PT83207B

PT83207B - Forno de cozer para a producao continua de electrodos de carvao

Info

Publication number: PT83207B
Application number: PT83207A
Authority: PT
Original assignee: Elkem As
Priority date: 1985-08-22
Filing date: 1986-08-14
Publication date: 1992-10-30
Also published as: CA1289311C; IT8621427A1; NO157078B; NO157078C; NL8602085A; FI82309B; GB2179727B; BE905309A; JPS6246184A; AU6168386A; PL153132B1; FI863158A; CS274280B2; NO853320L; SE8603514L; ZA865788B; IT8621427A0; FI82309C; DE3626889A1; NL187331B

Description

MEMORIA DESCRITIVA

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presente invento refere-se a um forno de dução contínua de corpos de carvão alongados de cozer para a pro secção praticamente uniforme, tais como por exemplo eléctrodos de carvão para utilização em fornos de fundição eléctricos, blocos de revestimento, elementos de ânodo e de cátodo de pilhas electrolíticas para a produção de alumínio. Os corpos de carvão alongados podem ter qualquer secção, por exemplo circular, rectangular, ou outras.

Conhece-se um método de produzir corpos de carvão alongados em que pasta de eléctrodo carbonosa crua constituída por um material de carvão e por um aglutinante carbonoso é cozida contínuamente até dar um corpo de carvão sólido, metendo a pasta de eléctrodo crua num invólucro de secção correspondente à secção do cor po de carvão a produzir e descendo continuamente ou quase continu amente 0 invólucro por um forno de cozer a que se fornece energia calorífica. Conhece-se ainda a utilização de um invólucro perfurado, pelo qual os gases desprendidos da paata de eléctrodo pelo aquecimento fluem do eléctrodo para o forno de cozer, onde são queimados.

Observou-se que os gases desprendidos durante o aquecimento da pasta de eléctrodo e saídos para o forno de cozer através das perfurações do invólucro tendem a condensar na parte superior do forno de cozer onde 0 invólucro frio contendo pasta de eléctrodo fria entra no forno de cozer. Este condensado, que consiste num grande número de diferentes fracçoes de hidrocarbonetos, acabará por ser carbonizado na parte superior do forno de cozer, e uma ca mada de material carbonizado duro acumular-se-á lentamente e encherá algum tempo depois, todo o espaço anelar entre o forno de cozer e o invólucro do eléctrodo. 0 resultado disto será que depois de o forno funcionar algumas semanas não se conseguirá mover o invólucro e portanto o eléctrodo relativamente ao forno de cozer. Por conseguinte, há que observar mais ou menos continuamente o crescimento desta camada de material carbonizado duro na par te superior do forno de cozer, e em certa altura ter-se-á de parar

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processo de cozimento e desmontar o forno de cozer para tirar a camada de material carbonizado. Durante a remoção da camada de material carbonizado a zona de cozimento do corpo de carvão e arrefecida, 0 que produz uma falta de homogeneidade no corpo de carvão alongado.

Se o forno de cozer estiver a funcionar em ligação directa com um forno de fundição eléctrico para a produção de um eléctro do de carvão que seja empregue directamente no forno de fundição, ter-se-á de parar o funcionamento do forno de fundição enquanto se tira a camada de material carbonizado do forno de cozer. 0 resultado disto será uma perda na produção no forno de fundição, e além disso haverá um grande risco de quebra do eléctrodo quando a parte do eléctrodo que contém a referida falta de homogeneidade entrar no forno de fundição.

Pm objectivo do presente invento é proporcionar um forno de cozer que impeça a acumulação de material carbonizado duro na par te superior do forno de cozer.

TTm outro objectivo do presente invento é proporcionar uma ve_ dação aos gases eficaz entre o invólucro do eléctrodo e a parte sn perior do forno de cozer, para impedir fugas de gases do forno de cozer para o ambiente.

Kn conformidade, o presente invento refere-se a um forno de cozer para a produção contínua de corpos de carvão alongados de secção praticamente uniforme, em que o forno de cozer seja movido continuamente ou quase continuamente relativamente ao corpo de car vão a uma velocidade que corresponda a uma velocidade de cozimento pré-estabelecida para o corpo de carvão.

De acordo com 0 presente invento, o forno de cozer compreende um casco exterior feito de aço e um revestimento refractário disposto dentro do casco que define uma câmara de combustão em volta do corpo de carvão em produção. Uma câmara de arrefecimento está disposta entre a parte superior do revestimento refractário e o corpo de carvão em produção, estendendo-se a parte inferior da ca mara de arrefecimento até à câmara de combustão e a parte superior da câmara de arrefecimento até acima do revestimento refractário da câmara de combustão. Na parte inferior da câmara de combustão

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-4está disposto um canal de saída de gases da câmara de combustão.

