Instalación de carga de múltiples tolvas (10, 10') para un horno de cubilote,

comprendiendo dicha instalación: un dispositivo de distribución (14) giratorio para distribuir material a granel en dicho horno de cubilote haciendo girar un elemento de distribución alrededor de un eje central (A) de dicho horno de cubilote; por lo menos dos tolvas (20, 22, 24) dispuestas en paralelo y desviadas con respecto a dicho eje central por encima de dicho dispositivo de distribución giratorio para almacenar material a granel que va a alimentarse a dicho dispositivo de distribución giratorio, presentando cada tolva una parte de embudo inferior (76) que termina en una parte de salida (78) y presentando cada tolva una válvula de compuerta de material (82) con un elemento obturador (84) asociado con su parte de salida para variar un área de apertura de válvula en dicha parte de salida; un inserto de centrado (130; 130') o una boquilla de alimentación (134), estando dispuesto dicho inserto de centrado o boquilla de alimentación con su eje longitudinal de manera coaxial en dicho eje central, entre las partes de salida de dichas tolvas y dicho elemento de distribución, para centrar un flujo de material a granel sobre dicho elemento de distribución; en la que - cada parte de embudo (76) está configurada de manera asimétrica siendo su parte de salida excéntrica y estando dispuesta próxima a dicho eje central (A); - cada parte de salida (78) está orientada verticalmente, de tal modo que produzca un flujo de salida sustancialmente vertical de material a granel; y - cada válvula de compuerta de material (82) está configurada con su elemento obturador (84) que se abre en una dirección que apunta lejos de dicho eje central, de manera que cualquier área de apertura de válvula parcial esté situada en el lado de dicha parte de salida (78) asociada próxima a dicho eje central (A); de tal modo que, en una pequeña apertura de la respectiva válvula de compuerta de material (82), el flujo de salida sustancialmente vertical de material a granel cae directamente en dicho inserto de centrado (130; 130') o dicha boquilla de alimentación (134)

Campo técnico

La presente invención se refiere generalmente a una instalación de carga para un horno de cubilote, en particular para un alto horno, y en particular a una instalación de carga que comprende por lo menos dos tolvas o depósitos de almacenamiento para material a granel.

Antecedentes de la técnica

Las instalaciones de carga BELL LESS TOP se usan ampliamente en altos hornos de todo el mundo. Comprenden comúnmente un dispositivo de distribución giratorio equipado con un canal de distribución que puede girar alrededor del eje central vertical del horno y que puede pivotar alrededor de un eje horizontal perpendicular al eje central. Básicamente, se distinguen dos tipos diferentes de instalaciones de carga BELL LESS TOP. Las denominadas instalaciones de “alimentación central” presentan una tolva dispuesta en el eje central del horno por encima del dispositivo de distribución giratorio para el almacenamiento intermedio de material a granel que va a alimentarse al dispositivo de distribución. Estas instalaciones implican ciclos secuenciales de carga de material a granel y rellenado de la tolva. Las denominadas instalaciones “de tolvas superiores paralelas” comprenden múltiples tolvas, es decir, normalmente dos tolvas dispuestas en paralelo por encima del dispositivo de distribución giratorio. Estas instalaciones permiten una carga casi continua de material a granel, puesto que una tolva puede (re)llenarse mientras que la otra tolva llenada previamente está vaciándose para alimentar el dispositivo de distribución. En las instalaciones “de tolvas superiores paralelas”, es necesario obviamente que las tolvas estén desviadas con respecto al eje central del horno.

En instalaciones “de tolvas superiores paralelas” conocidas, el flujo de material a granel sigue una trayectoria inclinada entre las tolvas y el dispositivo de distribución debido a la colocación desviada de las tolvas. En consecuencia, el material a granel no caerá generalmente de manera centrada sobre el canal de distribución. Como resultado, durante el giro del canal, la zona de impacto sobre el canal realizará un movimiento de vaivén con respecto a la intersección de la base del canal con el eje central. La distancia de deslizamiento del material a granel sobre el canal varía según este movimiento de vaivén. Debido al efecto de frenado del canal sobre el flujo de material a granel, esta situación da como resultado una distribución asimétrica y no uniforme del material a granel en el horno. Además, debido a la trayectoria inclinada del material a granel, algunas partes de las instalaciones de carga conocidas, tales como la boquilla de alimentación central dispuesta inmediatamente aguas arriba del canal se ven sometidas a un desgaste considerable.

