1. Equipo metalúrgico de fusión y tratamiento con las siguientes características:

1.1 una forma de cilindro con un eje longitudinal (L-L) el cual, en una posición de trabajo del equipo, se extiende esencialmente horizontal, 1.2 una envuelta de metal (12) exterior, 1.3 un revestimiento (14) interior resistente al fuego, 1.4 varias toberas (10), conducidas desde el exterior a través de la envuelta de metal (12) y el revestimiento (14) resistente al fuego, para la introducción de un gas de tratamiento en la masa de metal fundida (50) a través de unas bocas de tobera (10m) correspondientes, 1.5 las toberas (10) están dispuesta en el lado longitudinal del equipo a distancia unas respecto a las otras, 1.6 en la posición de trabajo del equipo están previstos, por debajo de las toberas (10), uno o varios dispositivos de enjuagado por gas (20), a través de los cuales un gas se puede introducir, de tal manera en la masa de metal fundida que ascienda adyacente contiguo al revestimiento resistente al fuego y al mismo tiempo, fluya contra una o varias bocas de tobera (10m), 1.7 los dispositivos de enjuagado por gas (20) están formados con una porosidad dirigida y/o no dirigida y de tal manera, que las burbujas de gas, que son introducidas a través de los dispositivos de enjuagado por gas (20) en la masa de metal fundida (50), presentan un diámetro de burbuja

La presente invención se refiere a un equipo metalúrgico de fusión y tratamiento, en particular un recipiente esencialmente con forma de cilindro para el alojamiento y el tratamiento de una masa de metal fundida no férrica.

A estos equipos/recipientes metalúrgicos pertenecen en particular los siguientes:

Convertidor Peirce-Smith, convertidor Teniente, reactor Noranda, horno de refino de cobre.

La estructura fundamental de un equipo de este tipo para la fusión de metal así como para el alojamiento y el tratamiento de una masa de metal fundida se describe en el documento DE 2521830 y es tal como sigue:

las toberas, o a causa de la presión de gas variable la masa fundida puede penetrar en las toberas. En la zona de las aberturas de tobera/desembocaduras de tobera, las reacciones químicas pueden conducir a la deposición de sólidos, por ejemplo, deposiciones de magnetita (Fe3O4). En esta medida puede producirse un “crecimiento” sucesivo de las toberas de proceso. De este modo, se reduce, para una presión de gas disponible, el caudal volumétrico por unidad de tiempo. La productividad disminuye.

Un aumento de la presión de gas mediante la utilización de compresores no es siempre posible.

En este contexto, es conocido limpiar las toberas, con la ayuda de un dispositivo de empuje, de forma manual o mecánica. Al mismo tiempo, se proporciona de nuevo la sección transversal original para el suministro de gas. Al mismo tiempo, se pueden producir, sin embargo, daños en el revestimiento resistente al fuego alrededor de las desembocaduras de tobera y con ello, un desgaste prematuro en esta zona.

La invención se plantea en esta medida el problema de ofrecer un recipiente para la fusión de metal, para el alojamiento y el tratamiento de una masa de metal fundida, en particular de una masa de metal fundida no férrica, en el cual la zona de toberas con las toberas permanezca completamente funcional a lo largo de intervalos de tiempo prolongados. Al mismo tiempo, deben poder reequiparse a ser posible también, las instalaciones existentes.

Para la solución de este problema la invención parte del siguiente conocimiento:

La figura 2 muestra una sección transversal a través de una parte de una pared de un convertidor Peirce-Smith (según la figura 1) en la zona de las toberas, pudiendo reconocerse en la presente memoria, una tobera 10, la cual se extiende desde el exterior, a través de una envuelta de metal 12 y un revestimiento 14 resistente al fuego, hasta una zona del convertidor en la cual se encuentra la masa fundida de metal 50.

Las figuras 1 y 2 muestran el convertidor en una posición la cual se denomina “posición de trabajo”. De acuerdo con ello, la tobera 10 se extiende en esta posición esencialmente de forma horizontal y en un plano perpendicular con respecto al eje longitudinal L-L del convertidor, orientado asimismo esencialmente de manera horizontal. La zona de desembocadura 10m sobresale del revestimiento 14 resistente al fuego ligeramente (en el nuevo revestimiento representado en la presente memoria a título de ejemplo).

Un gran número de toberas 10 de este tipo está dispuesto en el lado longitudinal del convertidor, a distancia entre sí, a lo largo de una recta imaginaria, tal como está representado de forma esquemática en la figura 1.

El gas de tratamiento (en la presente memoria: aire) es introducido a través de unas toberas 10, las cuales presentan un diámetro interior de, por ejemplo, 5 cm, en la masa fundida 50, abandonando en forma de burbujas 52 relativamente grandes la tobera 10 y ascendiendo hacia arriba. El desprendimiento de las burbujas de la tobera tiene lugar en la zona superior de la desembocadura de la tobera. En el transcurso del proceso de tratamiento, se produce la formación de una corriente de la masa fundida 50, tal como se indica mediante las flechas en la figura 2. El recorrido de circulación desventajoso de la masa fundida en la proximidad de la desembocadura de la tobera y la presión de la masa fundida que actúa sobre la desembocadura de la tobera favorecen la penetración de masa fundida en la tobera así como la formación de unos depósitos 10a en la zona inferior de la desembocadura de tobera, tal como está indicado de manera esquemática en la figura 2. A causa de las burbujas de gas relativamente grandes, la capa límite entre la fase gaseosa y la líquida es relativamente pequeña. Además, el tiempo de permanencia de las burbujas de gas grandes en la masa fundida es breve. Ambos factores conducen a un grado de aprovechamiento pequeño del aire introducido. En la práctica, hay que introducir, por ello, cantidades de aire notables a través de las toberas en la masa fundida, lo cual, sin embargo, implica tiempos de proceso prolongados y costes mayores. En caso de utilización de aire con una proporción de oxígeno aumentada, si bien se produce un acortamiento de los tiempos de procesamiento, en la zona de las desembocaduras de tobera están previstas unas puntas de temperatura extremas, con lo cual del desgaste del revestimiento 14 resistente al fuego aumenta fuertemente. Al mismo tiempo, se aumenta con ello el peligro de infiltraciones en el revestimiento 14 resistente al fuego y/o de depósitos 10a en la zona de desembocadura 10m de las toberas 10.

