PT93316B

PT93316B - Instalacao de fundicao com um pre-aquecedor do material em forma de cuba

Info

Publication number: PT93316B
Application number: PT93316A
Authority: PT
Inventors: Joachim Dipl Ing Ehle; Gerhard Fuchs
Original assignee: Fuchs Technology Ag
Priority date: 1989-03-02
Filing date: 1990-03-01
Publication date: 1996-05-31
Also published as: KR0136860B1; EP0385434A3; US5153894A; DK0385434T3; CN1045642A; JPH03505625A; WO1990010086A2; GEP19970772B; CN1025069C; KR900014845A; EP0385434A2; ATE89324T1; RU1838737C; JPH0646145B2; CA2028108A1; TR24157A; HU209757B; CA2028108C; DE59001390D1; UA19770A

Description

INSTALAÇÃO DE FUNDIÇÃO COM UM PRÉ-AQUECEDOR DO MATERIAL EM FORMA DE CUBA

A presente invenção diz respeito a uma instalação de fundi ção de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

No modelo de utilidade alemão N2. 84 12 739 está descrita uma instalação de fundição deste género.

Na instalação de fundição conhecida o material de carga é introduzido através de um pré-aquecedor do material de carga seme lhante â cuba de um forno, num colector de metal presente no cadi. nho do forno. Nesta situação, surge o problema de que, depois da operação da sangria e da re-ignição do arco eléctrico, a energia eléctrica de entrada é limitada pela temperatura do banho que, nessa altura, é elevada. 0 metal residual que fica no cadinho do forno depois da operação de sangria arrefece tão pouco neste breve intervalo de tempo que apenas um nível baixo de energia eléctrica pode ser introduzido para impedir que o banho sobreaqueça. Portanto, não pode utilizar-se a potência disponível para a operação de fundição na fase inicial, de modo que se aumenta correspondentemente o tempo da fundição.

-2Para reduzir o intervalo de tempo necessário para o procedimento de fundição e para proteger as paredes do forno, é desejável, depois de cada operação de sangria, introduzir o material de carga não precisamente no lado do cadinho do forno onde está colocado o pré-aquecedor do material, mas de modo tal que se di£ tribua por toda a secção transversal do forno ou, específica e deliberadamente, no lado do cadinho do forno oposto ao do prê-aquecedor dos materiais de carga.

Surgem problemas de espaço quando se carrega um cesto metálico de sucata directamente no cadinho do forno, devido à cuba do pré-aquecedor do material de carga, que está colocada num dos lados do cadinho do forno, e ao aparelho de elevação e basculamento do eléctrodo que está colocado do outro lado do cadinho do forno.

Além disso, uma tal operação de carga implica a poluição do ambi. ente.

objecto da presente invenção consiste em proporcionar uma instalação de fundição do tipo indicado no preâmbulo da reivindicação 1, na qual, sem o impedimento da cuba, pode introduzir-se o material de carga por meio de um cesto metálico de suca ta na totalidade da secção transversal do forno ou, especificamente no lado do cadinho do forno oposto ao pré-aquecedor dos materiais de carga. A presente invenção tem ainda por objectivo conseguir que a operação de carga conduza ao mínimo de poluição do ambiente.

Esse objectivo é atingido com as características indicadas na reivindicação 1. Configurações vantajosas segundo a presente invenção descrevem-se nas reivindicações secundárias.

Por conseguinte, as paredes do pré-aquecedor da carga, na zona inferior do pré-aquecedor, até ao nível da aresta superior do cadinho do forno, são formadas por uma parte da parede do cadinho contra a qual pode apoiar-se lateralmente a coluna do mate rial de carga, e na zona acima desta, as paredes do pré-aquecedor do material de carga são formadas pelas paredes de uma cuba que constitui uma unidade estrutural no interior da cobertura do forno. Deste modo, a cuba do pré-aquecedor do material de carga pode ser removida simultaneamente com a cobertura do forno quando esta for removida, proporcionando-se espaço suficiente para carregar material directamente no cadinho do forno.

Combinando estruturalmente a parte superior do pré-aquecedor do material de carga com a cobertura proporcionam-se outras opções que são vantajosas relativamente ao procedimento da carga e da fusão. A própria cuba pode ser utilizada para especifícamen te carregar material para o interior do cadinho do forno, devido a um movimento relativo horizontal entre a cobertura do forno e o cadinho do forno, enquanto a poluição do ambiente pode ser minimizada na operação de carga devido ao facto de o cadinho do forno ser substancialmente tapado acima da cobertura. 0 movimento relativo horizontal pode ser um movimento de rotação ou um movimento linear da cobertura do cadinho do forno e/ou um movimento linear do cadinho do forno. 0 afastamento entre o bordo

-4superior do cadinho do forno e o bordo inferior da cobertura do cadinho do forno necessário para que o movimento relativo horizon tal possa realizar-se pode ser proporcionado quer levantando a cobertura ou baixando o cadinho.

Numa configuração particularmente vantajosa da presente invenção, o cadinho do forno está fixado numa armação superior que é suportada por um dispositivo de elevação da armação numa estru tura de suporte inferior que está adaptada para ser móvel. Deste modo, a cobertura do cadinho do forno e a cuba podem ser fixas.

dispositivo de elevação da armação pode ser formado, por exemplo, por cilindros elevadores hidráulicos que estão dispostos nos quatro vértices de uma armação rectangular e que são controlados aos pares e que, além de um ligeiro movimento de elevação e abaixamento do cadinho do forno, permitem o seu basculamento, num sentido para efectuar a operação de sangria e, no sentido oposto, para a remoção da escória do cadinho do forno. A configu ração de concepção móvel da estrutura de suporte permite o desl£ camento horizontal desejado, por exemplo entre a cobertura do cadinho do forno e a cuba, quer para carregar o cadinho do forno com o cesto metálico de sucata fora da zona da cobertura, quer para especificamente carregar material para o interior do cadinho do forno através da cuba da cobertura do cadinho do forno. Neste contexto, o deslocamento horizontal relativo faz-se parale lamente ã linha que liga o meio da cobertura do cadinho do forno e o eixo central da cuba, e o movimento de basculamento para a sangria e para a remoção da escória faz-se perpendicularmente ã me sma.

