambas de las cuales son perpendiculares al eje del electrodo. El espaciamiento entre los rebordes 58 adyacentes es el mismo que el espaciamiento entre los rebordes 50 sobre el anillo 20 de soporte de manera que los rebordes 58 del anillo de obturación se sobrepone a los rebordes 50 del anillo de soporte como en la figura 1. Como se muestra en la figura 5, la superficie 54 superior del anillo 20 de soporte es coplanar con la superficie 26 de obturación anular superior del anillo 20 de soporte, y la superficie 62 inferior de los rebordes 58 del anillo 32 de obturación están axialmente separados de la superficie 40 de obturación anular inferior del anillo 32 de obturación, tal que la superficie inferior de cada reborde 58 del anillo de obturación está separado de la superficie 54 superior de cada reborde 50 de anillo de soporte. Por lo tanto, los rebordes 50, 58 respectivos del anillo 20 de soporte y el anillo 32 de obturación no se ponen en contacto entre sí durante el movimiento de deslizamiento del anillo 32 de obturación. Preferiblemente, el anillo 20 de soporte y el anillo 32 de obturación están cada uno formado de un metal térmicamente conductor tal como aleación de cobre. El sello 10 de electrodo comprende además medios de retención en la forma de tres abrazaderas 44 retenidas abajo, cada una de las cuales comprende un par de postes 46 cilindricos, huecos, que se extienden verticálmente, separados, unidos por una barra 48 sólida de sección transversal rectangular, la barra 48 está soldada preferiblemente al poste 46. Una abrazadera retenida abajo está unida a la superficie 54 superior de un reborde 50 de anillo de soporte, que se asegura 50 por un par de pernos 56 que se extienden a través del interior hueco de los postes 46 de abrazaderas . Como se ilustra en la figura 5, la barra 48 horizontal de la abrazadera 44 se retiene hacia abajo está separada axialmente desde la superficie 54 superior del reborde 50, para crear una separación 64 que tiene un borde 66 superior que está en proximidad cercana, pero separada de, la superficie 60 superior del reborde 58. En la modalidad preferida mostrada en los dibujos, la separación 64 tiene una altura axial de 3.4925 cm {12/B pulgadas) , y el borde 66 superior de la separación 64 se separa de la superficie 60 superior del reborde 58 por aproximadamente 0.3175 cm (1/8 de pulgada), evitando así la separación axial substancial del anillo 32 de obturación y el anillo 20 de soporte, y manteniendo así el sello u obturación entre los dos anillos. Se apreciará que los rebordes 58 del anillo de obturación se extienden radialmente hacia fuera una distancia suficiente tal que se retienen en las separaciones 64 de las abrazaderas 44 sin considerar el grado del movimiento de deslizamiento del anillo 32 de obturación con relación al anillo 20 de soporte.

