BR112013014437B1

BR112013014437B1 - Aparelho para transportar e pré-aquecer uma carga de metal para uma planta de fusão e método relacionado

Info

Publication number: BR112013014437B1
Application number: BR112013014437-8A
Authority: BR
Inventors: Narholz Thomas; Villemin Bernard
Original assignee: Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A..
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2018-05-02
Also published as: ES2650687T3; RU2557182C2; CN103502479B; KR101517125B1; JP5658832B2; JP2014503780A; US20150308746A1; US9316444B2; BR112013014437A2; KR20130116300A; MX2013006397A; EP2649210A1; EP2649210B1; RU2013130217A; CN103502479A; WO2012076921A1; HUE034792T2

Description

(54) Título: APARELHO PARA TRANSPORTAR E PRÉ-AQUECER UMA CARGA DE METAL PARA UMA PLANTA DE FUSÃO E MÉTODO RELACIONADO (73) Titular: DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.P.A... Endereço: VIA NAZIONALE, 41, BUTTRIO -1-33042, ITÁLIA(IT) (72) Inventor: THOMAS NARHOLZ; BERNARD VILLEMIN

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 10/12/2010, observadas as condições legais

Expedida em: 02/05/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente

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APARELHO PARA TRANSPORTAR E PRÉ-AQUECER UMA CARGA DE METAL PARA UMA PLANTA DE FUSÃO E MÉTODO RELACIONADO.

CAMPO DA INVENÇÃO [0001] A presente invenção se refere a um aparelho, e o método relacionado, para transportar e pré-aquecer continuamente uma carga de metal, tal como residuo de ferro, ferro esponjoso quente ou frio (DRI), ferro gusa ou outro, dentro de um recipiente, vantajosamente um forno de fusão, por exemplo, um forno de arco elétrico.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0002] Aparelhos do tipo oscilatório ou vibratório são conhecidos, para transportar uma carga de metal até um recipiente de uma planta de fusão, vantajosamente um forno de fusão.

[0003] Tais aparelhos conhecidos proveem um segmento longo o suficiente para pré-aquecer a carga de metal de maneira suficiente, por meio de vapores que saem do forno, enquanto ele está sendo transportado.

[0004] Cada um dos aparelhos conhecidos compreende uma estrutura de suporte na qual um canal transportador está montado, tendo uma seção transversal substancialmente conformada em U ou similar.

[0005] Pelo menos parte do canal transportador está coberta na parte superior por uma ou mais coifas que definem um túnel no qual os vapores que saem a partir do forno de fusão escoam na direção oposta a aquela na qual a carga de metal avança, ao mesmo tempo realizando o pré-aquecimento.

[0006] O canal transportador é provido ao longo das paredes laterais com as aberturas se comunicando com os

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2/12 canais de sucção, diretamente conectados a meios de sucção de vapor.

[0007] Os meios de sucção de vapor criam uma depressão dentro dos canais de sucção e, através das aberturas presentes nas paredes laterais do canal transportador, captam os vapores. Os vapores quentes passam através da carga de metal e aquecê-la.

[0008] Como os vapores passam através da carga de metal, também devido à alta capacidade de sucção do meio de sucção, uma quantidade considerável de pequenos fragmentos de metal, por exemplo, lasca de metal, são captados através do meio de sucção.

[0009] Como uma consequência, nem toda a carga de metal é transportada para o forno de fusão e a maioria dos fragmentos param dentro dos canais de sucção, obstruindo a passagem dos vapores e alterando as condições de sucção.

[0010]	Adicionalmente,	para isto	nós precisamos
adicionar	a necessidade de	frequentes	operações	de
manutenção	com consequentes períodos de	inatividade	da
planta, de	maneira a remover	dos canais	de sucção	os

fragmentos que são depositados neles.

[0011] O Depositante, portanto definiu o propósito de eliminar a passagem de material de carga fino, tal como, por exemplo, lasca de metal, de maneira a limitar as intervenções de manutenção tanto nos canais de sucção quanto no meio de sucção.

[0012] Outro propósito é alcançar um aparelho que possui custos e tempos de gerenciamento e manutenção limitados se comparado com o estado da técnica.

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3/12 [0013] US 5,647,288 divulga um transportador de sucata no qual um espaço de sucção de exaustão é definido entre uma parede interna e uma parede externa do transportador.

[0014] 0 Depositante concebeu, testou e incorporou a presente invenção para superar as desvantagens do estado da técnica e para obter estes e outros propósitos e vantagens. SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0015] A presente invenção é definida e caracterizada nas reivindicações independentes, enquanto as reivindicações dependentes descrevem outras características da invenção ou variantes do conceito inventivo principal.