De preferência, numa vista em planta, o cadinho do forno tem uma forma oval, delimitada num lado por uma linha recta, for mando a porção direita da parede juntamente com as partes adjacentes da oval as paredes do pré-aquecedor do material de carga na sua zona inferior.

A parede adjacente aos eléctrodos da cuba que é integrada na cobertura do cadinho do forno pode estender-se até uma distân cia sob o lado inferior da cobertura para definir a zona de liga ção entre o interior do pré-aquecedor do material de carga e o interior do cadinho do forno. Porém, com uma zona de ligação alargada, a retenção do material que é carregado na cuba do pré-aquecedor do material de carga pode também ser efectuada pelo facto de o pavimento de pré-aquecedor dos materiais de carga ser concebido por forma que desça no sentido da fornalha do forno com um ângulo de inclinação maior do que 30° e menor do que 60°.

Para que seja pequeno o peso da cuba que pode ser removida com a cobertura do cadinho do forno, as paredes da cuba são de preferência formadas por elementos de parede arrefecidos por água.

Usualmente, o aparelho de elevação dos eléctrodos está colocado ao lado do cadinho do forno, do lado do mesmo oposto ao pré-aquecedor do material de carga de modo que a cuba não impeça o movimento de rotação dos eléctrodos. Normalmente, o aparelho de elevação e rotação da cobertura está também disposto do mesmo lado que o aparelho de elevação dos eléctrodos. Porém, como na

-6instalação de fundição segundo a presente invenção o centro de gravidade da unidade formada pela cuba e a cobertura do cadinho do forno está próximo da cuba, o aparelho de elevação e rotação da cobertura do cadinho do forno está de preferência colocado na vizinhança do pré-aquecedor do material de carga, no lado do cadinho do forno oposto ao aparelho de elevação dos eléctrodos. A disposição pode também incluir um conjunto de pórtico móvel que é suportado em carris dos dois lados da instalação de fundição e cujas vigas de suporte suportam a unidade constituída pela cuba e a cobertura do cadinho do forno.

aparelho de elevaçao e de rotação da cobertura do cadinho do forno pode, em princípio, ter a configuração descrita na patente de invenção europeia EP-A-203 339. De acordo com esta patente de invenção há, fixado num conjunto de pórtico rotativo que pode oscilar lateralmente, colocado ao lado do pré-aquecedor do material de carga, um aparelho de elevação, que inclui pelo menos um elemento de suporte que pode ser subido e baixado e que se aplica à cobertura. Se este dispositivo for concebido de modo tal que o elemento de suporte se liberte da cobertura na posição baixada, então, no caso de um cadinho do forno susceptível de bascular, o aparelho de elevação e rotação não necessita de ser também basculado, podendo ter a forma de uma unidade que é colocada em fundações fixas. Mas compreender-se-á que, com um dimensionamento apropriado do berço de oscilação do forno, o aparelho de elevação e rotação possa ser elevado para uma plataforma do forno que também efectua um movimento de basculamento.

-7Quando se utilizar uma construção susceptível de ser basculada, o cadinho do forno deve poder bascular perpendicularmente a uma linha que liga o meio do pré-aquecedor do material de carga ao meio da soleira do forno.

Quando o aparelho para remover a cobertura tiver a forma de um aparelho de elevação e rotação, ele deve ser adaptado para rodar afastando-se para o mesmo lado, em relação ao cadinho do forno, que o aparelho de elevação e rotação dos eléctrodos, isto é,. um dos aparelhos deve estar adaptado para rodar para fora da posição de funcionamento no sentido positivo matematicamente e o outro estar adaptado para ser rodado para fora da posição de fun cionamento no sentido matemático negativo. Isso proporciona espaço para a operaçao de carga no outro lado.

Relativamente a uma redução do intervalo de tempo necessário para o processo da fundição, e para a economia de energia, é desejável que o material da carga que é introduzido depois da operação de sangria, por meio de um cesto de sucata ou especificamente por meio da cuba da cobertura, seja pré-aquecido com os gases de escape provenientes do cadinho de fusão. Para isso, pode proporcionar-se, além do pré-aquecedor dos matérias de carga, uma câmara adicional de pré-aquecimento para receber um reci piente que é cheio com o material de carga, estando a câmara de pré-aquecimento ligada à saída dos gases do pré-aquecedor dos materiais de carga em forma de cuba e tornando possível que os gases de saída quentes sejam também utilizados durante a fase de refinação quando o pré-aquecedor dos materiais de carga em forma

de cuba estiver vazio. É desnecessária uma câmara adicional de pré-aquecimento se, de acordo com uma outra forma de realização aperfeiçoada da presente invenção, se dispuser na cuba pelo menos um elemento de bloqueio ou barreira móvel que, na posição fechada retenha o material de carga na cuba, anquanto se deixa que os gases passem e que, na posição aberta ou de libertação, liberta o material de carga pré-aquecido e permite que o material seja carregado sem impedimento no forno, através da cuba. Esta construção é particularmente favorável para o ambiente, porque o material de carga que é aquecido previamente durante a fase de refinação, pode ser carregado para o cadinho do forno sem remoção de toda a cobertura do cadinho do forno.