A câmara de arrefecimento tem preferivelmente canais internos para a circulação de um meio de arrefecimento. Acima da câmara de arrefecimento está disposto um anel de guia para guiar o corpo de carvão através do forno de cozer e uma vedação de gases para impedir fugas de gases da câmara de combustão. A vedação de gases compreende preferivelmente um empanque flexível disposto en_ tre flanges inferiores dispostas verticalmente que estão fixadas numa chapa no cimo da câmara de arrefecimento e flanges superiores dispostas verticalmente que estão fixadas noutra chapa, e onde a distância entre as flanges superiores e inferiores e portanto o aperto do empanque contra o corpo de carvão possam ser ajustados por meio de vários parafusos.

Outras concretizações do presente invento serão evidentes nas reivindicações.

forno de cozer de acordo com o presente invento é agora des_ crito mais pormenorizadamente com o auxílio dos desenhos, que mostram uma concretização preferida do presente invento.

Fig?. 1 mostra um corte vertical num forno de cozer de acordo com o presente invento, e a

Fig?. 2 mostra uma vista ampliada de uma parte da Figura 1.

Na Figura 1 mostra-se um forno de cozer 1 para a produção de corpos de carvão alongados 2. 0 forno de cozer está disposto em volta de um invólucro 3 para o corpo de carvão 2. 0 invólucro 3 tem uma secção que corresponde à secção do corpo de carvão.

Pasta de eléctrodo carbonosa crua 4, constituída por um material de carvão e por um aglutinante carbonoso, é metida no invólucro 3· Aquecendo a paste de eléctrodo 4 no forno de cozer 1, a pasta de eléctrodo é cozida até dar um corpo de carvão sólido 2. 0 invólucro 3 está preferivelmente perfurado (não mostrado) para permitir que os gases desprendidos durante o aquecimento da pasta de eléctrodo fluam através das perfurações e até ao forno de cozer.

forno de cozer 1 compreende um casco exterior 5 ^e um revestimento refractário 6 que define uma câmara de combustão 7» A câmara de combustão 7 é aquecida até à temperatura de cozimento neces, séria por meio de, pelo menos, um queimador 8 para combustível

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sólido, líquido ou gasoso. 0 queimador ou queimadores 8 estão preferivelmente dispostos tangencialmente em relação à câmara de combustão 7. 0 queimador 8 tem tubos de abastecimento 9 e 10 pa ra combustível e ar de combustão. Abaixo do revestimento refra^ tário 6 está disposto um canal 11 de saída de gases do forno de cozer 1. 0 gás é aspirado do canal 11 por um tubo de saída de gases 12. No tubo de saída de gases 12 está disposta uma válvula 13 para a regulação do volume de gás do forno de cozer.

canal 11 tem uma abertura central de diâmetro ligeiramente maior que o diâmetro do corpo de carvão cozido 2. Entre o ca nal 11 e o invólucro 3 para o corpo de carvão 2 haverá portanto uma fenda 14. Quando o forno de cozer 1 está a funcionar, ar am biente é aspirado para dentro através da fenda 14 e proporciona assim uma vedação de modo que os gases da câmara de combustão 8 não se escapem através da fenda 14.

Na parte superior 15 do revestimento refractário 6 do forno de cozer 1 está prevista uma abertura para o invólucro 3. Esta abertura tem uma secção um pouco maior que a secção do invólucro 3. Na fenda anelar entre a parte superior 15 do revestimento refractário 6 e 0 invólucro 3 está disposta uma câmara de arrefecimento 16 para a circulação de um meio de arrefecimento- A câmara de arrefecimento 16 tem um tubo de abastecimento 17 e um tubo de retorno 18 para o meio de arrefecimento, que preferivelmente é água. A câmara de arrefecimento 16 pode estar dividida em secções e cada secção pode estar provida de paredes internas (não mostradas) a fim de garantir um fluxo correcto de meio de arrefecimento através da câmara de arrefecimento 16.

A câmara de arrefecimento 16 está disposta de modo que 0 seu extremo inferior fique aproximadamente ao mesmo nível do extremo inferior da parte superior 15 do revestimento refractário 6, como mostra a Figura 1. A câmara de arrefecimento 16 estende-se para cima até um nível, pelo menos, acima do extremo superior da parte superior 15 do revestimento refractário 6.

A câmara de arrefecimento 16 está fixada ao casco exterior 5 por intermédio de uma chapa anelar 20 que está presa no casco 5 por meio de parafusos 21.

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Se o forno de cozer 1 for utilizado para cozer um eléctrodo de carvão em ligação directa com um forno de fundição eléctri^ co, preferivelmente introduz-se isolamento eléctrico 25 entre o casco 5 do forno de cozer e a chapa anelar 20.

Acima da câmara de arrefecimento 16 está preso um anel de guia 22 feito de varão de ferro ou congénere. A finalidade do anel de guia 22 é guiar o invólucro relativamente ao forno de co zer. Na área acima do anel de guia 22 estão dispostos meios de vedação de gases 23 para impedir fugas de gases entre o invólucro 3 e o forno de cozer 1.

