BR112021001663B1 - Caixa de resfriamento para um forno de cuba e método para manufaturar uma caixa de resfriamento - Google Patents
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Abstract
a presente invenção se refere a uma caixa de resfriamento (10, 110) para um forno metalúrgico que compreende um corpo oco alongado (12, 112) que se estende a partir de uma extremidade frontal (14), até uma extremidade traseira oposta (16), a dita extremidade traseira (16) sendo, em uso, conectada em uma parede do forno; o corpo (12, 112) compreende uma câmara interna (18, 118) que tem um circuito de resfriamento (32, 132) configurado para receber um fluxo de fluido refrigerante no mesmo entre pelo menos uma admissão (34, 134) e pelo menos um escape (36, 136); a dita caixa de resfriamento (10, 110) compreendendo adicionalmente pelo menos uma placa de partição (40, 43, 170, 172, 186, 188, 190) encaixada na câmara interna (18, 118) através de uma conexão com adaptação de forma para formar o dito circuito de resfriamento (32, 132).
Description
[001] A presente invenção se refere a um resfriador para o resfriamento interno das placas de um forno de cuba. A invenção se refere, particularmente, a uma caixa de resfriamento e a um método para manufaturar uma caixa de resfriamento para o resfriamento da parede interna de um forno de cuba.
[002] É bem conhecido prover paredes de alto-forno com resfriadores a fim de dissipar o calor na parede do forno e, desse modo, aumentar a vida útil do forno. Os resfriadores são, no geral, montados em um revestimento da parede do forno, exigindo um importante número de resfriadores adjacentes. O tipo de resfriador que aqui nos interessa é a assim denominada caixa de resfriamento.
[003] Uma caixa de resfriamento é tipicamente feita de cobre, aço ou uma liga. A mesma tem uma forma que é grosseiramente aquela de um paralelepípedo achatado, e é provida com um ou mais circuitos de resfriamento; isto é, um caminho através do qual o fluido refrigerante, como, por exemplo, água, circula.
[004] As caixas de resfriamento são usualmente soldadas no invólucro do alto- forno para garantir a vedação estanque a gás e serve não apenas para resfriar a parede do forno, mas, também, para prender e suportar a alvenaria refratária que define adicionalmente o revestimento interno da parede do forno.
[005] O lado do caixa de resfriamento, que, conectado na parede do forno, comumente compreende as aberturas ou os conectores a fim de plugar os tubos de alimentação e recuperação de refrigerante externo em uma admissão e um escape do circuito de resfriamento. Na prática, a água é introduzida na caixa de resfriamento através da admissão, se desloca ao longo do caminho de resfriamento ganhando o calor a partir do forno e deixa a caixa de resfriamento pelo escape. O circuito de resfriamento interno é, no geral, o principal elemento funcional do desenho de uma caixa de resfriamento.
[006] À medida que o revestimento interno da parede do forno erode, as caixas de resfriamento ficam expostas às condições operacionais severas no interior do forno. A erosão e o dano das caixas de resfriamento ocorrem e as operações de manutenção precisam ser realizadas para substituir as caixas de resfriamento danificadas.
[007] Devido ao grande número de caixas de resfriamento montadas em uma parede do forno e suas substituições, o custo de manufatura de uma caixa de resfriamento é uma restrição crítica no desenvolvimento de uma nova caixa de resfriamento.
[008] Uma típica caixa de resfriamento é, por exemplo, revelada em US 4.029.053. A mesma compreende um corpo oco, com uma forma alongada chata. O corpo tem uma extremidade frontal configurada para ficar voltada para o interior do forno e uma extremidade traseira com flanges para fixar a caixa de resfriamento em uma parede do forno. No interior do corpo, a caixa de resfriamento compreende um circuito do fluido de resfriamento interno com paredes de partição que criam laços de circuito.
[009] Um processo de manufatura comum de uma caixa de resfriamento como este usa uma técnica de fundição, particularmente, com um molde de areia. Este método permite que as formas complicadas do circuito de resfriamento sejam construídas no interior da caixa de resfriamento, mas sua principal desvantagem é que a etapa de fundição em areia exige um longo processo de manufatura, incluindo a preparação do molde, e, eventualmente, as operações adicionais para perfurar os furos de evacuação para a areia, e, então, o fechamento dos furos que não terão outros propósitos adicionais.