A presente invenção será agora descrita com mais pormenor por meio de formas de realização, com referência ãs 12 figuras dos desenhos anexos que representam esquematicamente :

A fig. 1, uma vista lateral, com corte parcial de uma instalação de fundição;

A fig. 2, uma vista em planta da instalação de fundição com a cobertura colocada no cadinho do forno e os eléctrodos na posição inserida-,

A fig. 3, uma vista correspondente à representada na fig. 2, com os eléctrodos e a cobertura nas posições rodadas afastadas ;

,-9A fig. 4, uma vista lateral de uma segunda forma de realização ;

A fig. 5, uma vista de lado com o corte parcial de uma terceira forma de realização com um cadinho do forno móvel e ele mentos de bloqueio na cuba;

As figuras 6 a 12, diferentes vistas de uma quarta forma de realização, mais especificamente :

A fig. 6, uma vista de lado na posição básica-,

A fig. 7, uma vista de lado com o cadinho numa posição deslocada;

A fig. 8, uma vista com corte parcial feito pela linha (VIII-VIII) da fig. 7;

A fig. 9, uma vista em planta da instalação de fundição;

A fig. 10, uma vista em planta da estrutura de suporte do cadinho do forno;

A fig. 11, o cadinho do forno na posição de sangria; e

A fig. 12, a instalação de fundição com a cobertura do cadinho do forno retirada da cuba.

A instalação de fundição representada nas fig. 1 a 3 inclui um forno eléctrico de arco (1) e um pré-aquecedor (2) dos materiais de carga semelhante a uma cuba. 0 forno de arco inclui um cadinho do forno (3) que compreende uma soleira (4) e uma parede (5) do cadinho. 0 cadinho (3) do forno é fechado por uma co bertura (6) que pode ser rodada para ser afastada e através da qual podem introduzir-se três eléctrodos (9) no cadinho do forno. Os eléctrodos (9) são suportados pelos braços de suporte (7) e podem ser levantados e rodados lateralmente por meio de um apare lho (8) de elevação e rotação. Na fig. 1 apenas se apresenta, para maior clareza, um eléctrodo.

pré-aquecedor do material de carga (2) está colocado la teralmente no cadinho (3) do forno. Na zona inferior do pré-aque cedor do material de carga, que se estende até ao bordo superior da parede (5) do cadinho, as paredes exteriores do pré-aquecedor do material de carga são formadas pela parede do cadinho (5). Na zona por cima desta, as paredes do pré-aquecedor do material de carga são formadas por uma cuba (10) que forma uma unidade estru tural com a cobertura (6) do cadinho do forno. Como se mostra em particular na fig. 3, em planta, o cadinho do forno (3) tem a forma de uma oval que é delimitada de um lado por uma linha recta. A porção rectilínea (11) da parede, juntamente com partes adjacentes (12) da oval, forma as paredes exteriores da cuba na zona inferior do pré-aquecedor do material de carga. 0 pavimento (13) forrado de tijolos do pré-aquecedor do material de carga cai do pavimento forrado de tijolos da soleira (4), com um ângulo de inclinação (14) de cerca de 45°.

-11As paredes da cuba (10), que está integrada com a cobertura (6) do cadinho (6), na zona superior do pré-aquecedor do material de carga, são formadas por elementos de parede arrefeci^ dos por água, por razões de peso.

A secção transversal do interior (15) da cuba (10) aumenta no sentido descendente para garantir o escoamento sem perturbações do material de carga (16) na cuba (10).

No caso presente, a cuba (10) tem uma forma aproximadamen te rectangular em planta e estende-se para cima da secção transversal do pré-aquecedor (2) do material de carga, que é definida pelas porções de parede (11) e (12) do cadinho (3) do forno. Nes^ te caso há, entre o pré-aquecedor do material de carga (2) e o forno de arco (1), uma zona de ligação (17) que se estende pela altura interior e pela largura interior do cadinho do forno no plano imaginário comum entre o pré-aquecedor do material decarga e o forno de arco. Compreender-se-á que a forma da secção transversal escolhida para a cuba pode diferir da forma rectangular, e também não é necessário que se estenda a toda a largura do cadinho do forno ou da cobertura. Além disso, a parede da cuba (10) voltada para os eléctrodos (9) pode estender-se para baixo a partir do bordo da cobertura dentro do cadinho do forno para reduzir a altura interior da zona de ligação (17). Quando se retirar a cober tura, será então necessário levantar-se até uma maior altura a uma distância apropriada antes de poder deslocar-se lateralmente.

Na zona superior, o pré-aquecedor (2) do material de carga tem uma abertura de carga (18) susceptível de ser tapada, e uma saída (19) para os gases. A saída (19) para os gases é posta em comunicação, por um tubo (20) para os gases, com a chaminé ou uma câmara de pré-aquecimento que é apropriada para acomodar um cesto ou recipiente da sucata, que é cheio com o material de carga,

Como pode ver-se a partir da fig. 2, na primeira forma de realização, os eléctrodos (9) são deslocados no sentido do pré-aquecedor (2) do material de carga. Deste modo, o calor de irra diação produzido pelos arcos pode actuar em maior grau no material de carga que é fornecido através do pré-aquecedor (2) do material de carga e ao mesmo tempo pode reduzir-se a carga de calor de irradiação nas zonas de parede livres do forno de arco.

Como mostra a fig. 3, a soleira (4) do forno tem um furo de sangria (12) colocado excentricamente. 0 cadinho (3) do forno e o pré-aquecedor (2) do material de carga que com ele está inte grado estão concebidos para poder bascular para a operação de sangria, de uma maneira conhecida, efectuando-se o movimento de basculamento perpendicularmente a uma linha (22) (fig. 2) que liga o meio do pré-aquecedor do material de carga com o meio da soleira do forno.

