SISTEMA Y PROCEDIMIENTO MEJORADO DE ENFRIAMIENTO DE HORNO.

Sistema y procedimiento mejorado de enfriamiento de horno Campo Técnico La presente invención se refiere generalmente al enfriamiento mejorado de vasos metalúrgicos usados en el procesamiento de materiales fundidos. La presente invención encuentra una particular aplicación junto con el enfriamiento con aerosol de los elementos de cierre de techos, paredes laterales y conductos calientes de gas de vasos metalúrgicos usados para procesar materiales fundidos. Más particularmente, pero sin limitación, la presente invención se refiere al enfriamiento con aerosol líquido (es decir, agua) de las superficies térmicamente mejoradas de sistemas de horno, incluyendo sistemas de horno de arco eléctrico. Técnica Anterior ES 2 365 524 T3 Aquellos expertos en la técnica apreciaránentenderán que los vasos metalúrgicos se usan en el procesamiento de materiales fundidos para alojar los materiales fundidos al menos durante la etapa de calentamiento del proceso. Estos vasos metalúrgicos pueden procesar materiales fundidos tales como acero y escoria. También, estos vasos metalúrgicos convencionales incluyen sistemas de enfriamiento usados para regular la temperatura de los vasos metalúrgicos. Por ejemplo, sistemas de horno de los tipos descritos en las Patentes de Estados Unidos 4.715.042, 4.813.055, 4.815.096 y 4.849.987, que pueden describirse como sistemas de horno eléctrico Spray-Cooled, son tipos de estos vasos metalúrgicos convencionales (5). Los sistemas Spray-Cooled usan un líquido refrigerante con base fluida para enfriar mediante pulverización las superficies varias, o elementos de cierre, del horno con el fin de disipar el calor generado en el horno contiguo durante el procesamiento del material. Estas superficies pueden ser elementos de cierre tales como techos y paredes laterales. Estas superficies normalmente son unitarias, en las que las paredes laterales incluyen una forma generalmente cilíndrica u oval y los techos normalmente incluyen una forma cónica. Los sistemas Spray-Cooled pueden usarse para enfriar otros componentes tales como conductos de metal usados para transportar gases calentados desde el horno. Como se ve en las Figuras 1-3a, se muestra un vaso típico de horno eléctrico Spray-Cooled (5) como el usado para hacer acero. Las Figuras 1-3 ilustran una vista lateral, superior y del extremo, respectivamente, de un horno de arco eléctrico Spray-Cooled. El techo del horno circular enfriado por agua 10 se muestra sujetado por una estructura de mástil del horno 14 en una posición ligeramente elevada directamente sobre el borde 13 de una base del horno de arco eléctrico 12. Como se muestra en las Figuras 1 y 2, el techo 10 es un componente de cierre en una única pieza unitario o integral con forma de pirámide truncada que está unido mediante cadenas, cables u otros miembros de elevación del techo 53 a los brazos del mástil 18 y 20 que se extienden horizontalmente y se despliegan hacia fuera desde el soporte del mástil 22. El soporte del mástil 22 es capaz de girar alrededor del punto 24 sobre la parte superior del poste del mástil vertical 16 para oscilar el techo 10 horizontalmente al lado para exponer la parte superior abierta de la base del horno 12 durante la carga del horno, y en otros momento apropiados durante o después del funcionamiento del horno. Se muestran electrodos 15 extendiéndose a la abertura 32 desde una posición por encima del techo 10. Durante el funcionamiento del horno, los electrodos 15 descienden a través de los puertos de electrodos de una abertura delta 32 en el techo central al interior del horno para proporcionar el calor generado por el arco eléctrico para fundir la carga. El puerto de escape 19 permite la retirada de gases generados desde el interior del horno durante el funcionamiento. El sistema de horno está montado sobre soportes del tipo puntal o muñón, posicionados para permitir que la base 12 esté inclinada en cualquier dirección para drenar la escoria y el acero fundido. El sistema de techo del horno, como se muestra en las Fig. 1 y 2, está montado para usarse como un sistema situado a la izquierda por el que el mástil 14 puede recoger el techo unitario de una única pieza 10 y oscilarlo horizontalmente en un sentido contrario a las agujas del reloj (como se ve desde arriba del sistema) alejado del borde del horno 13 para exponer el interior del horno. De forma alterna, el sistema de techo del horno puede montarse como un sistema situado a la derecha por el que el mástil 14 puede recoger el techo 10 y oscilarlo horizontalmente en el sentido de las agujas del reloj. Para evitar una excesiva acumulación de calor sobre la superficie inferior de metal 38 del techo 10 cuando está expuesta al interior de la base 12, se incorpora en la misma un sistema de enfriamiento de techo 98. Un sistema similar de enfriamiento de pared lateral se muestra en 100, y mejor se ve en las Figuras 3 y 3a, para regular la temperatura de la pared lateral del horno 138. La pared lateral del horno 138 tiene forma de una estructura unitaria, de una única pieza con forma cilíndrica. La funda refractaria, 101, posicionada por debajo del sistema de enfriamiento de la pared lateral 100, contiene un cuerpo de material fundido 103. Los sistemas de enfriamiento 98 o 100 usan un líquido refrigerante fluido, tal como agua u otro líquido adecuado, para enfriar el techo del horno, la pared lateral u otro elemento de cierre cuando las temperaturas de los elementos de cierre aumentan debido al calor generado del material fundido 103. Los sistemas de enfriamiento 98 y 100, a los que es posible referirse