[010] Um outro exemplo de uma caixa de resfriamento é mostrado no documento DE 40 35 894. Neste documento, a caixa de resfriamento compreende um circuito de resfriamento interno formado antecipadamente por placas curvas em uma forma pré- determinada. O circuito de resfriamento é, então, colocado entre uma parede de topo e uma parede de base. A conexão entre o circuito de resfriamento e as paredes de topo e de base é realizada usando a técnica de soldagem por explosão.
[011] No último método de manufatura, o circuito de resfriamento é construído em uma etapa de manufatura separada e, então, integrado em um corpo da caixa de resfriamento. A forma do circuito de resfriamento pode ser realizada facilmente. Entretanto, este método também envolve uma complexa e onerosa etapa de soldagem por explosão.
[012] Portanto, é desejável prover uma melhor caixa de resfriamento e um melhor método de manufatura para uma caixa de resfriamento como esta, em que as deficiências supradescritas são evitadas.
[013] A presente invenção propõe uma caixa de resfriamento para um forno metalúrgico que compreende um corpo oco alongado que se estende a partir de uma extremidade frontal até uma extremidade traseira oposta. A extremidade traseira é, em uso, conectada em uma parede do forno.
[014] O corpo compreende as paredes externas que definem a câmara interna, em que as paredes externas compreendem uma parede de topo, uma parede de base oposta, preferivelmente paralela, e paredes periféricas que conectam as bordas das paredes de topo e de base do corpo. O corpo compreende adicionalmente uma câmara interna com um circuito de resfriamento configurado para receber um fluxo de fluido refrigerante no mesmo entre pelo menos uma admissão e pelo menos um escape. Em altos-fornos, o típico fluido de resfriamento é água, mas qualquer fluido adequado pode ser usado na caixa de resfriamento.
[015] A caixa de resfriamento compreende adicionalmente pelo menos uma placa de partição encaixada na câmara interna através de uma conexão com adaptação de forma para formar o circuito de resfriamento.
[016] De acordo com a invenção, as paredes de topo e de base, respectivamente, compreendem pelo menos uma fenda voltadas uma para a outra para receber a placa de partição. As fendas podem ser usinadas na câmara interna a fim de prover um elemento de posicionamento para a placa de partição. A placa de partição preferivelmente se estende da parede de topo até a parede de base.
[017] A invenção consiste em um desenho inédito da caixa de resfriamento. O circuito de resfriamento na caixa de resfriamento pode ser obtido pela remoção do material para criar uma câmara interna e inserir as placas de partição na câmara. O circuito de resfriamento é construído usando as conexões de adaptação à forma entre as placas de partição adicionadas e o corpo, exigindo nenhuma operação de soldagem. Desta maneira, a caixa de resfriamento pode ser obtida integralmente através da usinagem a partir de um único bloco de material. O desenho da caixa de resfriamento é, portanto, mais eficiente em relação aos seus custo e tempo de manufatura.
[018] Vantajosamente, a extremidade traseira do caixa de resfriamento compreende uma parede traseira com uma abertura vedada por uma placa de cobertura metálica. A abertura na parede traseira pode ser usada para inserir as placas de partição na câmara interna da caixa de resfriamento. A placa de cobertura pode ser conectada na parede traseira por meio de qualquer meio adequado, como, por exemplo, parafusos. Nenhuma operação de soldagem obrigatória precisa ser realizada no corpo para garantir a vedação da câmara interna da caixa de resfriamento.
[019] Preferivelmente, a placa de cobertura tem pelo menos um orifício de admissão e pelo menos um orifício de escape, respectivamente, em comunicação com a admissão e o escape da câmara interna. A placa de cobertura é completamente integrada com o circuito de resfriamento do corpo, provendo uma fácil conexão do circuito de resfriamento nos tubos de alimentação e recuperação de um sistema de suprimento de água externo.