Na instalação de fundição ilustrada, o aparelho (8) de elevação e rotação dos eléctrodos está disposto ao lado do cadinho (3) do forno do lado da cobertura (6) oposto à cuba (10) e ao lado do pré-aquecedor (2) do material de carga está colocado

L3um aparelho de elevação e rotação (23) da cobertura (6) do cadinho. 0 aparelho de elevação e rotação (23) pode ser concebido de acordo com o princípio descrito na patente de invenção europeia EP-A-203 939 . No caso ilustrado,fixa-se, num conjunto de pórtico (24) rotativo, um cilindro de elevação (25) com um elemento de suporte (26) que pode ser lavantado e baixado e que, na posição baixada está liberto de uma estrutura de suporte (27) ligada rigidamente à cobertura (6) do cadinho e, na posição elevada, encaixa-se num olhai de elevação (28) da estrutura de suporte (27), que está adaptado ao elemento de suporte. 0 aparelho de elevação e rotação (23) da cobertura pode levantar a cobertura, incluindo a cuba (10) que está integrada com a mesma, e rodá-la para o lado. A fig. 3 mostra a cobertura e também os eléctrodos na pos£ ção em que estão rodados para o lado. Ver-se-á que a cobertura do cadinho e os eléctrodos podem ser rodados para se afastarem para o mesmo lado em relação ao cadinho (3) do forno, isto é, no caso ilustrado, para o lado do furo de sangria, de modo que um cesto de sucata pode deslocar-se sem impedimento para a posição sobre o cadinho (3) do forno aberto a partir do outro lado no sentido indicado pela seta (29), e esvaziado para dentro do cadi_ nho do forno.

Em vez do conjunto de pórtico (24) rotativo, o pórtico móvel pode também ser um conjunto de pórtico móvel linearmente com um aparelho de elevaçao. Nesse caso, ê vantajoso que o conjunto do pórtico que transporta o aparelho de elevação seja móvel na direcção indicada pela seta dupla (32) na fig. 2.

-14 Na construção ilustrada, o aparelho de elevação e rotação (8) dos eléctrodos está fixado numa plataforma (30) do forno que também executa um movimento de basculamento e que, para isso, tem de ter um dimensionamento apropriadamente estável, enquanto o aparelho de elevação e rotação (23) da cobertura (6) do cadinho tem a forma de uma unidade que é suportada directamente nas fundações. Esta última construção é possível pelo facto de que, na posição descrita do elemento de suporte (26) , o aparelho de elevação e rotação (23) não está acoplado ã estrutura de suporte (27) da cobertura (6) do cadinho, de modo que o cadinho do forno juntamente com a cobertura do cadinho pode ser basculado sem impedimento pelo aparelho de elevação e rotação (23).

Na forma de realização ilustrada na fig. 4, na remoção da cobertura do cadinho, ele não é só rodado para o lado mas sim é deslocado para o lado depois de ser levantado. Para isso, o dispositivo tem um conjunto de pórtico (42) que se desloca sobre dois carris (41). Os carris (41) estão montados na estrutura da função dos dois lados da instalação de fundição. 0 conjunto de pórtico móvel (42) tem duas vigas de suporte (43) que se estendem sobre a instalação de fundição. Na vista representada na fig. 4, uma das vigas de suporte (43) está disposta em frente da cuba (10) e a outra viga de suporte está colocada por detrás da cuba (10). No caso presente, o conjunto de pórtico móvel também supor ta o aparelho (8) de elevação e rotação dos eléctrodos. As vigas de suporte (43) estão ligadas à cobertura (6) do cadinho ou a uma estrutura de suporte da cobertura (6) do cadinho, em sítios apropriados, por meio de dispositivos de elevação (não represen-15-

tados) susceptíveis de ser desacoplados, de modo que, quando for necessário, a cobertura do cadinho pode ser levantada e deslocada para o lado. Por outro lado, o dispositivo usado não deve impedir o movimento de basculamento quando se retira a escória e se faz a sangria do cadinho (3) do forno.

forno de arco pode ser um forno de arco de corrente alternada ou um forno de arco de corrente contínua, com um ou mais eléctrodos que podem ser introduzidos através da cobertura do cadinho.

forno de arco (1) representado na fig. 5 tem um cadinho (3) do forno que pode deslocar-se horizontalmente por meio de rodas (57) sobre dois carris paralelos (58), dos quais só um é visível no desenho.

Colocado na cuba (10) do pré-aquecedor (2), há um elemen to de barreira ou de bloqueio que tem a referência genérica (51). O elemento de bloqueio (51) compreende dois rolos, por exemplo arrefecidos por água (52), dispostos numa relação de oposição mútua, substancialmente num plano comum, enquanto vigas (53) em consola se estendem a partir dos rolos (52) em fiadas respectivas, dispostas num plano comum. As vigas (53) têm ambas a mesma configuração sendo, tal como os rolos (52), arrefecidas por água.

Os rolos (52) estão montados rotativamente em meios receptores (54) respectivos. Os meios de montagem (não representados) podem ser flexíveis, usando, por exemplo, elementos de

-16 mola ou elementos amortecedores hidráulicos. Os rolos podem ser accionados através de meios de accionamento (não representados) e podem ser imobilizados em posições angulares pré-determinadas. Os meios receptores (54) são formados, cada um, por uma zona alargada do pré-aquecedor (2) dos materiais de carga, estando a zona da parede respectiva correspondente da cuba (10) deslocada para fora, no sentido de um meio receptor respectivo (54), de modo que os rolos (52) com as vigas (53) respectivas ficam dispostos de maneira estanque aos gases no interior da cuba (10).

Os dois rolos (52) podem ser accionados de maneira substancialmente simultânea, de modo tal que as vigas podem ocupar as posições representadas a cheio na fig. 5, bem como as posições representadas a tracejado e a traço-e-ponto. As linhas a cheio mostram uma posição de libertação ou posição aberta, relativamente âs vigas (53), na qual as fiadas de vigas se dispõem no interi or dos meios de recepção (54) respectivos. Quando os elementos de bloqueio (51) ou as vigas de suporte (53) estão nessa posição, as vigas (53) estão inteiramente retiradas e pode carregar-se uma coluna de material de carga através da cuba. A coluna de material de carga é suportada no pavimento e na zona da parede do cadinho (3) do forno, que está por baixo do mesmo.

