MXPA99002940A - Techo para horno enfriado por aspersion en panel - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un ensamble de cubierta inclinado hacia arriba de forma frutocónica para un horno metalúrgico en arco sumergido que tiene una pared lateral periférica circular para cerrar una carga metalúrgica que incluye un mineral con metal que comprende una pluralidad de secciones de metal huecas adyacentes, movibles, separadas que definen una abertura interna a través de la cual puede pasar un electrodo de manera vertical hacia abajo en dicho horno metalúrgico, las secciones de metal huecas que definen una periferia externa del ensamble de cubierta que se soporta por la lateral circular del horno en arco sumergido, dicha sección de metal hueca movible que comprende:(a) un miembro de base de metal interno inclinado hacia arriba configurado para formar una porción predeterminada del ensamble de cubierta en forma fruto-cónica;(b) un miembro de cubierta de metal externo separado de dicho miembro de base de metal interno;(c) medios para unir el miembro de cubierta externo al miembro de base de metal interno y para definir un espacio substancialmente cerrado entre miembro de base separado y dicho miembro de cubierta con una pluralidad de aberturas de drenaje liquido externas ubicadas en la posición del espacio cerrado;(d) una pluralidad de medios de aspersión ubicados dentro de dicho espacio cerrado en ubicaciones predeterminadas adyacentes a y separadas de dicho miembro de base de metal interno para dirigir una aspersión de refrigerante líquido en la forma de gotas líquidas contra el miembro de base de metal interno en una cantidad suficiente para mantener una temperatura aceptable en dicho miembro de base de metal interno;(e) un conducto de cabeza de suministro de refrigerante líquido fijado dentro de dicho espacio cerrado y que se extiende sobre el miembro de base de metal interno para suministrar refrigerante líquido a dicho medio de aspersión;(f) un ducto de suministro de refrigerante líquido para suministrar líquido directamente y de manera independiente a dicha sección de metal movible desde una fuente de suministro de refrigerante líquido, que se ubica fuera de dicho espacio cerrado, a dicho conducto de cabeza de suministro de refrigerante dentro de dicho espacio cerrado;(g) por lo menos un conducto de drenaje de refrigerante líquido adyacente fuera de dicho espacio cerrado y en comunicación con dichas aberturas de drenaje para recibir un flujo de refrigerante líquido desde el interior de dicho espacio cerrado;(h) un miembro de soporte fijado a la porción inferior de la sección de metal hueca para acoplar de manera movible la pared lateral periférica circular del horno metalúrgico;y (i) medios para proveer soporte vertical para la sección de metal hueca.