Estos inconvenientes se pueden evitar mediante una formación como la que está representada en la figura 3. Mientras que la forma, la disposición y el número de toberas 10 pueden quedar esencialmente invariables, el equipo para la masa fundida de metal según la invención está equipado con unos dispositivos de enjuagado por gas 20 adicionales, los cuales están dispuestos, en la posición de trabajo/de funcionamiento del equipo, debajo de las toberas

10. Los dispositivos de enjuagado por gas 20 sirven para introducir un gas, de tal manera en la masa fundida de metal 50 que ascienda adyacente al revestimiento resistente al fuego y esto de tal manera que en el recorrido posterior limpie alrededor una o varias desembocaduras de tobera 10m. La expresión “limpie alrededor” significa al mismo tiempo que el gas que sale de los dispositivos de enjuagado por gas 20 (por ejemplo, gas inerte como el argón) fluye contra la(s) desembocadura(s) de tobera 10m y al mismo tiempo, pasa lo más próximo posible por delante o junto a las desembocaduras de tobera 10m.

Al mismo tiempo, se demuestra que la aparición de depósitos en la tobera en la zona de la desembocadura de tobera se evita o se reduce fuertemente. La limpieza alrededor continua de la desembocadura de tobera procura la formación de un perfil de velocidad homogéneo en las proximidades de la desembocadura de tobera. Sobre la circulación de masa fundida se influye de manera ventajosa de tal forma que la masa fundida no llegue, o lo haga en pequeña medida, al interior de la desembocadura de tobera y con ello no esté disponible allí ya o únicamente en pequeña medida para la formación de depósitos. Además, las burbujas de gas 54 relativamente pequeñas, introducidas a través del dispositivo de enjuagado por gas 20, dan lugar a una mezcla de masa fundida con gas, cuya... [Seguir leyendo]

1. Equipo metalúrgico de fusión y tratamiento con las siguientes características:

1.1 una forma de cilindro con un eje longitudinal (L-L) el cual, en una posición de trabajo del equipo, se extiende esencialmente horizontal,

1.2 una envuelta de metal (12) exterior,

1.3 un revestimiento (14) interior resistente al fuego,

1.4 varias toberas (10), conducidas desde el exterior a través de la envuelta de metal (12) y el revestimiento (14) resistente al fuego, para la introducción de un gas de tratamiento en la masa de metal fundida (50) a través de unas bocas de tobera (10m) correspondientes,

1.5 las toberas (10) están dispuesta en el lado longitudinal del equipo a distancia unas respecto a las otras,

1.6 en la posición de trabajo del equipo están previstos, por debajo de las toberas (10), uno o varios dispositivos de enjuagado por gas (20), a través de los cuales un gas se puede introducir, de tal manera en la masa de metal fundida que ascienda adyacente contiguo al revestimiento resistente al fuego y al mismo tiempo, fluya contra una o varias bocas de tobera (10m),

1.7 los dispositivos de enjuagado por gas (20) están formados con una porosidad dirigida y/o no dirigida y de tal manera, que las burbujas de gas, que son introducidas a través de los dispositivos de enjuagado por gas (20) en la masa de metal fundida (50), presentan un diámetro de burbuja <10 mm.

2. Equipo según la reivindicación 1, en el que las bocas de las toberas (10m) están dispuestas unas junto a otras a lo largo de una recta imaginaria.

3. Equipo según la reivindicación 1, en el que por debajo de cada tobera (10) está dispuesto un dispositivo de enjuagado por gas (20) correspondiente.

4. Equipo según la reivindicación 1, en el que por debajo de un grupo de toberas (10) está dispuesto, en cada caso, un dispositivo de enjugado por gas (20).

5. Equipo según la reivindicación 1, en el que por lo menos un dispositivo de enjuagado por gas (20) presenta, por lo menos en su sección final del lado de la salida del gas, una porosidad no dirigida.

6. Equipo según la reivindicación 1, en el que por lo menos un dispositivo de enjuagado por gas (20) presenta, por lo menos en su superficie frontal (20m) del lado de salida del gas, una sección transversal rectangular.

7. Equipo según la reivindicación 1, en el que los dispositivos de enjuagado por gas (20) están dispuestos unos junto a otros a lo largo de una recta imaginaria.

8. Equipo según la reivindicación 1, en el que los dispositivos de enjuagado por gas (20) se extienden, desde el exterior, a través de la envuelta de metal (12) y el revestimiento (14) resistente al fuego, y su superficie frontal (20m) del lado de salida del gas está, en posición de trabajo del equipo, contra la masa de metal fundida.

9. Equipo según la reivindicación 1, en el que las toberas (10) y los dispositivos de enjuagado por gas (20) están dispuestos, de tal manera uno junto a otro que entre sus ejes longitudinales correspondientes se forma un ángulo α agudo.

10. Equipo según la reivindicación 1, en el que las toberas (10) se extienden esencialmente horizontales en su posición de funcionamiento.

11. Equipo según la reivindicación 1, en el que las toberas (10) se extienden, en su posición de funcionamiento, en la parte inferior del recipiente de alojamiento y tratamiento.