Numa zona terminal, que é oposta em relação ao pré-aquecedor (2) do material de carga, a cobertura (6) está montada rotati vamente no aparelho de elevação (8) dos eléctrodos (9) por meio de um dispositivo de montagem rotativo (55). Do lado oposto em relação ao dispositivo de montagem rotativo (55), a cobertura (6)

é apanhada por um aparelho de elevação (56) que compreende uma ou mais, de freferência duas, unidades de êmbolo-cilindro para a cobertura (6) com a cuba (10), para cima, em torno do dispositivo de montagem (55) e relativamente ao cadinho (3) do forno. Por actuação do aparelho de elevação (56), a cobertura (6) pode assim ser rodada a partir de uma posição na qual ela assenta no bordo superior do cadinho (3) do forno e fecha o cadinho. Na posição levantada da cobertura (6), o cadinho (3) do forno pode ser deslocado nos carris (58) por meio das rodas (57), em sentidos diferentes. 0 cadinho (3) do forno pode assim ser deslocado da posição básica (I) representada a cheio na fig. 5, por exemplo para a posição (II) que fica â esquerda da mesma, como se representa a trasejado, ou para uma posição (III) que fica à direita da posição básica e que está representada a traço-e-ponto. A associação do cadinho do forno relatívamente à cuba (10) altera-se de acordo com a posição respectiva do cadinho do forno. Deste modo, podem associar-se diferentes zonas do cadinho (3) do forno deliberada e especificamente com a cuba (10). Com a associa ção entre os mesmos, que se verifica quando o cadinho (3) do forno está na posição básica, a cuba (10) do pré-aquecedor (2) do material de carga está colocado por cima de uma primeira zona do cadinho (3) do forno, para introduzir uma coluna de material de carga no mesmo. O cadinho (3) do forno pode ser deslocado a partir desta associação de modo tal que a cuba (10) fique associada com uma segunda zona do cadinho (3) do forno, que está colocado a uma distância indicada por (b); nessa posição, o cadinho (3) do forno está colocado na posição (II). Portanto, a associação posicionai entre a cuba (10) e o cadinho (3) do forno, que pode

-18ser pré-determinada por deslocamento do cadinho (3) do forno, significa que é possível que o material da fornada a usar no for no de arco seja introduzido especialmente no cadinho (3) do forno, em função da condição de funcionamento respectiva ou estado do processo.

deslocamento no sentido oposto, para a posição (III), pode ser feita para deslocar uma coluna de material de carga que é introduzida do lado esquerdo do cadinho do forno, mais próximo dos eléctrodos (9), para proporcionar uma acção de fundição mais rápida.

Descreve-se agora um processo de operação típico. Com as vigas de suporte (53) na sua posição aberta e com a cuba (10) numa posição em que está associada com o cadinho (3) do forno por cima da referida primeira zona do mesmo, pode carregar-se uma coluna de material de carga no cadinho do forno através da cuba (10) durante a fase de fusão. A posição básica (I) do cadinho (3) do forno, como se ilustra na fig. 5, corresponde a essa associação. Terminada a fase de fusão, a coluna de material de carga foi fundida e o pré-aquecedor (2) do material de carga está sub£ tancialmente vazio. Quaisquer porções da coluna de material de carga que ainda se mantenham na cuba (10), por exemplo devido ao facto de o material ter formado pontes na mesma, podem ser facil mente transportadas para o interior do cadinho (1) do forno por um movimento rotativo das vigas de suporte (53) e devido ã pressão que é aplicada ao material de carga quando isso sucede. Para acelerar o processo de fusão, pode mover-se o cadinho (3) do

forno durante ou depois da operação de introdução da coluna de material de carga, de modo tal que a distância da coluna de mate rial de carga a partir dos eléctrodos (9) seja reduzida. Para isso, pode, por exemplo, deslocar-se o cadinho (3) do forno para a posição (III). A energia dos arcos pode assim ser usada especi. ficamente para provocar a fusão da coluna de material de carga.

No decurso da fase de refinação que se segue à operação de fusão da coluna de material de carga, não se junta mais material de carga ao banho de metal fundido, a fim de produzir um banho de metal em fusão com as propriedades requeridas. Com a instalação de fundição representada na fig. 5, é possível introduzir material de carga na cuba (10) quando as vigas de suporte (53) estão na sua posição fechada. Esse material de carga é pré-aquecido pelos gases quentes que sobem do cadinho (3) do forno e passam para o interior da cuba (10), durante a fase de refinação. O material de carga está disponível para carregar o cadinho (3) do forno depois da sangria do mesmo. Para que a zona da pare de do cadinho (3) do forno representada do lado direito na fig.

seja protegida das acções excessivas do calor proveniente dos eléctrodos (9), o material de carga na cuba (10) é carregado no cadinho (3) do forno quando, devido ao deslocamento do cadinho (3) do forno relativamente ã cuba (10) substancialmente fixa, se associou a cuba (10) com a zona da direita do cadinho (3) do for no. A posição (II) representada na fig. 5 corresponde aquela con dição de associação. Nessa posição, o material de carga aquecido pode ser fornecido para a zona da direita do cadinho (3) do forno .

Então, para carregar material na zona da esquerda do cadi nho (3) do forno, repõe-se o cadinho (3) do forno na posição básica (I), como se mostra a cheio na fig. 5. Nessa condição, as vigas de suporte (53) podem ser deslocadas para a sua posição de libertação, ou posição aberta, na qual não impedem a carga e a descarga contínuas de material de carga através da cuba (10).

Assim, o pré-aquecimento do material da carga no interior da cuba (10) pode também efectuar-se durante a fase de refinação Como a cobertura (6) apenas tem de ser levantada numa extensão reduzida para o movimento do cadinho (3) do forno, esta disposição assegura que não há poluição do ambiente durante a fase de pré-aquecimento e também durante a fase de carga.