Description

TECHO PARA HORNO ENFRIADO POR ASPERSIÓN EN PANEL CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un techo enfriado por aspersión para un horno metalúrgico, en particular un horno en arco sumergido para la reducción de mineral óxido con metal, tal como mineral de titanio.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se ha practicado enfriamiento por aspersión de los techos de recipientes metalúrgicos de manera exitosa como se describe en la Patente de E. U .A. No. 4,715,042 - Heggart y otros; Patente de E. U .A. No. 4,815,096 - W. H. Burwell; y Patente de E. U .A. No. 5, 1 15, 184 -M. T. Arthur y F. H . Miner, que describen una construcción de techo unitaria, es decir de una pieza. En algunos casos, se fabrican sectores de techo por separado y después se unen para proveer un techo unitario final. Dichos techos han sido muy efectivos con hornos para fundir de acero en arco eléctricos y otras aplicaciones. Ha sido importante proveer enfriamiento por aspersión para hornos metalúrgicos en arco sumergidos en donde un electrodo penetra una carga de horno que contiene, por ejemplo, mineral con metal. El arco del electrodo sumergido en la carga del horno produce las temperaturas altas requeridas para la reducción del mineral con metal, por ejemplo, mineral con titanio. Las condiciones térmicas a las cuales se expone el techo del horno en un horno de arco sumergido varía de manera considerable de una ubicación a otra, lo que tiende a hacer complejo al diseño de un techo unitario enfriado por aspersión. También, el techo para un horno en arco sumergido tiende a ser más grande en diámetro que los techos para hornos de fusión de acero. La presente invención está dirigida a los requerimientos particulares de un horno metalúrgico en arco sumergido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a un techo para un horno metalúrgico que comprende un ensamble, de forma frusto-cónica, que se forma de una pluralidad de secciones de metal separadas, huecas dispuestas para estar adyacentes y definir una abertura interna a través de la cual puede pasar un electrodo de manera vertical hacia abajo en el horno metalúrgico. Las porciones externas de las secciones de metal huecas definen una periferia circular, externa del ensamble de cubierta que se soporta por la pared lateral circular del horno. Cada sección de metal hueca se puede quitar e instalar por separado, y cada sección de metal hueca contiene medios de aspersión conectados a una cabeza dentro de la sección de metal hueca para rociar refrigerante líquido en las superficies de la sección de metal hueca calentada por el horno, en particular, la superficie inferior de la sección de metal hueca. La cabeza de cada sección de metal hueca se provee de manera independiente con una fuente de refrigerante por medio de un conducto de suministro de refrigerante y se provee por lo menos un conducto de drenaje de refrigerante para recibir refrigerante gastado desde el interior de la sección de metal hueca. Se provee un miembro de soporte en la porción inferior del horno metalúrgico. Se proveen medios de soporte para dar soporte vertical individual para cada una de las secciones de metal huecas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en elevación, parcialmente en sección, de un ensamble de techo enfriado por aspersión de conformidad con la presente invención; La figura 1 (A) es una vista en elevación en fragmento de una porción del ensamble de techo de la figura 1 ; La figura 2 es una vista en planta de un ensamble de techo de conformidad con la presente invención; La figura 2(A) es una vista en fragmento de una porción del ensamble de techo de la figura 2; La figura 3 es una vista en elevación del ensamble de la figura 2; La figura 3(A) es una bomba del tipo venturí que se puede usar junto con el ensamble de techo de la figura 3; La figura 4 es una vista en planta en fragmento de un subensamble de metal hueco de un ensamble de techo enfriado por aspersión de conformidad con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia a la figura 1 , un horno eléctrico en arco sumergido se indica en 10 que contiene una carga sólida 12 que incluye un mineral con metal, formadores de escoria y agente reductor. Un electrodo 14 tiene su extremo inferior sumergido en la carga 12 y genera un arco 16 que calienta la carga 12 a temperaturas altas y promueve la reacción de reducción que resulta en la recuperación de metal a partir del mineral y la formación de un escoria que cubre. Las condiciones térmicas en el horno crean tensión extrema y variante en el lado inferior 40 del ensamble de techo mostrado en 20 en la figura 1 . En la figura 1 , el ensamble de cubierta inclinado hacia arriba 20 de forma frusto-cónica para el horno metalúrgico en arco sumergido 10 que tiene una pared lateral periférica circular 28 para cerrar la carga metalúrgica 12 comprende una pluralidad de secciones de metal huecas, adyacentes separadas que se pueden quitar 22-22 (e) que definen una abertura periférica interna 17 a través de la cual el electrodo 14 puede pasar de manera vertical hacia abajo en el horno metalúrgico 10, las porciones inferiores 86 de las secciones de metal huecas que definen una periferia externa 19 del ensamble de cubierta 20 que se soporta por la pared lateral circular 28 del horno en arco sumergido 10. Un "delta" convencional que se puede quitar indicado en 1 1 se usa con el horno eléctrico. Con más referencia a la figura 1 , y también a la figura 4, el ensamble de techo para horno enfriado por aspersión de la presente invención comprende una pluralidad , de manera adecuada de hasta cuatro o más, secciones de metal huecas, separadas 22-22 (e) que se ubican adyacentes sobre el horno 10 en una forma frusto-cónica inclinada hacia arriba. Cada una de las secciones de metal huecas 22-22 (e) se provee con un miembro de soporte de metal que depende hacia abajo 24 que se apoya en el canal periférico circular 26 en la parte superior de la pared circular 28 del horno 10. Las secciones de metal huecas 22-22 (e) se pueden instalar por separado, por ejemplo, al usar una grúa (no mostrada) en conexión con ménsulas elevadoras 30 para apoyar miembros de soporte 24 en el canal periférico 26 del horno 10 en acoplamiento con las paredes laterales 28 del horno 10. En la modalidad mostrada en la figura 1 , cada sección de metal 22 se provee con una palanca de soporte de leva giratoria 32 montada en un miembro de repisa 33 fijado a la pared 28 del horno. La palanca de soporte 32, como se muestra en la figura 1 , soporta de manera vertical la sección de metal hueca 22(b) en la ménsula 34 como se muestra y se puede quitar la grúa. Las otras secciones de metal huecas se pueden instalar de manera similar. Se puede quitar de manera individual y separada la sección de metal hueca 22-22(e), por ejemplo, para inspección o reemplazo, al invertir el procedimiento de instalación. Cada sección de metal hueca 22-22(e) comprende un miembro de base de metal interno inclinado hacia arriba 40 configurado para formar una porción predeterminada del ensamble de cubierta 20 de forma frusto-cónica; un miembro de cubierta de metal externo 42 separado y opuesto y paralelo a dicho miembro de base de metal interno; medio 44 para unir el miembro de cubierta externo al miembro de base de metal interno y para definir un espacio substancialmente cerrado 46 entre dicho miembro de base separado 40 y dicho miembro de cubierta 42, con una o más aberturas de drenaje líquido externas 48 estando en la porción inferior del espacio cerrado 46. Con referencia a la figura 4, se ubica una pluralidad de medios de aspersión 50 dentro del espacio cerrado 46 en ubicaciones predeterminadas adyacentes a y separadas del miembro de base de metal interno 40 para definir una aspersión de refrigerante líquido en la forma de gotas líquidas 52 contra el miembro de base de metal interno en una cantidad suficiente para mantener una temperatura aceptable en dichos elementos calentados por el horno. Un conducto de cabeza de suministro de refrigerante líquido 54 fijado en 56 dentro del espacio cerrado 46 y que se extiende sobre el miembro de base de metal interno 40 se provee para suministrar refrigerante líquido a dichos medios de aspersión, por ejemplo, boquillas 50 que reciben refrigerante desde los conductos 58 que comunican con el conducto de cabeza 54.