Os meios de vedação de gases 23 estão mostrados em escala am pliada na Figura 2. Compreendem uma chapa anelar inferior 24 que está presa à câmara de arrefecimento 16. Na chapa 24 estão fixadas duas flanges anelares verticais 26 e 27· Entre as flanges 26 e 27 está previsto um empanque flexível 28 feito de um material com um ponto de fusão elevado. 0 extremo superior do empanque 28 está disposto entre flanges verticais anelares 29 e 30 que estão ligadas a uma segunda chapa anelar 31. A segunda chapa anelar 31 está fixada à flange 26 por meio de vários parafusos roscados 32 com manípulos 35· Ajustando a distância entre a primeira chapa 24 e a segunda chapa 31 com os manípulos 35, o empanque flexível 28 e apertado ou afrouxado. 0 empanque 28 pode ser ajustado localmente em volta da circunferência do invólucro 3 actuando nos manípulos 35.

Em funcionamento, o forno de cozer 1 é movido continuamente ou quase continuamente em relação ao invólucro 3 a uma velocidade correspondente à velocidade de cozimento pré-estabelecida para 0 corpo de carvão 2. Quando o invólucro 3 com a pasta de ele£ trodo crua 4 entra no forno de cozer 1, a pasta de eléctrodo é aquecida e torna-se então líquida, após 0 que é cozida até dar um corpo de carvão solido.

Durante o cozimento desprendem-se gases da pasta de eléctrodo. Estes gases fluem até ao forno de cozer 1 através de perfura çges do involucro 3, e na maior parte são imediatamente queimados pelo ar de combustão que é fornecido ao forno de cozer.

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Gontudo, uma parte dos gases condensará na área de arrefecimento 19 na parte vertical inferior da câmara de arrefecimento 16, onde a temperatura é mantida abaixo dos 400?C por meio de arrefecimento em circulação na câmara de arrefecimento. Gomo a temperatura na câmara de cozimento está entre os 700$C e os 13002C, a parte dos gases que contacta a-área de arrefecimento 19 condensará. A temperatura na área da câmara de arrefecimento 16 é porem tão baixa que os gases condensados não serão carbonizados. Os gases condensados cairão por conseguinte na câmara de combustão, onde serão imediatamente queimados. A câmara de arre fecimento prevê ainda que os gases no espaço anelar entre o inv£ lucro 3 e a câmara de arrefecimento sejam mantidos a uma tempera tura mais baixa. 0 empanque 28 está assim protegido contra expo sição a temperaturas altas. 0 tempo de vida do empanque 28 será assim maior.

Com o presente invento proporciona-se assim um forno de cozer que pode funcionar durante muito tempo sem as dificuldades causadas por acumulações de camadas de material carbonizado. Além disso, consegue-se uma vedação contra gases muito boa entre o corpo de carvão e o forno de cozer, reduzindo-se assim ao mini mo a possibilidade de fuga de gases prejudiciais do forno de cozer para o ambiente.

Claims

-REIVINDICAÇÕES1?. - Forno de cozer para a produção contínua de corpos de carvão alongados de secção uniforme, pretendendo-se que o dito forno de cozer seja movido continuamente ou quase continuamente em relação a um invólucro contendo pasta de eléctrodo carbonosa crua a uma velocidade que corresponda a uma velocidade de cozimento pré-estabelecida para o corpo de carvão, sendo o dito forno de cozer (1) caracterizado por compreender um casco exterior (5) e um revestimento refractário (6) disposto no interior do casco (5), definindo o dito revestimento refractário (6) uma câma ra de combustão (7), uma câmara de arrefecimento (16) disposta

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E-859 entre a parte superior (I5) do revestimento refractário (6) e 0 invólucro (3), meios de vedação de gases (25) dispostos acima da câmara de arrefecimento (16) e um canal de saída de gases (11) disposto abaixo do revestimento refractário (6).
2?. - Forno de cozer de acordo com a reivindicação 1, carac, terizado por 0 extremo inferior (19) da câmara de arrefecimento (16) estar situado praticamente ao mesmo nível vertical que o ex tremo inferior da parte superior (15) do revestimento refractário (6).
3^?. - Forno de cozer de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um anel de guia (22) para guiar o invólucro (3) estar disposto acima da câmara de arrefecimento (16).
4«. - Forno de cozer de acordo com a reivindicação 1, carac terizado por os meios de vedação de gás (23) compreenderem um em panque flexível (28) que está disposto entre flanges inferiores verticais (26, 27) fixadas a um prato (24) e flanges superiores verticais (29, 30) fixadas a um prato (31), e por a distância en. tre as flanges inferiores (26, 27) e as flanges superiores (29, 30) poder ser ajustada.
5*. - Forno de cozer de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a distância entre as flanges inferiores (26, 27) e as flanges superiores (29, 30) ser ajustável por meio de vários parafusos (32).
6«. - Forno de cozer de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ter pelo menos um queimador (8) para combustível sólido, líquido ou gasoso.
7«. - Forno de cozer de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o queimador (8) estar disposto tangencialmente em re lação à câmara de combustão (7).
8s. - Forno de cozer de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por estar equipado com pelo menos um tubo (10) para fornecimento de ar de combustão à câmara de combustão (7).