[0016] A presente invenção é aplicada a aparelhos os quais, acima do canal transportador, possuem pelo menos uma coifa capaz de definir tanto um túnel transportador de vapor e/ou uma câmara de expansão de vapor.

[0017] De acordo com estes propósitos, um aparelho para transportar a pré-aquecer carga de metal dentro de um recipiente de uma planta de fusão compreende pelo menos um canal transportador, no qual a carga de metal é capaz de avançar continuamente, e uma coifa que está disposto acima do canal transportador de forma a definir com ele o túnel e/ou a câmara de expansão dentro da qual pelo menos parte dos vapores que saem a partir do recipiente são feitos para escoar em contra fluxo.

[0018] Os vapores passam através da carga de metal, a aquecem, e saem a partir das aberturas que cooperam com as paredes do canal transportador que transportam a carga de metal.

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4/12 [0019] De acordo com uma funcionalidade característica da presente invenção, as ditas aberturas cooperam com pelo menos um canal de desvio de vapor, disposto substancialmente vertical ou subvertical.

[0020] O canal de desvio de vapor é conectado tanto às aberturas quanto também a pelo menos um canal de sucção que está disposto a jusante do canal de desvio de vapor. Tanto o canal de desvio de vapor quanto também, de acordo com uma variante, o canal de sucção, definem pelo menos um compartimento de expansão de vapor.

[0021] De acordo com a invenção os vapores são restritos para seguir um caminho do tipo labirinto, primeiro passando através das aberturas que cooperam com as paredes de transportador, então o canal de desvio de vapor onde uma primeira expansão considerável ocorre, e então eles são expelidos pelo meio de sucção. O caminho obrigatório faz uma parte considerável das partículas transportadas em suspensão caem no fundo do canal de desvio de vapor.

[0022] De acordo com uma primeira formulação, o canal de desvio de vapor é definido pelas paredes de transportador, as quais cooperam com as paredes laterais do canal transportador disposto fora das paredes de transportador.

[0023] De acordo com uma variante, as paredes laterais e as paredes de transportador são substancialmente paralelas entre si.

[0024] De acordo com outra variante, as paredes laterais se estendem divergentes em direção a parte superior da coifa.

[0025] De acordo com outra variante, a divergência

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5/12 das paredes laterais é com relação às paredes de transportador.

[0026] Deste modo as paredes laterais e as paredes de transportador definem um canal de desvio de fumo divergente que determina uma expansão dos vapores e promove a precipitação das partículas.

[0027] A presente invenção também se refere ao método relativo para transportar e pré-aquecer a carga de metal dentro do recipiente de uma planta de fusão.

[0028] O método compreende pelo menos uma etapa de que transporta continuamente a carga de metal dentro do recipiente, uma etapa de transporte dos vapores que saem a partir do recipiente dentro de um túnel e/ou uma câmara de expansão, dispostos acima do canal transportador, uma etapa onde os vapores passam através da carga de metal, devido ao efeito de uma ação de sucção exercida pelos meios de sucção localizados a jusante, e uma etapa de descarga dos vapores através das aberturas feitos nas paredes de transportador.

[0029] De acordo com uma funcionalidade da invenção, a etapa de descarga de vapor provê que os vapores são feitos passar através de pelo menos um canal de desvio de vapor o qual coopera em uma lateral com as aberturas presentes no canal transportador e na outra lateral com pelo menos um canal de sucção.

[0030] De acordo com outra funcionalidade, os vapores no canal de desvio estão sujeitos a expansão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0031] Estas e outras características da presente invenção serão aparentes a partir da seguinte descrição de

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6/12 uma forma preferencial de modalidade, dada como um exemplo não restritivo com referência aos desenhos anexos em que:

- a fig. 1 é uma vista lateral esquemática de uma planta de fusão a qual o aparelho de transporte e pré-aquecimento de acordo com a presente invenção é aplicado;

- a fig. 2 é uma vista de seção a partir de II até II da fig. 1;

- a fig. 3 mostra uma variante da fig. 2;

- a fig. 4 é uma vista alargada da fig. 2 de acordo com uma variante;

- a fig. 5 é uma vista plana esquemática de um detalhe na fig. 4;

- a	fig.	6	mostra	uma	variante	da fig. 4;
- a	fig.	7	mostra	uma	primeira	variante da	fig. 4;
- a	fig.	8	mostra	uma	segunda '	variante da	fig. 4.