como sistemas de circulación del líquido 2 ES 2 365 524 T3 refrigerante, comprenden un sistema de suministro de líquido refrigerante y un sistema de recogida de líquido refrigerante, y pueden también incluir un sistema de re-circulación de líquido refrigerante. El tubo de entrada de líquido refrigerante 26 y los tubos de salida 28a y 28b comprenden las conexiones refrigerantes para el techo del horno con configuración situada a la izquierda ilustrado 10. Un sistema externo de circulación (no mostrado) usa el tubo de suministro de líquido refrigerante 30 para suministrar líquido refrigerante a la conexión refrigerante 26 y a las tuberías de desagüe de líquido refrigerante 36a y 36b para vaciar el líquido refrigerante de las conexiones refrigerantes 28a y 28b del techo 10 como se muestra en las Figuras 1-3. Una manguera flexible de suministro de líquido refrigerante 31 está acoplada al tubo de suministro de líquido refrigerante 30 y al tubo de entrada de líquido refrigerante 26 sobre la periferia del techo del horno 10. Este acoplamiento se realiza por medio de un cierre, tal como un enganche de liberación rápida. Como mejor se muestra en la Figura 2, la entrada 26 lleva a un colector de entrada 29 que está posicionado en el interior no presurizado del techo 10. De forma alternativa, la parte del sistema de enfriamiento alrededor de la circunferencia de la pared del vaso incluye el colector de entrada 29 que se extiende alrededor del horno 13 como se muestra en la Figura 3a. La ramificación radialmente exterior del colector 29 en un patrón del tipo radio de tubos 33, o cabezales del aerosol 33, está posicionada para enviar el líquido refrigerante a las diversas secciones del interior del techo 23. Sobresaliendo hacia abajo desde de varios puntos de cada cabezal 33 hay una pluralidad de dispensadores de distribución 34, o boquillas del aerosol 34, que dirigen el líquido refrigerante al lado superior del panel inferior del techo 38, o placa interna 38. Las boquillas del aerosol 34 dirigen el líquido refrigerante fluido al panel inferior del techo 38 en una pulverización o patrón de gotitas finas. El panel inferior 38 desciende gradualmente desde la parte central, o abertura 32, del techo de la periferia. Después de pulverizarse sobre los paneles inferiores del techo 38, el líquido refrigerante gastado se desagua exteriormente a lo largo de la parte superior de los paneles inferiores del techo 38 y pasa a través de las entradas o aberturas del desagüe 51a, 51b y 51c en un sistema de desagüe. El sistema de desagüe mostrado incluye un colector de desagüe 49 que está hecho con un tubo rectangular en sección transversal, o similares, dividido en segmentos 47a y 47b. Se proporciona un sistema similar de desagüe (no mostrado) para la base del horno 12. Como se ve en la Figura 2, las aberturas del desagüe 51a y 51b están en lados opuestos del techo. El colector del desagüe incluye un canal cerrado que se extiende alrededor del interior de la periferia del techo. El colector del desagüe está posicionado cerca del nivel inferior de los paneles inferiores del techo 38 y puede estar circunferencialmente separado por particiones o paredes 48 y 50. Las paredes 48 y 50 separan el colector del desagüe en segmentos de desagüe 47a y 47b. El segmento... [Seguir leyendo]

1. Un vaso metalúrgico (5) usado en el procesamiento de materiales fundidos, comprendiendo el vaso metalúrgico: una placa proximal (238) que incluye una superficie interior (239); una placa distal (211) espaciada de la placa proximal (238) y que define un espacio sustancialmente adjunto; un sistema de distribución (200) posicionado dentro del espacio adjunto para distribuir un líquido refrigerante fluido cinéticamente energizado a la placa proximal (238), incluyendo el sistema de distribución una pluralidad de tubos de suministro (208) y una pluralidad de dispensadores de distribución (210) posicionados a lo largo de los tubos de suministro (208), un sistema de recogida que incluye un colector de recogida (218) para la recogida del líquido refrigerante fluido; y en el que los dispensadores de distribución están posicionados para dirigir el líquido refrigerante fluido a lo largo de una línea de trayectoria que cruza la superficie interior (239) en un ángulo obtuso según se mide desde la línea de la trayectoria del líquido refrigerante fluido hacia el colector de recogida (218). 2. El vaso metalúrgico de la reivindicación 1 en el que la pluralidad de tubos de suministro están unidos a un colector de admisión, en el que un primer tubo de suministro y un segundo tubo de suministro están unidos sobre lados sustancialmente opuestos del colector de admisión. 3. Un vaso metalúrgico de acuerdo con la reivindicación 2 en el que el segundo tubo de suministro está posicionado vertical por debajo del primer tubo de suministro. 4. Un vaso metalúrgico de acuerdo con la reivindicación 1 que incluye una región de alta temperatura y el colector de admisión está espaciado de la región de alta temperatura. 5. Un procedimiento de control de un flujo de líquido refrigerante fluido desde un punto dispensador a un punto de recogida para enfriar una superficie térmicamente mejorada de un vaso metalúrgico usado en el procesamiento de materiales fundidos, comprendiendo el procedimiento: dirigir una mayoría del fluido a lo largo de una línea de trayectoria que cruza la superficie en un ángulo obtuso según se mide desde la línea de trayectoria del fluido hacia el punto de recogida del vaso metalúrgico. 9 ES 2 365 524 T3 ES 2 365 524 T3 11 ES 2 365 524 T3 12 ES 2 365 524 T3 13 ES 2 365 524 T3 14 ES 2 365 524 T3 ES 2 365 524 T3 16