[020] A fim de melhorar a robustez da caixa de resfriamento, a placa de partição é vantajosamente presa no interior da câmara interna pela placa de cobertura. A cobertura aplica uma carga de pressão na placa de partição, preferivelmente, contra a reação de um apoio ou em uma fenda no interior da câmara interna configurada para receber a placa de partição, desse modo, evitando possíveis movimentos da placa de partição na câmara interna.
[021] Vantajosamente, a placa de partição compreende adicionalmente as linguetas correspondentes às fendas das paredes de topo e de base a fim de encaixar a placa de partição nas paredes de topo e de base.
[022] As dimensões e a forma da(s) placa(s) de partição podem prover uma grande variedade de possibilidades para definir o circuito de resfriamento. Em modalidades, a placa de partição compreende uma abertura para permitir o fluido do refrigerante através da placa de partição.
[023] Em modalidades preferidas, a placa de partição pode ser uma placa reta; ou compreender um elemento em forma de U. Outras formas podem ser providas de acordo com o circuito de resfriamento desejado. Da forma adicionalmente descrita a seguir, a fim de inserir o elemento em forma de U na câmara interna através da abertura da parede traseira, as paredes de topo e de base, preferivelmente, têm uma superfície escalonada com uma face distal e uma face proximal formando um degrau limítrofe para o elemento em forma de U. Esta configuração pode ser usada para inserir outras formas de placas de partição, também. A placa de partição que compreende o elemento em forma de U é, então, inserida seguindo o degrau limítrofe na face distal das paredes de topo e de base, simultaneamente.
[024] As modalidades vantajosas da caixa de resfriamento compreendem adicionalmente uma gaxeta entre a parede traseira e a placa de cobertura. A gaxeta melhora a conexão da vedação entre a placa de cobertura e a parede traseira do corpo.
[025] Preferivelmente, a placa de cobertura é fixa na parede traseira com parafusos, exigindo nenhuma habilidade de soldagem ou habilidades especiais, ao mesmo tempo em que é econômica e rápida.
[026] Em um outro aspecto, a presente invenção se refere a um método para manufaturar uma caixa de resfriamento, o método compreendendo as etapas de: prover um corpo oco alongado que se estende a partir de uma extremidade frontal, até uma extremidade traseira oposta, a dita extremidade traseira sendo, em uso, conectada em uma parede do forno; o dito corpo tendo paredes externas que compreendem uma parede de topo, uma parede de base oposta, e paredes periféricas que conectam as bordas das paredes de topo e de base do corpo; formar uma câmara interna entre as ditas paredes externas, a dita câmara interna sendo configurada para receber um fluxo de fluido refrigerante na mesma entre pelo menos uma admissão e pelo menos um escape, em que a extremidade traseira do corpo compreende uma abertura que acessa a câmara interna; usinar nas paredes de topo e de base, respectivamente, pelo menos uma fenda voltadas uma para a outra a partir da abertura da extremidade traseira; inserir uma placa de partição na câmara interna através da abertura da extremidade traseira do corpo, desse modo, formando um circuito de resfriamento.
[027] Desta maneira, o método de manufatura da caixa de resfriamento da invenção não envolve uma etapa obrigatória de fundição em areia.
[028] Vantajosamente, o método também compreende a etapa de fechar de forma vedada uma abertura de uma extremidade traseira dos corpos com uma placa de cobertura que tem pelo menos uma admissão e pelo menos um escape para permitir um fluxo do fluido de resfriamento para dentro e para fora da câmara interna. A abertura serve para inserir as placas de partição na câmara interna e exige vedação adicional. Esta etapa pode ser realizada por qualquer meio adequado sem implicar uma operação de soldagem. For exemplo, a abertura pode ser fechada por aparafusamento ou outra forma de anexação da placa de cobertura na extremidade traseira do corpo.
[029] Detalhes e vantagens adicionais da presente invenção ficarão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada de modalidades não limitantes com referência aos desenhos anexos, em que: a figura 1 é uma vista em perspectiva explodida de uma modalidade preferida da caixa de resfriamento de acordo com a invenção; a figura 2 é uma vista em perspectiva da caixa de resfriamento da figura 1 cortada através de um plano 2 da figura 1; a figura 3 é uma vista em perspectiva do corpo oco da caixa de resfriamento da figura 1, com uma parte cortada parcial através do plano 2 da figura 1; a figura 4 é uma vista em perspectiva explodida de uma outra modalidade preferida da caixa de resfriamento de acordo com a invenção; a figura 5 é uma vista em perspectiva da caixa de resfriamento da figura 4 cortada através de um plano 5 da figura 4; e a figura 6 é uma vista em perspectiva do corpo oco da caixa de resfriamento da figura 4, com uma parte cortada parcial através do plano 5 da figura 4.