Un conducto de suministro de refrigerante líquido 70, para suministrar líquido de manera directa e independiente a cada sección de metal hueva movible 22-22 (e) desde una fuente de suministro de refrigerante líquido 72 se ubica fuera del espacio cerrado 46 y se conecta a un conducto de cabeza de suministro de refrigerante líquido 54 dentro del espacio cerrado 46. Por lo menos un conducto de drenaje de refrigerante líquido 80 se ubica de manera adyacente fuera de dicho espacio cerrado y en comunicación con una o más aberturas de drenaje 82 para recibir y evacuar un flujo de refrigerante líquido 87 desde el interior de dicho espacio cerrado 46. El miembro de soporte 24 se fija a la porción inferior 86 de la sección de metal hueca para acoplar de modo movible la pared lateral periférica circular 28 del horno metalúrgico 10. Como se muestra en la figura 1 (A), el conducto de suministro de refrigerante líquido 70 se acopla de manera liberada a la manguera flexible 71 que a su vez se conecta a una pipa de suministro de refrigerante 73. La pipa de suministro de refrigerante 73 se fija a la pared lateral 28 del horno en la ménsula 75. De manera similar, el conducto de drenaje de refrigerante 80 se acopla de manera liberada a la manguera flexible 81 que a su vez se conecta a una pipa de drenaje de refrigerante 83 que se fija también a la pared lateral 28 del horno en la ménsula 85. Esta disposición , que se provee para cada una de las secciones de metal huecas 22-22 (e), permite instalación y remoción rápidas y convenientes de las secciones de metal huecas 22-22 (e).

Con referencia a la figura 3, se provee el ensamble de techo enfriado por aspersión 20 con un miembro de metal en forma de anillo 90 que tiene una pared lateral 92 que se extiende hacia arriba se coloca sobre la porción superior 94 de una sección de metal hueca 22-22 (e) y cada miembro de cubierta de metal externo 42 de las secciones de metal 22-22 (e) se acopla de manera movible, como se indica en 96 a la pared lateral 92 del miembro de metal en forma de anillo 90 y ejerce una fuerza de compresión ahí. Como se muestra en la figura 2 y 2(A), la ménsula 101 , fijada al miembro de cubierta de metal externo de la sección de metal hueca 22-22 (e), se acopla a la ménsula 103 fijada al reborde inferior 105 del miembro de metal en forma de anillo 90 que tiene un canal anular 93 definido por paredes laterales de canal vertical 97, 99, y fuerzas de compresión 106 se aplican al miembro en forma de anillo 90 con el resultado de que todas las secciones de metal huecas 22-22 (e) reciben soporte vertical desde la coacción con el miembro en forma de anillo 90 y no se necesita soporte de leva. Las secciones de metal huecas 22-22 (e) se pueden instalar y quitar como se describió antes en conexión con la figura 1 . El canal anular 93 del miembro en forma de anillo 90 puede usarse para soportar un anillo "delta" movible convencional, por ejemplo, como se muestra en 1 1 en la figura 1 , y proveer un medio para sellar el horno alrededor del anillo por el uso de fibra de cerámica y arena.