Na forma de realização da presente invenção que está representada em várias vistas e condições de funcionamento nas fig. 6 a 12, a cobertura (6) do cadinho e a cuba estão montadas numa posição fixa por meio de braços em consola (59) em colunas ou pilares de fundação (60) e no conjunto de pórtico (8) (fig. 8 e 9). O cadinho (3) do forno está fixado numa armação superior (61), que é suportada numa estrutura de suporte (63) por meio de um aparelho de elevação (62) da armação. A estrutura de suporte (63) é móvel paralelamente ã linha que liga o eixo central da cuba e o centro da soleira do forno, isto é, paralelamente à linha (22) (fig. 9). Para isso, na vista representada na fig. 6, a estrutura de suporte está provida de rodas (57) que correm em carris (58), dos lados esquerdo e direito.

-21Tal como nas formas de realização atrás descritas, o cadi hho do forno pode ser basculado numa direcção transversal em relação ã linha (22) que liga o eixo central do pré-aquecedor (2) do material de carga ao centro da soleira (4) do forno; mais especif icamente , ele pode ser basculado para um lado no qual está colocado um furo de sangria (21) junto do bordo da soleira (4) do forno, para a operação de sangria, e pode ser basculado, para a operação de remoção da escória, para o outro lado, no qual se proporciona uma abertura de trabalho (64) que pode ser tapada por uma porta que pode levantar-se, com uma placa de operação (65) . Para proporcionar espaço para uma colher de fundição (66) (fig. 11) quando se faz a sangria do cadinho, a armação superior (61) está desviada para cima desse lado (ver a linha a tracejado na fig. 6). Do lado oposto, devido ao espaço necessário para a abertura (64), a armação superior (61) está deslocada ou desviada para baixo (ver a linha a traço-e-ponto na fig. 6).

Por razões de espaço para a colher de fundição (66) e para uma vagoneta para as escórias (não representada) que deve ser colocada por baixo da placa (65), a estrutura de suporte (63) tem também uma configuração especial. Como mostra a fig. 10 numa vista em planta, a estrutura de suporte (63) compreende dois suportes transversais paralelos (67) e (68) e um suporte longitudi. nal (69) que liga os suportes transversais (67) e (68) aproximadamente a meio. As rodas (57) estão montadas respectivamente nas zonas extremas do suporte transversal (67) e na zona média do suporte transversal (68), enquanto duas rodas (57) afastadas são também proporcionadas na zona média do suporte transversal (68).

= 22Deste modo, os carris para as rodas do suporte transversal (68) podem também mover-se para o meio, de modo que não estoram nem a colher de fundição de um lado, nem a vagoneta da escória do outro lado. Na construção ilustrada, o aparelho de elevação (62) da armação é formado por quatro elementos de elevação (70) e (71) que estão dispostos na periferia da armação (61), mais especificamente na zona dos cantos da armação que é, em planta, aproximadamente rectangular. Os elementos de elevação (70) e (71) compreendem unidades de êmbolo-cilindro que podem ser actuadas hidrau licamente, mas podem também compreender outros componentes tais como pinhões dentados e cremalheiras que com eles colaboram. Os elementos de elevação são proporcionados dos dois lados da linha (22) que liga o eixo central do pré-aquecedor do material de carga ao meio da soleira do forno, enquanto na forma de realização ilustrada os elementos de elevação (71) podem rodar em torno de eixos de rotação paralelos à linha (22), do lado da sangria, quer na armação (61), quer também na estrutura de suporte (63) enquanto do lado da escória (lado esquerdo na fig. 8) os elementos de elevação têm uma acção de guia vertical e estão montados rotativamente em torno de um eixo de rotação que é paralelo à linha (22), apenas na armação superior (61). Os elementos de elevação (71) e os elementos de elevação (70) são susceptíveis de ser controlados respectivamente em sincronismo. Pelo movimento descen dente síncrono dos elementos de elevação (71), o cadinho do forno pode ser basculado para um lado para a operação de sangria, enquanto pelo movimento descendente síncrono dos elementos de elevação (70) o cadinho do forno pode ser basculado para o outro.lado para a operação de remoção das escórias.Se todos os elementos de

3elevação forem baixados sincronizadamente, o cadinho (3) do forno pode ser baixado sem basculamento.

Na construção ilustrada, a acção de guiamento vertical relativamente aos elementos de elevação (70) é proporcionada pelo facto de os cilindros hidráulicos serem mantidos em tubos (72) ligados rigidamente à estrutura de suporte (63).

As fases seguintes do processo podem ser realizadas com a instalação de fundição atrás descrita :

Depois da sangria de um banho fundido (ver a fig. 11), para o que se baixam os elementos de elevação (71) e se bascula o cadinho (3) do forno em torno do eixo de rotação superior dos elementos de elevação (70), que são mantidos fixos em posição, elevam-se de novo os elementos de elevação (71) até eles atingirem uma posição na qual haja ainda espaço suficiente relativamen te ao bordo inferior da cobertura (6) ao cadinho do forno para que o cadinho'(3) do forno se desloque horizontalmente. Nessa posição, dej; loca-se a estrutura de suporte para a esquerda a partir da posição representada na fig. 6, até que ou todo o cadinho fique colo cado fora da zona da cuba (10) para que o material de carga seja introduzido directamente no cadinho a partir de um cesto de suca tas, ou apenas para uma posição como a representada na fig. 7 para que o material de carga seja passado de um recipiente (73) do material de carga por meio da cuba (10) para a metade esquerda do cadinho do forno, isto é, a sua metade que está do lado do aparelho de elevação dos eléctrodos. Essa posição está represen2 4tada a traço-e-ponto na fig. 9. Repõe-se então o cadinho do forno na posição inicial representada na fig. 6 e eleva-se numa extensão apropriada para assegurar a desejada acção de fecho entre o cadinho do forno e a cobertura do cadinho. Nessa posição fornece^ -se mais material de carga através da cuba (10) e forma-se então uma coluna de sucatas na cuba, sendo a coluna de sucatas suporta da no pavimento do cadinho e na zona da esquerda na parede do cadinho. Depois do fecho da cobertura (74) que tem a secção transversal com a configuração indicada na fig. 6, em forma de U invertido, e que é móvel horizontalmente em carris (75), funde-se a carga seguinte do forno e, enquanto isso se verifica, os gases do forno produzidos pré-aquecem a coluna de material de sucata.