[030] Da forma mostrada na figura 1, a caixa de resfriamento 10 de acordo com uma modalidade preferida da invenção compreende um corpo oco alongado 12. O corpo 12 tem uma forma paralelepípeda que se estende longitudinalmente a partir de uma extremidade frontal 14 até uma extremidade traseira oposta 16. Quando a caixa de resfriamento for montada em uma parede do forno, não mostrada, a extremidade frontal fica voltada para o interior do forno, e a extremidade traseira oposta é conectada na parede do forno.
[031] O corpo 12 é preferivelmente feito de cobre, tirando vantagem da boa condutividade térmica do metal, mas o mesmo também pode ser feito de um outro metal, como, por exemplo, aço ou uma liga de aço e cobre.
[032] O corpo oco 12 compreende uma câmara interna 18 configurada para receber um fluxo do fluido de resfriamento na mesma. A câmara interna 18 é definida por paredes externas que compreendem uma parede de topo retangular 20, uma parede de base similar 22, oposta e, no geral, paralela à parede de topo 20, e paredes periféricas que unem as bordas das paredes de topo e de base 20, 22. Aqui, as paredes periféricas compreendem duas paredes laterais 24, e uma parede frontal 26, a última definindo a extremidade frontal 14 do corpo 12.
[033] As paredes de topo e de base 20, 22, e as paredes periféricas são, todas, unidas de forma vedada a fim de receber um fluxo do fluido refrigerante, preferivelmente água, nas mesmas. Vantajosamente, todas as paredes externas do corpo 12 são formadas em uma peça.
[034] A extremidade traseira 16 da caixa de resfriamento 10 compreende uma parede traseira 28 com uma abertura ampla 30. Da forma mostrada na figura 1, a abertura 30 é integralmente aberta para a câmara interna, e a parede traseira 28 é formada pelas bordas da parede de topo, da parede de base e das duas paredes laterais 24.
[035] Da forma mostrada na figura 2, a câmara interna 18 compreende um circuito de resfriamento 32 configurado para receber o fluxo do fluido refrigerante entre uma admissão 34 lateralmente disposta em uma extremidade da parede traseira 28 adjacente a uma parede lateral 24 e um escape 36 lateralmente disposto na outra extremidade da parede traseira 28.
[036] O circuito de resfriamento 32 é formado por uma série de três paredes de partição que se estendem no interior da câmara interna 18 entre a parede de topo e a de base 20, 22. A primeira e a terceira paredes de partições são placas de partição metálicas separadas 40, 43, encaixadas na câmara interna 18 do corpo 12 através de uma conexão com adaptação de forma. A segunda parede de partição 42 é aqui construída integral com o corpo 12 da caixa de resfriamento 10, preferivelmente no mesmo tempo das paredes exteriores.
[037] As placas de partição 40, 43 compreendem, respectivamente, duas linguetas 44, mostradas nas figuras 2 e 3, cujas dimensões correspondem às dimensões das fendas 46 formadas nas paredes de topo e de base 20, 22 respectivamente. As linguetas 44 encaixam nas fendas 46 em uma conexão com adaptação de forma, desse modo, prendendo as placas de partição.
[038] Da forma descrita com detalhes a seguir, a série de paredes de partição são arranjadas para criar um meandro que irá guiar o fluido refrigerante a partir da admissão 34, através de todo o volume da câmara interna 18 antes de alcançar o escape 36. As modalidades aqui descritas mostram os exemplos preferidos do circuito de resfriamento, mas os versados na técnica irão entender que outros caminhos de resfriamento podem ser possivelmente alcançados no escopo da invenção.