Este problema se ha abordado en la patente US nº 4.599.028 que da a conocer una instalación de carga para hornos de cubilote de tipo BELL LESS TOP con un canal de distribución giratorio y ajustable de manera angular y una o más tolvas de almacenamiento que están desviadas con respecto al eje central del horno. Según la patente US nº 4.599.028, se proporcionan unas placas guía ajustables con el fin de corregir la trayectoria del material descargado desde la(s) tolva(s) sobre el canal. En un enfoque diferente, es conocido también cómo proporcionar un canal de suministro adicional con una salida centrada en el eje del horno. Dichas instalaciones se dan a conocer en el documento WO 2005/028683 y en el documento JP 2004 010980. Sin embargo, estas últimas instalaciones están limitadas en su utilización a la carga de lotes de coque pequeños (“chimeneas de coque”) en el centro del horno. Una instalación adicional que permite ajustar la trayectoria de flujo del material de carga durante cualquier proceso de carga, es decir, no sólo durante la carga central, se conoce a partir del documento JP 09 296206. El documento JP 09 296206 da a conocer una instalación de carga para hornos de cubilote con múltiples tolvas superiores dispuestas en paralelo y desviadas con respecto al eje central del horno. Con el fin de mejorar la trayectoria de flujo, esta instalación comprende un canal oscilante dispuesto en un dispositivo de guiado de material de carga aguas arriba del canal de distribución. El dispositivo de guiado puede inclinar este canal oscilante en cualquier dirección de modo que la carga se dirige al centro del horno. Aunque esta instalación puede reducir el problema de distribución no uniforme y asimétrica, adolece del mismo inconveniente que la instalación conocida a partir de la patente US nº

4.599.028 porque requiere un mecanismo adicional caro que puede verse sometido a fallos y que da como resultado un tiempo de inactividad para la reparación. El documento JP 2002 121610 describe una instalación de carga de múltiples tolvas para un horno de cubilote que comprende un dispositivo de distribución giratorio y por lo menos dos tolvas dispuestas en paralelo a y desviadas con respecto al eje central del horno. Cada tolva presenta una parte de embudo inferior que termina en una parte de salida y cada tolva presenta una válvula de compuerta de material con un elemento obturador asociado a su parte de salida. Además, en una de las formas de realización del documento JP 2002 121810, cada parte de embudo es asimétrica siendo la parte de salida excéntrica y estando en el lado del eje central del horno. Además, en esta forma de realización, la parte de salida está orientada de manera sustancialmente vertical.

Problema técnico

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una instalación de carga de múltiples tolvas para un horno de cubilote, que reduce la asimetría de la distribución del material a granel en el horno sin la utilización de un dispositivo adicional dedicado a este fin.

Descripción general de la invención

Para alcanzar este objetivo, la presente invención propone una instalación de carga de múltiples tolvas para un horno de cubilote, que comprende un dispositivo de distribución giratorio para distribuir material a granel en el horno de cubilote haciendo girar un elemento de distribución, por ejemplo, un canal que puede pivotar, alrededor de un eje central del horno de cubilote y por lo menos dos tolvas dispuestas en paralelo y desviadas con respecto al eje central por encima del dispositivo de distribución giratorio para almacenar material a granel que va a alimentarse al dispositivo de distribución giratorio. Cada tolva presenta una parte de embudo inferior que termina en una parte de salida y cada tolva presenta una válvula de compuerta de material con un elemento obturador asociado a su parte de salida para variar un área de apertura de válvula en la parte de salida. Según un aspecto importante de la invención, cada parte de embudo está configurada de manera asimétrica siendo su parte de salida excéntrica y estando dispuesta próxima al eje central, cada parte de salida está orientada verticalmente de modo que produce un flujo de salida sustancialmente vertical de material a granel y cada válvula de compuerta de material, que son del tipo de válvula deslizante con un único elemento obturador, está configurada con su elemento obturador respectivo que se abre en una dirección que apunta lejos del eje central de manera que cualquier área de apertura de válvula parcial está ubicada en el lado de la parte de salida asociada próxima al eje central.

Esta configuración permite obtener, para cada tolva, una trayectoria de flujo de material de carga que es sustancialmente vertical y casi centrada, es decir, coaxial con respecto al eje central. Se eliminan los inconvenientes relacionados con trayectorias de flujo inclinadas producidas en las instalaciones conocidas.

Con la instalación según la invención, no hay necesidad de ningún dispositivo mecánico adicional. La trayectoria de flujo mejorada se obtiene mediante una configuración completamente pasiva usando partes de diseño perfeccionado y fiable, es decir, en contraposición a lo que se sugiere, por ejemplo, en las patentes US nº 4.599.028 o JP 09 296206, sin ninguna parte accionada adicional. La instalación propuesta se obtiene mediante un nuevo diseño y una disposición relativa innovadora de partes que son indispensables en la instalación de carga para hornos de cubilote, concretamente las tolvas con su parte de embudo y su parte de salida respectivas así como sus válvulas de compuerta de material asociadas.