Se se proporcionarem elementos de bloqueio como os descritos com referência ã fig. 5 na cuba (10), então o material de carga que ficou retido na cuba (10) e que também se aqueceu durante a fase de refinação pode ser carregado para o cadinho do forno no local desejado depois da operação de sangria do cadinho do forno.

Compreender-se-á que a mobilidade horizontal do cadinho do forno também torna possível que os eléctrodos de arco sejam desl£ cados para mais perto da coluna de material de carga, durante o processo da fusão, a fim de acelerar o processo de fusão nesse local. A abertura parcial do cadinho do forno, que se verifica como consequência desse modo de operação, pode ser evitada proporcionando um meio de cobertura disposto horizontalmente em linha com o bordo da cobertura do cadinho do forno, precisamente como pode retardar-se a descarga dos gases do forno na operação de sangria (fig. 11), por exemplo por meio de um avental ou saia .-25de correntes (76).

A associação estrutural da cuba (10) com a cobertura (6) do cadinho do forno não significa qua a cuba tenha de ser ligada de maneira inamovível à cobertura do cadinho. Pelo contrário, é vantajoso que a cobertura possa ser substituída em caso de danificação. Por essa razão, na forma de realização ilustrada nas fig. 6 a 12, a cobertura do cadinho (6) está fixada de maneira amovível nos meios de suporte da cuba, que é suportada nas colunas de fundação ou pilares (60) de modo que, depois de desfeita essa fixação, como se mostra na fig. 12, possa descer-se a cober tura do cadinho de modo a assentar no bordo superior do cadinho do forno, por um movimento descendente simultâneo dos elementos de elevação, e possa deslocar-se com o cadinho do forno para fora da zona da cuba (10) (para a esquerda na vista da fig. 6) e possa então ser retirada e substituída, por meio de um guindaste.

Também não há a necessidade de a parede da esquerda da cuba (10) estar alinhada com a parede do cadinho colocada por baixo da mesma, como se mostra na fig. 6. Ela pode também estar um tanto deslocada para o meio da cobertura. O importante é que a coluna de material queecarregada através da cuba (10) possa ser suportada contra a parede (5) do cadinho do forno.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. - Instalação de fundição que compreende:

um forno eléctrico de arco (1) que inclui um receptáculo do forno (3) que compreende uma soleira do forno (4) e uma parede do receptáculo (5) e uma cobertura amo\ívcl (6) do receptáculo, um pré-aquecedor do material de carga (2) em forma de cuba, que está disposto lateralmente no receptáculo do fomo (3) e cujo interior (15) está ligado numa zona adjacente ao seu pavimento (13), por uma zona de ligação (17), ao interior (31) do fomo eléctrico de arco (1) e que tem, além disso, na sua zona superior uma abertura de carga (18), para carregar o material, e uma saída dos gases (19), caracterizado por as paredes do pré-aquecedor (2) do material de carga serem formadas na sua zona inferior até à altura do bordo superior do receptáculo do fomo (3) por uma parto da paiede (5) do receptáculo e na zona acima do mesmo pelas paredes de uma cuba (10), que é ti.va numa estrutura de suporte (27), e por a estrutura de suporte (27) e o receptáculo do fomo (3) serem mutuamente amovíveis, constitui uma unidade com a abertura (6) do receptáculo.
2. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a cobertura (6) do receptáculo estar fixada de maneira amovível na estrutura de suporte (27).
3. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizada por e estrutura de suporte (27) poder ser elevada em relação ao receptáculo do fomo por um dispositivo de elevação (23, 56).

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4. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizada por o receptáculo (3) do forno poder ser baixado em relação à estrutura de suporte (27).
5. - Instalação de fundição de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por a estrutura de suporte (27) e o receptáculo (3) do forno serem deslocáveis horizontalmente uma em relação ao outro.
6. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por a direcção do deslocamento horizontal mútuo ser paralelo à linha de ligação entre o meio da cobertura (6) do receptáculo e o eixo da cuba (10).
7. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizada por pelo menos um elemento de bloqueio móvel (51) estar disposto na cuba (10) de modo tal que pode mover-se desde uma posição fechada na qual forma um meio de suporte para o material de carga para uma posição aberta ou de libertação para carregar material de carga no interior do receptáculo (3) do forno, libertando nessa posição de libertação a passagem do material de carga através da cuba (10).
8. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o elemento de bloqueio (51) ser formado por pelo menos um cilindro (52), arrefecido por água e montado rotativamente, que está adaptado para ser accionado em pelo menos um sentido da rotação e que está adaptado para ser imobilizado numa posição angular pré-determinada e a partir do qual se estende pelo menos uma fiada de vigas em consola (53) dispostas substancialmente num plano, por as vigas (53) estarem dispostas, na posição fechada, numa posição angular pré-determinada na qual as suas extremidades livres (53 j se projectam para o interior da cuba (10) e por as vigas (53) estarem dispostas, na posição aberta, substancialmente numa posição angular por baixo da referida posição fechada, de modo tal que o material de carga possa passar através delas.