[039] Da forma mostrada na figura 2, as três paredes de partição são retas e têm substancialmente o mesmo comprimento. As paredes ficam dispostas paralelas umas às outras e ortogonais à parede traseira 28 da caixa de resfriamento 10. O comprimento das paredes de partição é menor do que o comprimento longitudinal da câmara interna para deixar uma passagem para o fluido refrigerante. Na câmara interna, as paredes de partição são sucessivamente colocadas em um arranjo escalonado entre a admissão 34 e o escape 36, desse modo, definindo três laços em forma de U. As paredes de partição também são preferivelmente ortogonais às paredes de topo e de base 20, 22 da caixa de resfriamento 10.
[040] Descrevendo na direção lateral da caixa de resfriamento sucessivamente da admissão até o escape, uma primeira parede de partição, formada pela primeira placa de partição 40, fica posicionada exatamente depois da admissão 34 e se estende a partir da parede traseira 28, então, uma segunda parede de partição 42 se estende a partir da parede frontal 26, e uma terceira parede de partição, formada pela terceira placa de partição 43, fica posicionada exatamente antes do escape e se estende a partir da parede traseira 28.
[041] Na caixa de resfriamento montada 10, a abertura 30 da extremidade traseira 16 é vedada por uma gaxeta 48, pressionada contra a parede traseira 28 por uma placa de cobertura metálica 50.
[042] O processo de manufatura da caixa de resfriamento 10 inicia com a provisão do corpo oco 12. O corpo 12 pode ser obtido a partir de um esboço de metal sólido que tem a forma geral de paralelepípedo da caixa de resfriamento, ou o mesmo pode ser um elemento oco fundido com a câmara interna pré-formada no mesmo. Na última situação, a segunda parede de partição 42 pode já ser formada no corpo. Na situação em que o corpo vem a partir de um elemento completo, o mesmo precisa ser usinado a fim de definir a câmara interna 18. O corpo 12 é esvaziado, e a segunda parede de partição 42 é criada por deixar a quantidade de material necessária. Preferivelmente, o corpo oco compreende a parede traseira 28 e os furos rosqueados 52 perfurados para a fixação posterior da placa de cobertura 50. Os versados na técnica irão entender que a usinagem do corpo pode implicar em qualquer etapa adequada que envolve as ferramentas de usinagem.
[043] As paredes de topo e de base 20, 22 são, então, adicionalmente usinadas para criar as fendas 46 para receber as placas de partição 40, 43. Adicionalmente, durante esta etapa, as escavações cônicas 54 também são usinadas no local da admissão 34 e do escape 36 da câmara interna 18 para facilitar a entrada e, respectivamente, a saída do fluxo de fluido no/a partir do circuito de resfriamento 32.
[044] Em uma outra etapa, as placas de partição 40, 43 são inseridas nas fendas 46 da câmara interna 18 para formar a primeira e a terceira paredes de partição. Estas placas de partição 40, 43 são feitas em um processo de manufatura separado e providas com as linguetas 44, correspondentes às fendas 46 da câmara interna 18, a fim de alcançar uma conexão com adaptação de forma. As placas de partição 40, 43 são deslizadas nas fendas 46 até chegar ao apoio com as extremidades das fendas. Os versados na técnica irão entender que as linguetas e as fendas podem ser dimensionadas para prover a vedação suficiente da conexão com adaptação de forma.
[045] Uma vez que as placas de partição 40, 43 forem inseridas nas fendas da câmara interna, a abertura 30 da parede traseira 28 do corpo é fechado de forma vedada pela placa de cobertura metálica 50, através da gaxeta 48. A placa de cobertura 50 é conectada na parede traseira 28, por exemplo, por parafusos 56, da forma mostrada na figura 1. Os parafusos 56 são introduzidos nos furos 58 correspondentes aos furos rosqueados 52 na parede traseira 28. A fim de garantir a vedação da conexão, a gaxeta 48 é previamente adicionada entre a parede traseira 28 e a placa de cobertura 50.
[046] A placa de cobertura 50 tem um orifício de admissão 60, provido para comunicar com a admissão 34 da câmara interna 18, e um orifício de escape 62, provido para comunicar com o escape 36 da câmara interna 18. A gaxeta 48 também é desenhada com as correspondentes aberturas na frente da admissão 34 e do escape 36.
