Portaviento.

Portaviento para introducir viento caliente en un horno de cuba, que comprende al menos un compensador de articulación

(15), un codo de tobera (3) y una punta de tobera (1) que presentan respectivamente una estructura exterior (5) metálica provista de un revestimiento interior (6) refractario en su lado interior orientado hacia el viento caliente, estando unido el compensador de articulación (15) por un extremo al codo de tobera (3) y por el otro extremo a un conducto anular de viento caliente, caracterizado por al menos un elemento termoaislante (7) que está dispuesto en una zona parcial entre la estructura exterior (5) metálica y el revestimiento interior (6) refractario del compensador de articulación (15), del codo de tobera (3) y/o de la punta de tobera (1) y que presenta un material termoaislante resistente a las altas temperaturas, envuelto en una envoltura, estando realizada la envoltura como lámina compuesta sustancialmente de materia sintética, disolviéndose la envoltura en su mayor parte durante el uso previsto del portaviento.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11000894.

Solicitante: SAB S.àr.l.

Nacionalidad solicitante: Luxemburgo.

Dirección: Zone Industrielle "Am Potaschberg" 18 Op der Ahlkerrech 6776 Grevenmacher LUXEMBURGO.

Inventor/es: KRATZ,MARIO, SCHWEICH,ROBERT, WENER,MARCEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION; CALENTAMIENTO; HORNOS; ESTUFAS > HORNOS, ESTUFAS, HOGARES O RETORTAS DE DESTILACION,... > Hornos de cuba u hornos verticales similares o con... > F27B1/16 (Disposición de las toberas)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION; CALENTAMIENTO; HORNOS; ESTUFAS > PARTES CONSTITUTIVAS O ACCESORIOS DE LOS HORNOS,... > F27D1/00 (Carcasas; Revestimientos; Paredes; Techos o bóvedas (materiales refractarios C04B; muros pantalla para cámaras de combustión F23M 3/00))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION; CALENTAMIENTO; HORNOS; ESTUFAS > PARTES CONSTITUTIVAS O ACCESORIOS DE LOS HORNOS,... > Carga; Descarga; Manipulación de las cargas (sistemas... > F27D3/16 (Introducción de un chorro fluido o de una corriente en la carga (F27D 3/18 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > FABRICACION DEL HIERRO O DEL ACERO (tratamiento preliminar... > Altos hornos > C21B7/06 (Revestimientos para hornos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > FABRICACION DEL HIERRO O DEL ACERO (tratamiento preliminar... > Altos hornos > C21B7/16 (Toberas)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION; CALENTAMIENTO; HORNOS; ESTUFAS > HORNOS, ESTUFAS, HOGARES O RETORTAS DE DESTILACION,... > Hornos de cuba u hornos verticales similares o con... > F27B1/14 (Disposición de los revestimientos refractarios (revestimientos en general F27D 1/00))

PDF original: ES-2531179_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Portaviento La invención se refiere a un portaviento para introducir viento caliente en un horno de cuba, especialmente un alto horno, que comprende al menos un compensador de articulación, un codo de tobera y una punta de tobera que presentan respectivamente una estructura exterior metálica provista de un revestimiento interior refractario en su lado interior orientado hacia el viento caliente, estando unido el compensador de articulación por un extremo al codo de tobera y por el otro extremo a un conducto anular de viento caliente.

La invención propone además un procedimiento para fabricar un portaviento formado por al menos un compensador de articulación, un codo de tobera y una punta de tobera, con el que se puede introducir viento caliente en un horno de cuba, especialmente un alto horno, según el cual, en primer lugar, se ponen a disposición estructuras exteriores para el compensador de articulación, el codo de tobera y la punta de tobera, que a continuación se revisten por colada de un material refractario para producir un revestimiento interior refractario.