Preferiblemente, las abrazaderas 44 retenidas hacia abajo están separadas de la superficie 42 exterior del anillo 32 de obturación por una distancia tal que el movimiento de deslizamiento del anillo 32 de obturación a lo largo de su superficie 40 de obturación anular inferior está limitada en todas las direcciones para mantener el registro substancialmente completo entre la primera y segunda aberturas 22 y 34. En otras palabras, el movimiento lateral del anillo 32 de obturación está limitado tal que ninguna parte de la segunda abertura 34 se permitirá extenderse radialmente hacia fuera de los bordes de la primera abertura 22. El movimiento de deslizamiento del anillo 32 de obturación está limitado por el acoplamiento de la superficie 42 exterior del anillo 32 de obturación con los postes 46 que se extienden axialmente de las abrazaderas 44 que se retienen abajo. En la modalidad preferida mostrada en los dibujos, el movimiento deslizante del anillo 32 de obturación está limitado a aproximadamente 5.08 cm (2 pulgadas) en cualquier dirección. Como se ilustra en los dibujos, el anillo 20 de soporte y el anillo 32 de obturación se proporcionan con pasajes 78 y 80 circunferenciales, respectivamente, para el agua de enfriamiento. Estos pasajes 78 y 80 son preferiblemente de aproximadamente 4.445 cm (1¾ pulgadas) en el diámetro y se extienden completamente de manera substancial a través de la circunferencia completa del anillo 20 de soporte y el anillo 32 de obturación. El pasaje 80 circular del anillo 32 de obturación se ilustra en la figura 7, extendiéndose a través de substancialmente la circunferencia completa del anillo 32 de obturación entre el orificio 82 de entrada y el orificio 84 de salida, ambos de los cuales se proporcionan en proximidad cercana entre sí sobre una superficie 8S de conexión plana provista en la superficie exterior del anillo 32 de obturación. De manera similar, como se muestra en la figura 10, el pasaje 78 de enfriamiento del anillo 20 se extiende alrededor de substancialmente la circunferencia completa del anillo 20 de soporte entre un orificio 88 de entrada y un orificio 90 de salida provisto en proximidad cercana entre sí sobre una superficie 92 de conexión plana localizada sobre la superficie 30 exterior del anillo 20 de soporte. Como se ilustra en la figura 8, el anillo 32 de obturación se proporciona con una pluralidad de pasajes 102 de agua sobre su superficie 36 interior. Como se muestra en la figura 9, estos pasajes 102 de agua comprenden agujeros que se extienden a través del anillo 32 de obturación desde la superficie 36 interior al interior del pasaje 80 de enfriamiento. Así, algo del agua de enfriamiento que circula en el pasaje 80 de enfriamiento se eyecta a través de estos pasajes 102 de agua sobre la superficie exterior del electrodo 12 , enfriando asi el electrodo 12 y protegiéndolo de alguna forma de la atmósfera corrosiva dentro del horno, extendiendo así su vida. Preferiblemente, los pasajes 102 de agua tienen un diámetro de aproximadamente 0.3175 cm (1/8 pulgada) y se extienden hacia dentro y hacia abajo desde el pasaje 80 de enfriamiento hasta la porción 70 que se extiende hacia fuera, inferior, de la superficie 36 interior del anillo 32 de obturación, espaciándose así de la superficie del electrodo 12. Como se muestra en las figuras 11 y 13, el anillo 20 de soporte se proporciona similarmente con una pluralidad de pasajes 104 de agua separados, que comprenden agujeros que se extienden a través del anillo de soporte desde su superficie 24 interior hacia el interior del pasaje 78 de enfriamiento. Los pasajes 104 de enfriamiento preferiblemente se extienden horizontalmente entre el pasaje 78 de enfriamiento y la superficie 24 interior que se extienden axialmente, y preferiblemente tiene un diámetro de aproximadamente 0.3175 cm (1/8 de pulgada) .

El agua de enfriamiento se hace recircular continuamente hacia dentro y hacia fuera del anillo 20 de soporte y el anillo 32 de obturación a través de mangueras que se conectan a una fuente del agua de enfriamiento. Por ejemplo, la figura 10 muestra un par de mangueras 110 de metal flexible conectadas a escariadores 112 roscados formados en la superficie 92 de conexión del anillo 20 de soporte. Aún refiriéndose a la figura 10, las mangueras 110 de metal, flexibles, están en contacto eléctrico con el electrodo 12 a través del anillo 20 de soporte y están por lo tanto "vivas" . Estas mangueras 110 están conectadas a un tubo colector de acero (mostrado esquemáticamente como 114) que está conectado a una fuente de agua de