[047] Na caixa de resfriamento montada 10, a gaxeta 48 é dimensionada para se estender entre as placas de partição 40, 43 e a placa de cobertura 50 a fim de garantir uma conexão vedada entre as placas de partição 40, 43 e a placa de cobertura 50. A placa de cobertura 50 aplica adicionalmente uma carga de pressão nas bordas das placas de partição 40, 43 por meio da gaxeta 48, prendendo as placas de partição na câmara interna 18.
[048] A extremidade traseira do corpo 12 é circundada por um colar metálico amplo 64 provido para formar a conexão entre a caixa de resfriamento 10 e a parede do forno, por exemplo, para soldar a caixa de resfriamento 10 em uma carcaça do forno. Esta conexão não é aqui discutida, mas pode compreender qualquer meio adequado, tal como, por exemplo, uma junta soldada.
[049] Uma outra modalidade preferida da caixa de resfriamento será agora descrita em relação às figuras 4 até 6. Esta modalidade difere principalmente da modalidade prévia na forma do circuito de resfriamento no interior da caixa de resfriamento. A mesma será descrita em comparação com a modalidade prévia. Os recursos não detalhados a seguir devem ser considerados similares à modalidade prévia, e os recursos que têm a mesma função técnica irão manter a mesma referência numérica aumentada em 100.
[050] A caixa de resfriamento 110, da forma mostrada na figura 4, compreende um corpo oco 112 com uma câmara interna 118 definida por uma parede de topo 120, uma parede de base 122 e paredes periféricas que compreendem uma parede traseira 128 com uma abertura ampla 130.
[051] A câmara interna 118 compreende um circuito de resfriamento 132 configurado para receber um fluxo de um fluido refrigerante entre uma admissão 134 e um escape 136. Nesta modalidade, a admissão 134 e o escape 136 da câmara interna 118 são arranjados próximos um do outro em uma extremidade da parede traseira 128.
[052] O circuito de resfriamento 132 compreende cinco paredes de partição formadas por cinco placas de partição metálicas que se estendem no interior da câmara interna 118 entre as paredes de topo e de base 120, 122.
[053] A manufatura da caixa de resfriamento 110 de acordo com esta segunda modalidade compreende as mesmas etapas da modalidade prévia, com operações ligeiramente diferentes, da forma descrita a seguir.
[054] Uma primeira placa de partição 170 e uma quinta placa de partição 172 são formadas pelas pernas de um elemento em forma de U 168 dimensionado para se estender para dentro paralelo às paredes periféricas do corpo 112 para criar um caminho de largura constante adjacente às paredes periféricas. A placa de partição em forma de U 168 compreende uma cunha de conexão 174 perpendicular às suas pernas e unindo as extremidades da primeira e da quinta placas de partição 170, 172. A primeira placa de partição 170 fica disposta entre a admissão 134 e o escape 136. Uma extremidade livre da quinta placa de partição 172 compreende uma primeira abertura 176 próxima da abertura 130 a fim de permitir que o fluido refrigerante passe através da quinta placa de partição 172. A cunha de conexão 174 do elemento em forma de U 168 forma um canal próximo de uma parede frontal 126 do corpo 112, este canal sendo paralelo à parede frontal 126.
[055] A conexão com adaptação de forma entre o elemento em forma de U 168 e o corpo 112 é obtida por superfícies escalonadas nas paredes de topo e de base 120, 122. As superfícies escalonadas 178 compreendem uma face proximal 180 mais próxima de um plano que passa através do plano central da câmara interna 118 paralelo às paredes de topo e de base 120, 122, e uma face distal 182 adicionalmente afastada do plano central da câmara interna 118. A face proximal 180 é plana e tem uma largura constante ao longo das paredes periféricas do corpo 112. A face distal 182 é uma outra superfície plana que tem as mesmas dimensões do elemento em forma de U 168 e disposta na câmara interna 118 para dentro em relação à face proximal 180. Um degrau de posicionamento 184 é criado entre as faces proximal e distal 180, 182, formando um apoio para o elemento em forma de U 168.