Las secciones de metal huecas se pueden enganchar como se muestra en 1 10 en la figura 2 y se pueden sellar las juntas 1 12, por ejemplo, con tela resistente al calor y arena como se indica en 1 14.

Como se muestra en la figura 3(A), un medio de bomba 120 que comprende un venturi 124 en la pipa 126, que transporta agua de desecho 127 lejos de otra área del horno, se puede usar para recibir y evacuar refrigerante líquido gastado 87 desde las secciones de metal huecas 22-22 (e).

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1 .- Un ensamble de cubierta inclinado hacia arriba de forma frusto-cónica para un horno metalúrgico en arco sumergido que tiene una pared lateral periférica circular para cerrar una carga metalúrgica que incluye un mineral con metal que comprende una pluralidad de secciones de metal huecas adyacentes, movibles, separadas que definen una abertura interna a través de la cual puede pasar un electrodo de manera vertical hacia abajo en dicho horno metalúrgico, las porciones inferiores de las secciones de metal huecas que definen una periferia externa del ensamble de cubierta que se soporta por la pared lateral circular del horno en arco sumergido, dicha sección de metal hueca movible que comprende: (a) un miembro de base de metal inclinado hacia arriba configurado para formar una porción predeterminada del ensamble de cubierta en forma frusto-cónica; (b) un miembro de cubierta de metal externo separado de dicho miembro de base de metal interno; (c) medios para unir el miembro de cubierta externo al miembro de base de metal interno y para definir un espacio substancialmente cerrado entre dicho miembro de base separado y dicho miembro de cubierta con una o más aberturas de drenaje líquido externas ubicada en la posición inferior del espacio cerrado; (d) una pluralidad de medios de aspersión ubicados dentro de dicho espacio cerrado en ubicaciones predeterminadas adyacentes a y separadas de dicho miembro de base de metal interno para dirigir una aspersión de refrigerante líquido en la forma de gotas líquidas contra el miembro de base de metal interno en una cantidad suficiente para mantener una temperatura aceptable en dicho miembro de base de metal interno; (e) un conducto de cabeza de suministro de refrigerante líquido fijado dentro de dicho espacio cerrado y que se extiende sobre el miembro de base de metal interno para suministrar refrigerante líquido a dicho medio de aspersión; (f) un conducto de suministro de refrigerante líquido para suministrar líquido directamente y de manera independiente a dicha sección de metal movible desde una fuente de suministro de refrigerante líquido, que se ubica fuera de dicho espacio cerrado, a dicho conducto de cabeza de suministro de refrigerante líquido dentro de dicho espacio cerrado; (g) por lo menos un conducto de drenaje de refrigerante líquido adyacente fuera de dicho espacio cerrado y en comunicación con dichas aberturas de drenaje para recibir un flujo de refrigerante líquido desde el interior de dicho espacio cerrado; (h) un miembro de soporte fijado a la porción inferior de la sección de metal hueca para acoplar de manera movible la pared lateral periférica circular del horno metalúrgico; y (i) medios para proveer soporte vertical para la sección de metal hueca.

2.- Ensamble de cubierta de conformidad con la reivindicación 1 , en donde se proveen medios de bomba en comunicación con dicho conducto de drenaje de refrigerante líquido para remover positivamente refrigerante líquido de la sección de metal hueca.

3.- Ensamble de cubierta de conformidad con la reivindicación 2 , en donde dichos medios de bomba comprenden un venturi.

4.- Ensamble de cubierta de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la pared lateral periférica del horno metalúrgico se provee con un canal abierto en la parte superior y el miembro de soporte fijado a la porción inferior de la sección de metal hueca reposa en dicho canal.

5.- Ensamble de cubierta de conformidad con la reivindicación 1 , en donde un miembro de metal en forma de anillo que tiene una pared lateral que se extiende hacia arriba se coloca sobre las porciones superiores de las secciones de metal huecas y cada miembro de cubierta de metal externo se acopla de manera movible a la pared lateral del miembro de metal en forma de anillo y ejerce una fuera de compresión ahí.

6.- Ensamble de cubierta de conformidad con la reivindicación 1 , en donde una palanca de soporte de leva giratoria acoplada a la pared lateral del horno se provee para el soporte de cada sección de metal hueca. RESU MEN Techo enfriado por aspersión para un horno metalúrgico en la forma de un ensamble de secciones de metal huecas separadas, cada una de las cuales tiene un sistema de enfriamiento por aspersión separado.