[0032] Para facilitar a compreensão, os mesmos números de referência foram usados, onde possível, para identificar elementos comuns nos desenhos que são substancialmente idênticos. É entendido que elementos e características de uma forma de modalidade pode de maneira conveniente ser incorporada em outras formas de modalidade sem clarificações adicionais.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA FORMA PREFERENCIAL DE MODALIDADE [0033] Com referência aos desenhos anexos, o número de referência 10 denota em sua totalidade um aparelho de transporte e pré-aquecimento de acordo com a presente invenção.

[0034] O aparelho 10 (fig. 1) está instalado em uma planta de fusão 11, de um tipo substancialmente conhecido

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7/12 que compreende um forno de fusão 12, por exemplo, do tipo de arco elétrico, alimentado lateralmente através de uma abertura de carregamento 14, com uma carga de metal 13 transportada pelo aparelho 10.

[0035] Neste caso, a planta 10 compreende um módulo de carregamento 15, para carregar a carga de metal 13 em um canal transportador 21 do aparelho 10.

[0036] No canal transportador 21 a carga de metal 13 é pré-aquecida e introduzida no forno de fusão 12.

[0037] Um dispositivo de vibração 41 de um tipo conhecido está associado com o canal transportador 21 e, por meio de um movimento oscilatório ou vibratório em uma direção longitudinal, faz a carga de metal 13 avançar dentro do forno de fusão 12 .

[0038] O aparelho 10 também compreende uma ou mais coifas 17, dispostos acima do canal transportador 21.

[0039] A coifa 17 (fig. 2) define uma câmara de expansão 18 que se estende acima da carga de metal 13 e é adequado para desacelerar os vapores e os manter dentro dele por um tempo desejado antes deles impactarem contra a carga de metal 13. O tempo minimo é necessário para completar a combustão de gases não queimados presentes nos vapores e para promover o depósito de particulado e pós.

[0040] A presente invenção também é aplicável quando a coifa 17 (fig. 3) está disposta imediatamente acima da carga de metal 13 para definir um túnel 18 para a passagem dos vapores, de forma que a carga de metal 13, ou pelo menos as camadas de superfície da mesma, seja atingida diretamente pelos vapores quentes que chegam a partir do forno de fusão

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8/12 .

[0041] Um tubo de conexão 28 está associado com o aparelho 10 (fig. 1), que conecta o quarto furo do forno de fusão 12 com a câmara de expansão 18 e, quando a abertura de carregamento 14 está fechada, permite o transporte de quase todos os vapores produzidos dentro do forno de fusão 12 diretamente dentro da câmara de expansão 18.

[0042] O canal transportador 21 compreende uma parede de fundo 22, substancialmente horizontal, e duas paredes laterais 23 e 24 as quais definem neste caso uma seção transversal substancialmente conformada em U (figs. 2 e 3) .

[0043] Ao longo de todo o comprimento do canal transportador 21, na lateral das paredes laterais 23 e 24 do canal transportador 21, canais de sucção 25 e 26 são providos, conectados a tubos de descarga de vapor 40.

[0044] Os tubos de descarga 40 são conectados à plantas de filtração e sucção de vapor, de um tipo conhecido, e possui membros de válvula 41 para regular o nível de sucção de vapor.

[0045] Na forma de modalidade mostrada nas figs. 2, 3 e 4, os canais de sucção 25 e 26 são feitos em uma única peça com o canal transportador 21 e são providos com membros de vibração 32 e 33 (fig. 3) de forma a evitar, ou pelo menos limitar, a sedimentação de pós ou outras impurezas dentro deles.

[0046] Em outras formas de modalidade (figs. 7 e 8) , o canal transportador 21 é feito como um elemento separado com relação aos canais de sucção 25 e 26, e os membros de

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9/12 vedação 42 de um tipo substancialmente conhecido e hidráulico são interpostos entre o canal transportador 21 e os canais de sucção 25 e 26 para garantir que os vapores sejam vedados.

[0047] Os canais de sucção 25 e 26 também são providos com portas de inspeção que permitem a manutenção.

[0048] O canal transportador 21, vantajosamente para o todo de seu comprimento, possui meios capazes de obrigar os vapores de seguirem um caminho do tipo labirinto de maneira a promover a precipitação de pós, partículas e fragmentos menores de carga de metal, tal como lasca que se origina de trabalho de metal, na carga de metal 13 enquanto ele avança evita que ela seja transportada dentro dos canais de sucção 25 e 26 e para os tubos de descarga 40.