[056] Preferivelmente, os degraus de posicionamento 184 das paredes de topo e de base são idênticos, com uma altura de poucos milímetros, como, por exemplo, entre 3 e 5 mm. O elemento em forma de U 168 pode, portanto, ser integralmente recebido contra os dois degraus de posicionamento 184.
[057] A etapa de introduzir o elemento em forma de U 168 envolve deslizar o elemento em forma de U 168 sobre as faces distais das paredes de topo e de base 120, 122. A primeira e a quinta placas de partição 170, 172 do elemento em forma de U 168 deslizam contra os lados do degrau de posicionamento 184 até a cunha de conexão 174 apoiar contra o degrau de posicionamento 184 próximo da parede frontal 126 em uma conexão com adaptação de forma.
[058] Da forma mostrada nas figuras 5 e 6, uma segunda, uma terceira e uma quarta placas de partição 190, 188, 186 se estendem a partir da parede traseira 128 entre a primeira e a quinta placas de partição 170, 172. Estas segunda, terceira e quarta placas são paralelas às primeira e quinta placas de partição 170, 172 e sucessivamente dispostas na direção lateral da caixa de resfriamento 110.
[059] As segunda, terceira e quarta placas de partição 190, 188, 186 são encaixadas em uma conexão com adaptação de forma no interior da câmara interna 118 em fendas retas 146 formadas nas faces distais 182 das paredes de topo e de base 120, 122, que se estendem a partir da abertura 130 da parede traseira 128. Como uma alternativa à primeira modalidade, a segunda, a terceira e a quarta placas de partição 190, 188, 186 não são aqui providas com as correspondentes linguetas, mas encaixam com suas bordas diretamente no interior das fendas 146. A inserção da segunda, da terceira e da quarta placas de partição 190, 188, 186 nas fendas é similar à modalidade prévia, desde que a segunda, a terceira e a quarta placas de partição 190, 188, 186 sejam inseridas depois da placa do elemento em forma de U 168.
[060] Mais próximo da quinta placa de partição 172, a quarta placa de partição 186 tem um comprimento menor do que o comprimento da segunda perna do elemento em forma de U 168, deixando uma passagem para o fluxo do fluido de resfriamento. Então, a terceira placa de partição 188 é dimensionada para entrar em contato de vedação tanto com a cunha de conexão 174 do elemento em forma de U 168 quanto com a placa de cobertura 150. A terceira placa de partição 188 compreende uma segunda abertura 192 próxima da cunha de conexão 174 a fim de permitir que o fluido refrigerante flua através quando o mesmo se aproximar da parede traseira. A segunda placa de partição 190 é similar à quarta placa de partição 186 e gera um último laço no circuito de resfriamento 132 entre a terceira placa de partição 188 e o escape 136.
[061] O fluxo do fluido refrigerante, simbolizado pelas setas na figura 5, entra através da admissão, flui ao longo da primeira placa de partição 168, da cunha de conexão 174 e da quinta placa de partição 172. O fluido refrigerante, então, flui através da primeira abertura 176 até o outro lado da quinta placa de partição 172. A partir dali, o fluido refrigerante flui para cima e para baixo ao longo da quarta, da terceira e da segunda placas de partição 186, 188, 190 para, finalmente, alcançar o escape 136. LISTA DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 10, 110 caixa de resfriamento 12, 112 corpo oco 14 extremidade frontal 16 extremidade traseira 18, 118 câmara interna 20, 120 parede de topo 22, 122 parede de base 24 paredes laterais 26 parede frontal 28, 128 parede traseira 30, 130 abertura 32, 132 circuito de resfriamento 34, 134 admissão 36, 136 escape 40 primeira placa de partição 42 segunda parede de partição 43 terceira placa de partição 44 linguetas 46, 146 fendas 48 gaxeta 50, 150 placa de cobertura 52 furos rosqueados 54 escavações cônicas 56 parafusos 58 furos 60 orifício de admissão 62 orifício de escape 64 colar metálico 168 elemento em forma de U 170 primeira placa de partição 172 quinta placa de partição 174 cunha de conexão do elemento em forma de U 176 primeira abertura 178 superfície escalonada 180 face proximal 182 face distal 184 degrau de posicionamento 186 quarta placa de partição 188 terceira placa de partição 190 segunda placa de partição 192 segunda abertura
Claims (9)