Preferentemente, cada parte de embudo, cada parte de salida y cada válvula de compuerta está configurada de modo que, cuando se abre la válvula de compuerta de material... [Seguir leyendo]

1. Instalación de carga de múltiples tolvas (10, 10') para un horno de cubilote, comprendiendo dicha instalación:

un dispositivo de distribución (14) giratorio para distribuir material a granel en dicho horno de cubilote haciendo girar un elemento de distribución alrededor de un eje central (A) de dicho horno de cubilote;

por lo menos dos tolvas (20, 22, 24) dispuestas en paralelo y desviadas con respecto a dicho eje central por encima de dicho dispositivo de distribución giratorio para almacenar material a granel que va a alimentarse a dicho dispositivo de distribución giratorio, presentando cada tolva una parte de embudo inferior (76) que termina en una parte de salida (78) y presentando cada tolva una válvula de compuerta de material (82) con un elemento obturador

(84) asociado con su parte de salida para variar un área de apertura de válvula en dicha parte de salida;

un inserto de centrado (130; 130') o una boquilla de alimentación (134), estando dispuesto dicho inserto de centrado

o boquilla de alimentación con su eje longitudinal de manera coaxial en dicho eje central, entre las partes de salida de dichas tolvas y dicho elemento de distribución, para centrar un flujo de material a granel sobre dicho elemento de distribución; en la que

- cada parte de embudo (76) está configurada de manera asimétrica siendo su parte de salida excéntrica y estando dispuesta próxima a dicho eje central (A);

- cada parte de salida (78) está orientada verticalmente, de tal modo que produzca un flujo de salida sustancialmente vertical de material a granel; y

- cada válvula de compuerta de material (82) está configurada con su elemento obturador (84) que se abre en una

dirección que apunta lejos de dicho eje central, de manera que cualquier área de apertura de válvula parcial esté

situada en el lado de dicha parte de salida (78) asociada próxima a dicho eje central (A);

de tal modo que, en una pequeña apertura de la respectiva válvula de compuerta de material (82), el flujo de salida sustancialmente vertical de material a granel cae directamente en dicho inserto de centrado (130; 130') o dicha boquilla de alimentación (134).

2. Instalación de carga según la reivindicación 1, en la que cada parte de embudo (76) está configurada según la superficie de un cono truncado de un cono circular oblicuo.

3. Instalación de carga según la reivindicación 2, en la que en una sección transversal vertical que contiene la línea de sección de dicha parte de embudo (76) que presenta una pendiente máxima respecto a la vertical, esta línea de sección presenta un ángulo de pendiente (θ) de como máximo 45º y preferentemente en el intervalo comprendido entre 30º y 45º.

4. Instalación de carga según la reivindicación 3, en la que dicho cono oblicuo presenta un ángulo incluido (α) de como máximo 45º.

5. Instalación de carga según la reivindicación 2, 3 ó 4, en la que el eje de cono (D) de dicho cono oblicuo está inclinado con respecto a la vertical, de manera que en una sección transversal vertical que contiene dicho eje central (A), la línea de sección de dicha parte de embudo próxima a dicho eje central es vertical o está en contrapendiente, preferentemente en un ángulo (γ) en el intervalo comprendido entre 0º y 10º.

6. Instalación de carga según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además un alojamiento de válvula de sellado común (32; 32') que presenta una parte inferior con forma de embudo (48; 48') con una salida

(125) centrada en dicho eje central (A) y que se comunica con dicho dispositivo de distribución (14) y que presenta una parte superior (46; 46') que comprende, para cada tolva, una entrada (100, 102; 150, 152 154) y una válvula de sellado (110, 112; 170, 172) asociada dispuesta dentro de dicho alojamiento de válvula de sellado, en la que un alojamiento de compuerta de material independiente (26, 28, 30) para la válvula de compuerta de material de cada tolva está conectado de manera separable en la parte superior de cada entrada de dicho alojamiento de válvula de sellado.

7. Instalación de carga según la reivindicación 6, en la que cada alojamiento de compuerta de material (26, 28, 30) está unido de manera fija y separable a su tolva (20, 22, 24) asociada y unido de manera flexible y separable a dicha parte superior de dicho alojamiento de válvula de sellado (32; 32') por medio de un compensador (36, 38).

8. Instalación de carga según la reivindicación 7, en la que dicho alojamiento de válvula de sellado (32; 32') está unido de manera separable a dicho dispositivo de distribución (14), o bien de manera flexible por medio de un compensador o bien de manera fija.

9. Instalación de carga según la reivindicación 6, en la que cada válvula de sellado comprende una aleta (116; 176)

que puede pivotar entre una posición de sellado cerrada y una posición de estacionamiento abierta, estando adaptada cada válvula de sellado (110, 112; 170, 172) de manera que su aleta se abre hacia fuera con respecto a dicho eje central (A).

10. Instalación de carga según la reivindicación 5, en la que cada parte de salida (78) comprende un canal (86) octogonal que presenta una pared lateral (88) próxima a dicho eje central (A) que es sustancialmente vertical.

11. Instalación de carga según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que cada válvula de compuerta de

material (82) comprende un único elemento obturador (84) adaptado para balancearse enfrente de dicha parte de 10 salida.

12. Alto horno (12) que comprende una instalación de carga (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.