enfriamiento (mostrada esquemáticamente como 116) a través de un par de mangueras 118 de caucho aislante, que se protegen pre eriblemente del daño en el interior de un par de tubos 120 de acero suave a través de al menos una porción de su longitud. El tubo 114 colector de acero está localizado a una distancia suficiente del electrodo 12 tal que no habrá un arco entre el electrodo y el tubo colector 114, y se proporciona con una capa de aislamiento 122 que evita la conducción de la electricidad a través del tubo 114 colector. Aunque no se muestra, se podrá apreciar que se proporciona un arreglo similar para conectar el anillo 32 de obturación a una fuente de agua de enfriamiento . El medio para montar el sello de electrodo en el techo de un horno de arco eléctrico DC se describirá ahora enseguida. Como se ilustra en las figuras 1, 2, 4 y 5, el anillo 20 de soporte se conecta a una porción 14 refractaria del techo del horno mediante una pluralidad de pies 124 de montaje. En el sello 10 de electrodo preferido mostrado en los dibujos, el anillo 20 de soporte se proporciona con tres pies 124 de montaje, cada uno de los cuales se asegura rígidamente al extremo más exterior radialmente de un brazo 126 de extensión, el brazo 126 de extensión se asegura rígidamente a uno de los rebordes 50 del anillo de soporte. Los brazos de extensión tienen cada uno una superficie 128 superior plana y una superficie 130 inferior plana. La longitud de los brazos 126 de extensión es tal que los pies 124 de montaje estarán localizados a una distancia suficiente del electrodo 12 que el arco no se formará entre el electrodo 12 y los pies 124 de montaje. Preferiblemente, los pies 124 de montaje están localizados aproximadamente 101.6 cm (40 pulgadas) desde el centro del sello 10 de electrodo y aproximadamente 50.8 cm (20 pulgadas) desde la superficie 30 exterior del anillo 20 de soporte .

Además, los pies 124 de montaje están aislados eléctricamente del anillo 20 de soporte. Esto se complementa preferiblemente proporcionando una capa 132 de un material aislante eléctricamente a través de substancialmente la superficie 128 superior completa de cada brazo 126 de extensión. Entonces, cuando los brazos 126 de extensión se aseguran a las superficies 52 inferiores de los rebordes 50 de anillo de soporte por los pernos 134 (figura 5) o similares, no habrá flujo de electricidad entre los rebordes 50 del anillo de soporte y los brazos 126 de extensión a través de la capa 132 aislante. Para evitar el contacto eléctrico entre los rebordes 50 y los brazos 126 de extensión a través de los pernos 134, un manguito 138 aislante rodea el vastago 140' de cada perno 134, y una arandela 142 aislante se proporciona entre la superficie 130 inferior de brazo de extensión y la tuerca 144 y la arandela 146 de metal conectados al extremo roscado del vástago. En el caso de una falla en la capacidad de aislamiento de la conexión entre el reborde 50 del anillo de soporte y el brazo 126 de extensión, cada pie 124 de montaje se aisla eléctricamente preferiblemente desde el brazo 124 de montaje al cual está unido. Como se muestra en la figura 5, cada brazo 124 de montaje comprende una espiga 148 roscada que se extiende a través de una abertura 150 en el extremo exterior radialmente del brazo 126 de extensión. La espiga 148 se asegura a las superficies 128 y 130 superior e inferior del brazo 126 de montaje por las tuercas 152 y 154, respectivamente, y las arandelas 156 y 158 'de metal, respectivamente. La arandela 156 superior está aislada de la superficie 128 superior del brazo 126 de extensión por la capa 132 aislante, y la arandela 158 inferior está separada del brazo 126 de extensión por la arandela 160 aislante. Además, se proporciona un manguito 162 de aislamiento dentro de la abertura 150 para evitar el contacto eléctrico entre la espiga 148 y el brazo 126 de extensión. Cada pie 124 de montaje comprende adicionalmente un manguito 164 de montaje de metal en el extremo inferior de la espiga 148 roscada. Un manguito 164 de montaje se suelda preferiblemente a la estructura o marco de acero que forma el perímetro de la porción 14 refractaria, y las espigas 148 se aseguran a los manguitos 164 de montaje por los pernos 166 pasando a través de las aberturas 168 y 170 alineadas en la espiga 148 y el manguito 164 de montaje, respectivamente. El sello 10 de electrodo se puede remover desde la porción 14 refractaria del techo del horno removiendo los pernos 166 y elevando el sello 10 desde los manguitos 164 de montaje, que permanecen unidos a la porción 14 refractaria.