Para reducir el consumo de energía durante la producción de hierro mediante un horno de cuba, se insufla en un horno de cuba aire caliente, que en la metalurgia se denomina viento caliente, a una temperatura comprendida en el intervalo de aprox. 1200º C a 1350º C. Para ello, habitualmente, aire ambiente se calienta mediante un calentador de viento a una temperatura deseada y prácticamente constante en el intervalo mencionado. El viento caliente generado de esta manera se suministra al horno de cuba a través de un sistema de conductos de viento caliente. Durante ello, el viento caliente llega en primer lugar desde el calentador de viento hasta un conducto anular de viento caliente del sistema de conductos de viento caliente, que en una sección inferior del horno de cuba se extiende alrededor de este. A continuación, desde dicho conducto anular de viento caliente, el viento caliente se conduce hacia varios portavientos dispuestos de forma distribuida por el contorno del horno de cuba, que también se denominan portavientos de viento caliente. Los portavientos presentan como terminaciones del sistema de conductos de viento caliente respectivamente una punta de tobera que habitualmente está unida al horno de cuba en la zona entre el vientre de horno y el etalaje de este, asomándose en parte a su interior.

A causa de las altas temperaturas del viento caliente, para reducir pérdidas de energía y aumentar los tiempos de espera del sistema de conductos de viento caliente es necesario dotar los componentes mencionados del sistema con un revestimiento interior refractario, termoaislante, en sus lados interiores orientados hacia el viento caliente. Esto se refiere especialmente también a aquellos portavientos que se compongan respectivamente de varios componentes unidos entre ellos. Antes del ensamblaje de estos componentes formando un portaviento es necesario proveer los componentes individualmente del revestimiento interior refractario. Según el estado de la técnica, el revestimiento interior refractario generalmente se dispone directamente en el lado interior, orientado hacia el viento caliente, de la estructura exterior metálica de un componente de este tipo.

Habitualmente, las estructuras exteriores metálicas se componen de acero y están realizadas de manera distinta para los diferentes componentes de un portaviento. Por ejemplo, la estructura exterior metálica de la punta de tobera está realizada sustancialmente de forma cónica. En cambio, el compensador de articulación por ejemplo presenta una estructura exterior metálica realizada de forma tubular. Además, el portaviento comprende un codo de tobera, cuya estructura exterior metálica está realizada de forma claramente más compleja que en la punta de tobera y el compensador de articulación. En el marco de la invención, estas piezas metálicas portantes conformadas de distintas maneras del portaviento se denominan con el término general "estructura exterior metálica".

El revestimiento interior refractario del sistema de conductos anulares de viento caliente y del portaviento hace que la temperatura en la superficie exterior de las estructuras exteriores metálicas esté reducida a entre aprox. 300º C y 350º C. De esta manera, se consigue reducir las pérdidas de energía. Además, mejora la seguridad en las zonas de trabajo en el lado exterior del alto horno.

El compensador de articulación sirve para la compensación de las deformaciones del sistema de conductos de viento caliente que se producen a causa de la solicitación térmica. Habitualmente los compensadores de articulación están realizados con articulaciones cardán y fuelles dispuestos en zonas de transición hacia los demás componentes de un portaviento. Para proteger los sensibles elementos de compensador contra las altas solicitaciones térmicas es necesario que los revestimientos interiores refractarios de los componentes directamente adyacentes estén en contacto más íntimo posible entre ellos.

Dado que los portavientos están expuestos a las elevadas solicitaciones térmicas descritas han de ser repasados de vez en cuando, es decir, revestidos de un nuevo revestimiento interior refractario. La eliminación del revestimiento interior refractario gastado se realiza generalmente usando martillos perforadores y herramientas

similares y es correspondientemente complicada. Además, frecuentemente ocurre que se producen daños en los sensibles elementos de los compensadores de articulación, por ejemplo en los fuelles y en el lado interior de la estructura exterior metálica, orientado hacia el viento caliente.

Ante este trasfondo, la invención tiene el objetivo de proporcionar un portaviento con el que además de la máxima reducción del consumo de energía relacionado con la producción de hierro también es posible una reducción de los costes de funcionamiento generales del horno de cuba.

Este objetivo se consigue en un portaviento del tipo mencionado al principio porque este presenta al menos un elemento termoaislante que está dispuesto en una zona parcial entre la estructura exterior metálica y el revestimiento interior refractario del compensador de articulación, del codo de tobera y/o de la punta de tobera y que presenta un material termoaislante resistente a las altas temperaturas, envuelto en una envoltura, estando realizada la envoltura como lámina compuesta sustancialmente de materia sintética, disolviéndose la envoltura en su mayor parte durante el uso previsto del portaviento.