[0049] Os meios mencionados acima compreendem paredes de transportador 38 e 39 para transportar a carga de metal 13, e paredes laterais 23 e 24 para transportar os vapores em direção aos canais de sucção 25 e 26, os quais estão associados com a parede de fundo 22 do canal transportador 21.

[0050] As paredes laterais 23, 24 e as paredes de transportador 38, 39 definem um canal de desvio de vapor 44 através do qual os vapores são obrigados a passar antes de serem introduzidos nos canais de sucção 25, 26.

[0051] Cada canal de desvio de vapor 44 define um primeiro compartimento de expansão 27 dos vapores que saem a partir das aberturas 30 nas quais eles são submetidos a expansão e então a precipitação das partículas no fundo do canal de desvio 44.

[0052] Do mesmo modo cada um dos canais de sucção

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25, 26 define um segundo compartimento de expansão 29 dentro do qual existe outra expansão dos gases e então a precipitação das partículas no fundo.

[0053] Com referência a fig. 7, as paredes de transportador 38 e 39 estão associadas com a coifa 17 acima do canal transportador 21, enquanto em outras formas de modalidade (figs. 4 e 8) as paredes de transportador 38 e 39 estão associadas diretamente com o canal transportador 21.

[0054] As paredes de transportador 38 e 39 (figs. 4 e 8) se estendem em direção a parede de fundo 22 do canal transportador 21, e definem com elas a parede de fundo 22, para pelo menos uma boa parte da extensão da câmara de expansão 18, respectivas aberturas longitudinais 30 através das quais os vapores podem passar.

[0055] As paredes de transportador 38 e 39, em algumas formas de modalidade (fig. 4), são substancialmente paralelas às paredes laterais 23 e 24.

[0056] Para evitar o bloqueio das aberturas 30 devido ao atolamento de partes da carga de metal 13, em outras formas de modalidade (fig. 7), as paredes de transportador 38 e 39 se estendem tão longe quanto e estão associadas com a parede de fundo 22. Em proximidade com o último, elas possuem aberturas 30 feitas em intervalos regulares e conformadas como mostrado na fig. 5 ou, em outra forma de modalidade, como na fig. 6.

[0057] As aberturas 30 também podem ser governadas por meios que regulam sua lacuna de abertura de forma a controlar o nível de sucção de vapor.

[0058] Em outras formas de modalidade, ao invés de

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11/12 ser substancialmente vertical, as paredes de transportador 38 e 39 podem ser convergentes em direção a parede de fundo 22 do canal transportador 21. Esta forma de modalidade é vantajosa pelo fato de que os vapores presentes na câmara de expansão 18, devido ao efeito de sucção exercida pelos canais de sucção 25 e 26 e o efeito da convergência das paredes de transportador 38 e 39, são obrigadas de convergir em direção a parte central da parede de fundo 22 do canal transportador 21, e para aquecer substancialmente toda a carga de metal 13.

[0059] Através do controle adequado do nível de sucção dos canais de sucção 25 e 26, é possível controlar a descarga dos vapores e evitar que partículas de um certo peso sejam transportadas verticalmente em suspensão ao longo do canal de desvio 44 definido pelas paredes laterais 23 e 24 e as paredes de transportador 38 e 39.

[0060] As partículas, mesmo se parcialmente transportadas em suspensão, não pode superar as paredes laterais 23 e 24, e cair no fundo do canal de desvio 44 que subsequentemente descarrega as partículas dentro do forno de fusão 12.

[0061] No caso mostrado na fig. 7, as paredes do transportador 38 e 39 se estendem substancialmente verticais enquanto as paredes laterais 23 e 24 do canal transportador 21 se estendem em direção a parte superior dos canais de sucção 25, 26, inclinados em direção ao exterior. As paredes do transportador 38 e 39 e as paredes laterais 23 e 24 definem um canal de desvio divergente 44 através do qual os vapores são descarregados.

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12/12 [0062] A função do canal de desvio divergente 44 é desacelerar a velocidade dos vapores enquanto eles são descarregados de forma reduzir adicionalmente a quantidade de partículas que são transportadas na suspensão vertical.

[0063] Em outra forma de modalidade, as paredes laterais 23 e 24 são conformadas como mostrado na fig. 8, que é, cada uma delas compreende ambas as paredes verticais e paredes inclinadas em direção ao exterior de forma a induzir turbulência nos vapores que tendem a depositar no canal transportador 21 as partículas que permanecem substancialmente em suspensão.