Como se muestra en los dibujos, particularmente en la figura 4, los pies 124 de montaje se extienden axialmente por debajo de la superficie 28 anular inferior del anillo 20 de soporte por una distancia suficiente tal que, cuando los pies 124 de montaje se aseguran a la porción 14 refractaria del techo del horno como se describe arriba, se forma un espacio 172 que se extiende axialmente entre la superficie 28 anular inferior del anillo 20 de soporte y la porción 14 refractaria. Así, substancialmente el peso completo del sello de electrodo es soportado por los pies 124 de montaje. Como se muestra en la figura 4, la superficie 28 anular inferior del anillo 20 de soporte se proporciona con una ranura 175 anular de sección transversal rectangular que se extiende alrededor de la circunferencia completa del anillo 20 de soporte. La ranura 175 anular retiene un elemento 176 de sellado u obturación que es algo resiliente y se comprime entre el anillo 20 de soporte y la porción 14 refractaria, sellando así la separación 172 contra el escape de los gases del horno. El elemento 174 de sellado está comprendido de un material resistente a la temperatura, por ejemplo una cuerda de fibra de vidrio a alta temperatura, aproximadamente 9.6774 cm2 (11/2 pulgadas cuadradas), evaluado a aproximadamente 537.24 °C (1, 000°F) .

Aunque la invención se ha descrito en conexión con ciertas modalidades preferidas, no se intenta limitarla a las mismas. Sino que la invención incluye todas las modalidades que pueden caer dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones :

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un sello de electrodo para cerrar una separación entre un abertura en un techo de un horno de arco eléctrico y un electrodo que se extiende axialmente, que pasa a través de la abertura, el sello de electrodo caracterizado porque comprende : a) un anillo de soporte anular que define una primera abertura que tiene un diámetro interno mayor que un diámetro externo de dicho electrodo; dicho anillo de soporte tiene una superficie que se enfrenta hacia dentro radialmente, una superficie de sello u obturación superior y una superficie anular inferior; b) un anillo de obturación anular que define una segunda abertura que tiene un diámetro interno que es aproximadamente el mismo que un diámetro del electrodo y que es menor que el diámetro de la primera abertura, el anillo de obturación además comprende una superficie que se enfrenta hacia dentro radialmente, una superficie superior y una superficie de obturación anular inferior, la superficie de obturación anular inferior del anillo de obturación o sellado se acopla a la superficie de obturación anular superior del anillo de soporte, tal que la segunda abertura del anillo de obturación esté en registro substancialmente completo con la primera obertura del anillo de soporte ; c) un medio de retención del anillo de obturación unido al anillo de soporte y posicionados hacia fuera radialmente de la superficie de obturación anular superior, dicho medio de retención permite el movimiento de deslizamiento limitado del anillo de obturación a lo largo de su superficie de obturación anular inferior mientras que mantiene el registro substancialmente completo entre la primera y segunda aberturas, en donde el movimiento de deslizamiento del anillo de obturación es limitado por el acoplamiento con el medio de retención y el anillo de obturación; y d) una pluralidad de pies de montaje unidos al anillo de soporte para asegurar el anillo de soporte al techo del horno .
2. El sello de electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de enfrentamiento hacia dentro radialmente del anillo de obturación, comprende : una porción de obturación que se extiende axialmente, próxima a la superficie superior del anillo de obturación; una porción que se extiende hacia fuera en general ahusándose hacia abajo y radialmente hacia fuera desde la porción de obturación que se extiende axialmente hacia la superficie de obturación anular inferior del anillo de obturación; y una pluralidad de elementos raspadores que se extienden axialmente separados circunferencialmente entre si y que se extienden hacia abajo desde la porción de obturación que se extiende axialmente, los elementos raspadores tienen cada uno un par de lados que se extienden hacia abajo, uno hacia el otro.