1. Caixa de resfriamento para um forno metalúrgico, caracterizada por compreender um corpo oco alongado que se estende longitudinalmente a partir de uma extremidade frontal, até uma extremidade traseira oposta, a dita extremidade traseira sendo, em uso, conectada em uma parede do forno; o corpo tendo paredes externas que compreendem uma parede de topo, uma parede de base oposta, e paredes periféricas que conectam as bordas das paredes de topo e de base do corpo; o corpo compreendendo adicionalmente uma câmara interna que tem um circuito de resfriamento configurado para receber um fluxo de fluido refrigerante no mesmo entre pelo menos uma admissão e pelo menos um escape; a dita caixa de resfriamento compreendendo adicionalmente pelo menos uma placa de partição encaixada na câmara interna através uma conexão com adaptação de forma para formar o dito circuito de resfriamento, em que a placa de partição se estende da parede de topo até a parede de base; as paredes de topo e de base, respectivamente, compreendendo pelo menos uma fenda voltada uma para a outra para receber a placa de partição, a placa de partição compreendendo linguetas ao longo de suas bordas longitudinais correspondendo às fendas das paredes de topo e de base, a fim de encaixar a placa de partição com as paredes de topo e de base; em que a extremidade traseira do caixa de resfriamento compreende uma parede traseira com uma abertura vedada por uma placa de cobertura metálica, a abertura na parede traseira é usada para inserir as placas de partição na câmara interna da caixa de resfriamento e a placa de cobertura é conectada na parede traseira com parafusos.
2. Caixa de resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a placa de cobertura ter pelo menos um orifício de admissão e pelo menos um orifício de escape, respectivamente, em comunicação com a admissão e o escape da câmara interna.
3. Caixa de resfriamento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a placa de partição ser presa no interior da câmara interna pela placa de cobertura.
4. Caixa de resfriamento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a placa de partição compreender uma abertura para permitir o fluido do refrigerante através da placa de partição.
5. Caixa de resfriamento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a placa de partição compreender um elemento em forma de U.
6. Caixa de resfriamento, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por as paredes de topo e de base terem uma superfície escalonada com uma face distal e uma face proximal formando um degrau limítrofe para a placa de partição.
7. Caixa de resfriamento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a caixa de resfriamento compreender adicionalmente uma gaxeta entre a parede traseira e a placa de cobertura.
8. Método para manufaturar uma caixa de resfriamento, conforme definida nas reivindicações 1 a 7, caracterizado por o método compreender as etapas de prover um corpo oco alongado que se estende a partir de uma extremidade frontal, até uma extremidade traseira oposta, a dita extremidade traseira sendo, em uso, conectada em uma parede do forno; o dito corpo tendo paredes externas que compreendem uma parede de topo, uma parede de base oposta, e paredes periféricas que conectam as bordas das paredes de topo e de base do corpo; uma câmara interna sendo formada entre as ditas paredes externas; a câmara interna sendo configurada para receber um fluxo de fluido refrigerante na mesma, entre pelo menos uma admissão e pelo menos um escape; em que a extremidade traseira da caixa de resfriamento compreende uma parede traseira e uma abertura, usinar nas paredes de topo e de base, respectivamente, pelo menos uma fenda voltada umas para as outras a partir da abertura da extremidade traseira; inserir uma placa de partição na câmara interna através da abertura da extremidade traseira do corpo, desse modo, formando um circuito de resfriamento, em que a placa de partição compreende linguetas ao longo de suas bordas longitudinais correspondendo às fendas das paredes de topo e de base, e em que a placa de partição é inserida na câmara interna pelo deslizamento da dita placa de partição por encaixe das linguetas nas fendas opostas das paredes de topo e de base a partir da face traseira; e fechar de forma vedada a abertura da extremidade traseira com uma placa de cobertura, em que a placa de cobertura é conectada na parede traseira da caixa de resfriamento com parafusos.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a placa de cobertura ter pelo menos uma admissão e pelo menos um escape para permitir um fluxo do fluido de resfriamento para dentro e para fora da câmara interna.
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