[0064] Neste caso, além disso, os canais de sucção 25 e 26 são fixados a uma base de suporte.

[0065] É claro que modificações e/ou adições de partes podem ser feitas ao aparelho como descrito até aqui, sem fugir do campo e escopo da presente invenção.

[0066] Também é claro que, apesar da presente invenção ter sido descrita com referência a alguns exemplos específicos, um perito na técnica certamente deve ser capaz de alcançar muitas outras formas equivalentes de aparelho, tendo as características como definidas nas reivindicações e assim todas caem dentro do campo de proteção definido desta forma.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para pré-aquecer e transportar continuamente uma carga de metal (13) dentro de um recipiente (12) de uma planta de fusão (11), compreendendo: um recipiente (12) adequado para fazer avançar uma carga de metal;

um canal transportador (21) compreendendo paredes de transportador (38, 39) e paredes laterais (23, 24) e uma parede de fundo (22) as quais definem uma seção transversal substancialmente conformada em U, uma coifa (17) disposta acima do dito canal transportador (21) compreendendo um túnel transportador, em que pelo menos parte dos vapores que saem a partir da carga de metal no dito recipiente (12) são transportados para a dita coifa, pelo menos uma abertura (30) para descarregar os ditos vapores disposta nas ditas paredes de transportador, canais de sucção (25, 26) são providos ao longo das ditas paredes laterais (23, 24) e correndo substancialmente ao longo do canal transportador (21), um canal de desvio de vapor (44) definido pelas ditas paredes de transportador (38, 39), as quais cooperam com as paredes laterais (23, 24) e capazes de passar os vapores nos ditos canais de sucção (25, 26), e uma primeira câmara de expansão (18) conectada a dita pelo menos uma abertura (30) para descarregar os ditos vapores e conectada aos ditos canais de sucção (25, 26);

caracterizado pelo fato de que a primeira câmara de expansão (18) é disposta acima do canal transportador (21).

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2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos canais de sucção (25, 26) definem pelo menos um segundo compartimento de expansão (29) adequado para expandir adicionalmente os ditos vapores.

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3/4 fig. 7

3/4

9. Método para transportar e pré-aquecer uma carga de metal (13) dentro de um recipiente (12) de uma planta de fusão (11), compreendendo as etapas de:

transportar a dita carga de metal (13) por meio de um canal transportador (21) compreendendo paredes de transportador (38, 39) e uma parede de fundo (22) e duas paredes laterais (23, 24) as quais definem uma seção transversal substancialmente conformada em U, transportar vapores que saem a partir do dito recipiente para uma coifa (17) disposto acima do dito canal transportador incluindo uma câmara de expansão (18) , em que a dita câmara de expansão (18) disposta acima do dito canal transportador (21) , passar os ditos vapores através da dita carga de metal (13) , expandir os ditos vapores na dita câmara de expansão (18) definida pelo canal de desvio de vapor (44) e descarregar os ditos vapores através das aberturas (30) que são definidas e dispostas nas ditas paredes de transportador (38, 39) , o método sendo caracterizado pelo fato de que a dita etapa de descarga de vapor compreende ainda passar os ditos vapores através dos meios de sucção de vapor (40) dispostos a jusante dos ditos canais de sucção (25, 26) conectados ao dito canal de desvio (44) definido pelas paredes de transportador (38, 39) junto com as ditas paredes laterais (23, 24), e então introduzir os ditos vapores nos canais de sucção (25, 26) providos ao longo do comprimento do canal transportador (21), na lateral das ditas paredes laterais (23, 24).

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10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os ditos vapores são submetidos a outra expansão dentro dos ditos canais de sucção (25, 26).

11. Método, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de descarregar continuamente as partículas ou pós que precipitam no fundo do dito canal de desvio (44) dentro do dito recipiente (12) .

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3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dito canal de desvio de vapor (44) e os ditos canais de sucção (25, 26) se estendem longitudinalmente por todo o comprimento do canal transportador (21).

4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as ditas paredes laterais (23, 24), estão dispostas fora das ditas paredes de transportador (38, 39).

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as ditas paredes laterais (23, 24) são substancialmente paralelas às ditas paredes de transportador (38, 39).

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que as ditas paredes laterais (23, 24) se estendem em direção de dita coifa (17).

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as ditas paredes laterais (23, 24) são divergentes com relação às ditas paredes do transportador (38, 39).

8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as ditas paredes do transportador (38, 39) definem pelo menos parte da dita coifa (17).

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4/4 fig. θ