3. El electrodo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque los elementos raspadores son coplanares con la porción de obturación que se extiende axialmente.
4. El electrodo de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porque los elementos raspadores tienen una forma de cuña, y en donde el par de lados de cada elemento raspador se encuentra en un punto por debajo de la porción de obturación que se extiende axialmente.
5. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un pasaje circunferencial para el agua de enfriamiento se proporciona dentro del anillo de obturación, y en donde el pasaj e para el agua de enfriamiento está en comunicación con una pluralidad de aberturas separadas que se extienden a través de la superficie que se enfrenta hacia dentro radialmente del anillo de obturación.
6. El electrodo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la superficie que se enfrenta hacia dentro radialmente del anillo de obturación, comprende: una porción de obturación que se extiende axialmente, próxima a la superficie superior del anillo de obturación; y una porción que se extiende hacia fuera en general ahusándose hacia abajo y radialmente hacia fuera desde la porción de obturación que se extiende axialmente hacia la superficie de obturación anular inferior del anillo de obturación, dicha pluralidad de aberturas separadas están localizadas sobre dicha porción que se extiende hacia fuera radialmente .
7. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque se proporciona un pasaje circunferencial para el agua de enfriamiento dentro del anillo de soporte, y en donde el pasaje para el agua de enfriamiento está en comunicación con una pluralidad de aberturas separadas que se extienden a través de la superficie que se enfrenta hacia dentro radialmente del anillo de soporte.
8. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el anillo de obturación además comprende al menos un reborde que se extiende hacia fuera radialmente, que tiene una superficie superior y una superficie inferior, y en donde el medio de retención tiene una abertura dentro de la cual se extiende el reborde, la abertura en el medio de retención tiene un borde superior que se localiza en proximidad cercana a la superficie superior del reborde para evitar la separación substancial axial del anillo de obturación y el anillo de soporte, el reborde es de longitud suficiente para ser retenido en la abertura en el medio de retención sin considerar el grado del movimiento de deslizamiento del anillo de obturación con relación al anillo de soporte .
9. El electrodo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el anillo de soporte además comprende al menos un reborde que se extiende hacia fuera radialmente, que tiene una superficie superior y una superficie inferior y que se alinea axialmente con un reborde del anillo de obturación.
10. El electrodo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el medio de retención del anillo de obturación se proporciona en la superficie superior de al menos un reborde de anillo de soporte.
11. El electrodo de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la superficie superior del reborde del anillo de soporte es coplanar con la superficie de obturación anular superior del anillo de soporte, y en donde la superficie inferior del reborde del anillo de obturación está separado axialmente de la superficie de obturación anular inferior del anillo de obturación, tal que la superficie inferior del reborde del anillo de obturación está separada de la superficie superior del reborde del anillo de soporte.
12. El electrodo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque tanto el anillo de obturación como el anillo de soporte se proporcionan con una pluralidad de dichos rebordes separados circunferencialmente entre si.
13. El electrodo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque tanto el anillo de obturación como el anillo de soporte se proporcionan con tres de dichos rebordes separados uniformemente de manera substancial entre si.
14. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los pies de montaje se aislan eléctricamente del anillo de soporte, y están localizados a una distancia suficiente de las aberturas de los anillos de obturación y de soporte para evitar la formación del arco entre el electrodo y los pies de montaje.
15. El electrodo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque cada uno de los pies de montaje se monta a un brazo de extensión que se asegura a uno de los rebordes del anillo de soporte y se aisla eléctricamente del mismo.
16. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue los pies de montaje se extienden axialmente por debajo de la superficie anular inferior del anillo de soporte por una distancia suficiente tal que, cuando los pies de montaje se aseguran al techo del horno, se forma una separación axialmente entre la superficie anular inferior del anillo de soporte y el techo del horno, y en donde el sello de electrodo además comprende: e) un elemento de obturación o sellado asegurado a la superficie anular inferior del anillo de soporte para sellar u obturar la separación entre la superficie anular inferior del anillo de soporte y el techo del horno.