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9. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por as vigas de suporte (53) serem arrefecidas por água.
10. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 7 a 9, caracterizada por em paredes de cuba (10) opostas, substancialmente ao mesmo nível, se encontrarem dispostos cilindros (52) respectivos com vigas (53) cujas extremidades liwes (53') estão dispostas uma junto das outras ou a uma certa distância uma das outras, na posição fechada.
11. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizada por, visto em planta, o receptáculo (3) do forno ter uma forma oval, delimitada de um lado por uma linha recta e a porção rectilínea (11) da parede juntamente com as porções adjacentes (12) das formas ovais das paredes exteriores do pré-aquecedor (2) do material de carga na sua zona inferior.
12. - Instalação de fundição de acordo coma reivindicação 11, caracterizada por a linha recta delimitar a oval entre 3/4 e 9/10 do seu comprimento.
13. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 12, caracterizada por as paredes da cuba (10) serem formadas por elementos de parede arrefecidos por água.
14. - Instalação de fundição de acordo com urna qualquer das reivindicações 1 a 13, caracterizada por a secção transversal do interior (15) da cuba (10) se alargar no sentido descendente.
15. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 14, caracterizada por se colocar um aparelho (8) de elevação e rotação do eléctrodo ao lado do receptáculo (3) do forno no lado da cobertura (6) do receptáculo que se encontra oposto ao prc-aquecedor (2) do material de carga.
16. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 15, caracterizada por os meios (23) para a remoção da estrutura de suporte (27) da cuba (10) estarem dispostos ao lado do pré-aquecedor (2) do material de carga ao lado do reccptáculo (3) do forno.
17. - Instalação de fundição de acordo com as reivindicações 15 e 16, caracterizada por os meios para a remoção da estrutura de suporte (27) terem a forma de um aparelho (23) de elevação e rotação e por o referido aparelho e o aparelho de elevação e rotação do eléctrodo estarem adaptados para rodar para fora, para o mesmo lado relativamente ao receptáculo (3) do forno.
18. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 17, caracterizada por haver, fixado num conjunto de pórtico móvel (24), disposto ao lado do pré-aquccedor (2) do material de carga, um aparelho de elevação (25) que inclui pelo menos um elemento de suporte (26) que está adaptado para ser elevado e baixado e que se aplica à estrutura de suporte (27) ou, no caso de uma cobertura (6) do reccptáculo que está fixada à estrutura de suporte (27), ao bordo da cobertura.
19. - Instalação de fundição de acordo coma reivindicação 18, caracterizada por, na posição descida, o elemento de suporte (26) estar liberto do bordo da cobertura (6) ou da estrutura de suporte (27) da mesma e, quando for elevado, se aplicar a um olhai de elevação (28) no bordo da cobertura ou na estrutura de suporte (27), estando o referido olhai de elevação adaptado à forma do elemento de suporte.
20. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 18 ou a reivindicação 19, caracterizada por o objecto de pórtico móvel ter a forma de um conjunto de pórtico rotativo (24).
21. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 20, caracterizada por o receptáculo (3) do forno estar adaptado a ser basculado i

perpendicularmente a uma linha (22) que liga o cenlro do pré-aquecedor (2) do material de carga ao centro da soleira (4) do forno.
22. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 18 a 21, caracterizada por o conjunto do pórtico móvel (24) estar montado numa fundação fixa.
23. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 16, caracterizada por incluir um conjunto de pórtico móvel (42) que compreende pelo menos uma viga de suporte (43) que se estende por cima da cobertura (6) do receptáculo e dispositivos de elevação que podem ligar-se amovivelmente à cobertura do receptáculo ou a uma estrutura de suporte (27) da cobertura (6) do receptáculo.
24. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por o conjunto de pórtico móvel (42) suportar o aparelho de elevação e rotação do eléctrodo (8).
25. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 24, caracterizada por o receptáculo (3) do forno estar fixado numa armação superior (61) que é suportada numa estrutura de suporte (63) através de um aparelho de elevação da armação (62).
26. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 25, caracterizada por a estrutura de suporte (63) estar adaptada para ser móvel.
27. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 25 ou a reivindicação 26, caracterizada por o aparelho (62) de elevação de armação ser formado por pelo menos três elementos de elevação (70, 71) dispostos num agregado na periferia de armação (61).
28. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 27, caracterizada por os elementos de elevação (70, 71) serem formados por unidades de êmbolo-cilindro que podem ser accionadas hidráulica ou pneumaticamente.
29. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 25 a 28, em ligação com a reivindicação 21, caracterizada por os elementos de elevação (70, 71) estarem colocados dos dois lados da linha (22) que liga o eixo do pré-aquecedor (2) dos materiais de carga ao centro da soleira (4) do forno e o elemento ou os elementos de elevação (71) de um lado estarem montados rotativamente em tomo de eixos de rotação paralelos à linha (22), quer na armação (61) quer na estrutura de suporte (63), enquanto o elemento ou os elementos de elevação no lado exterior têm meios de guia verticais (72).
30. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 25 a 29, caracterizada por a estrutura de suporte (63) compreender duas vigas transversais paralelas (67, 68) e um suporte longitudinal (69) que liga as mesmas aproximadamente a meio.
31. - Instalação de fundição de acordo com a reivindicação 30, em ligação com a reivindicação 21, caracterizada por a viga de suporte longitudinal (69) se estender paralelamente à linha (22).
32. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 27 a 31, caracterizada por, vista em planta, a armação (61) ter uma configuração substancialmente rectangular e os elementos de elevação (70, 71) estarem colocados respectivamente nas zonas dos vértices da referida armação.
33. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 30 a 32, caracterizada por a estrutura de suporte (63) ter rodas (57) respectivas nas zonas terminais de uma viga transversal (67) e na zona média de outra viga transversal (68).
34. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 30 a 33, caracterizada por a armação (61) estar deslocada por cima, do lado da sangria do receptáculo do forno, e para baixo, do lado da abertura para a escória.
35. - Instalação de fundição de acordo com uma qualquer das reivindicações 25 a 34, caracterizada por a estrutura de suporte (27) ser fixa.