La disposición según la invención del elemento termoaislante adicional entre la estructura exterior metálica y el revestimiento interior refractario de al menos un componente del portaviento hace que se siga reduciendo la pérdida de energía a través del portaviento. La temperatura en el lado exterior del portaviento o en la superficie de la estructura exterior metálica de sus componentes se puede reducir según la invención en aprox. 100º C a 150º C con respecto a un portaviento convencional, es decir sin elemento termoaislante adicional. Esto corresponde a un claro ahorro de energía que se puede representar en coque por tonelada de hierro bruto producido. Además, por la menor solicitación térmica de las estructuras exteriores metálicas y de los elementos del compensador de articulación aumenta notablemente la duración útil del portaviento. Durante el uso previsto del portaviento se quema la lámina desprendiéndose en su mayor parte. La materia sintética puede ser por ejemplo polietileno o poliamida y una mezcla de estos. Además, también entra en consideración una materia sintética metalizada.

En el portaviento según la invención, el elemento termoaislante adicional debilita la unión entre la estructura... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Portaviento para introducir viento caliente en un horno de cuba, que comprende al menos un compensador de articulación (15) , un codo de tobera (3) y una punta de tobera (1) que presentan respectivamente una estructura 5 exterior (5) metálica provista de un revestimiento interior (6) refractario en su lado interior orientado hacia el viento caliente, estando unido el compensador de articulación (15) por un extremo al codo de tobera (3) y por el otro extremo a un conducto anular de viento caliente, caracterizado por al menos un elemento termoaislante (7) que está dispuesto en una zona parcial entre la estructura exterior (5) metálica y el revestimiento interior (6) refractario del compensador de articulación (15) , del codo de tobera (3) y/o de la punta de tobera (1) y que presenta un material termoaislante resistente a las altas temperaturas, envuelto en una envoltura, estando realizada la envoltura como lámina compuesta sustancialmente de materia sintética, disolviéndose la envoltura en su mayor parte durante el uso previsto del portaviento.

2. Portaviento según la reivindicación 1, caracterizado porque el material termoaislante presenta al menos una 15 sustancia silícea inorgánica.

3. Portaviento según la reivindicación 2, caracterizado porque la sustancia silícea inorgánica es un ácido silícico altamente disperso.

4. Portaviento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material termoaislante presenta al menos un medio para reducir el transporte de radiación térmica dentro del material termoaislante.

5. Portaviento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material termoaislante está realizado en forma de polvo y está comprimido formando un cuerpo de moldeo.

2.

6. Portaviento según la reivindicación 5, caracterizado porque el cuerpo de moldeo está realizado en forma de barra.

7. Portaviento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento termoaislante está 30 sometido a vacío y soldado en la envoltura.

8. Portaviento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento termoaislante (7) está encolado con la estructura exterior (5) metálica.

9. Portaviento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el horno de cuba es un alto horno.

10. Procedimiento para fabricar un portaviento formado por al menos un compensador de articulación (15) , un codo de tobera (3) y una punta de tobera (1) , con el que se puede introducir viento caliente en un horno de cuba, 40 según el cual, en primer lugar, se ponen a disposición estructuras exteriores (5) metálicas para el compensador de articulación (15) , el codo de tobera (3) y la punta de tobera (1) y se revisten por colada de un material refractario, caracterizado porque en el correspondiente lado interior, orientado hacia el viento caliente, de la estructura exterior (5) metálica del compensador de articulación (15) , del codo de tobera (3) y/o de la punta de tobera (1) , antes de su revestimiento por colada con el material refractario, se dispone al menos un elemento termoaislante 45 (7) al menos en una zona parcial del lado interior, que previamente se forma sellando en una envoltura un material termoaislante en forma de polvo, comprimido como cuerpo de moldeo, usando como envoltura una lámina formada sustancialmente por materia sintética y que se disuelve en su mayor parte durante el uso previsto del portaviento.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el elemento termoaislante (7) se encola con la estructura exterior (5) metálica.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque está fabricado según una de las reivindicaciones 10 u 11. 55