ES2588068T3

ES2588068T3 - Máquina para el tratamiento térmico de material a granel

Info

Publication number: ES2588068T3
Application number: ES12772765.9T
Authority: ES
Inventors: Andrej SCHULAKOW-KLASS; Pierre MANTHEY; Eugen Schmidt; Edgar BRUDNYJ
Original assignee: Outotec Finland Oy
Current assignee: Outotec Finland Oy
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2016-10-28
Anticipated expiration: 2032-10-08
Also published as: UY35052A; IN2015KN00710A; CN104704310B; UA111294C2; US20150233641A1; EA025987B1; EP2904342B1; CN104704310A; EA201590512A1; EP2904342A1; CA2885219A1; BR112015007706A2; CA2885219C; WO2014056519A1

Abstract

Máquina para el tratamiento térmico de material a granel, en particular una máquina de sinterizado o peletización, que comprende una parrilla de desplazamiento (4) con una pluralidad de vagonetas de palés (3), que se trasladan a través de al menos una estación de tratamiento para efectuar el tratamiento térmico del material a granel, y una estructura de sellado que sella las vagonetas de palés (3) contra la máquina, en donde la estructura de sellado comprende una banda de sellado (15) accionada por resorte en contacto con una superficie de sellado plana (16, 20), caracterizada por que la banda de sellado (15) se mantiene mediante un elemento de resorte de ballesta (13) que empuja la banda de sellado (15) contra la superficie de sellado (16, 20) y por que se montan elementos de resorte de ballesta (13) en un bastidor de la máquina y/o en una cubierta (2) provista por encima de la parrilla de desplazamiento (4) y por que la superficie de sellado (16, 20) se provee sobre las vagonetas de palés (3).

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

DESCRIPCION

Maquina para el tratamiento termico de material a granel

La invencion se refiere a una maquina para el tratamiento termico de material a granel, en particular a una maquina de sinterizado o peletizacion, que comprende una parrilla de desplazamiento con una pluralidad de vagonetas de pales, que se trasladan a traves de al menos una estacion de tratamiento para efectuar el tratamiento termico en el material a granel, y una estructura de sellado que sella las vagonetas de pales contra la maquina, en donde la estructura de sellado comprende una banda de sellado accionada por resorte en contacto con una superficie de sellado plana.

En plantas de peletizacion o de sinterizado el material a granel que hay que tratar, por ejemplo, mineral de hierro o mineral de zinc, se carga en vagonetas de pales que forman una cadena sin fin tambien denominada, "parrilla de desplazamiento". Las vagonetas de pales se llenan con el material a granel y pasan a traves de varias estaciones de tratamiento de un horno, en el que el material se trata termicamente, p. ej., se calienta, se seca, se cuece y enfna. Normalmente, se proveen toberas debajo de la parrilla de desplazamiento que aspiran aire caliente a traves del material a granel situado sobre las vagonetas de pales.

Un problema estandar de las maquinas de sinterizado y peletizacion conocidas es el denominado aire falso que no se aspira a traves del material a tratar, sino por ejemplo a traves del espacio entre las toberas y los medios de soporte de las parrillas de desplazamiento. Ademas, debe evitarse que se escapen gases del horno a traves de huecos provistos entre la cubierta de horno y la parrilla de desplazamiento.

Se han propuesto varias medidas para reducir la cantidad de aire falso. Como se describe en las patentes de Austria AT 290858 o Europea EP 0 463 666 A1 se puede proveer una maquina de sinterizado con una o mas barras bajo cada vagoneta de pales, cuyas barras se impulsan en la direccion de una grna conectada a la estructura fija mediante una fuerza de resorte. La grna y la barra proporcionan juntas un sellado estanco al gas. La fuerza de sellado viene provista por la gravedad debido al peso de la vagoneta de pales cargada y a la presion del resorte. Aun asf, sin embargo, hay cierta perdida entre el cuerpo de sellado y la estructura fija.

La patente Europea EP 1 195 565 A1 describe un metodo y un dispositivo para sellar una cubierta de soplado de gas presurizado por encima de un lecho mezcla en bruto de sinterizado. En el borde inferior del faldon de la cubierta de soplado, se provee una pieza de sellado compuesta de un material compuesto que comprende puntas de un cuerpo duro ngido y un miembro de cuerpo elastico. La pieza de sellado esta en contacto deslizante con el lecho de mezcla en bruto. Se pueden usar resortes adicionales para mejorar la capacidad de seguimiento y de contacto deslizante de la pieza de sellado con la superficie del lecho de mezcla en bruto de sinterizado.

La patente alemana DE 203 08 160 U1 describe una cubierta de recocido para el tratamiento termico de productos semiterminados y piezas de trabajo. Se provee una brida en el extremo inferior abierto de la cubierta de recocido. La brida se apoya contra una base y sella el interior del interior para evitar escapes de gas inerte. La brida tiene una zona de conexion que es curvilmea y elasticamente deformable. Por tanto la zona de conexion es capaz de absorber las tensiones mecanicas resultantes de distintas expansiones termicas del manto de la cubierta y el manto de la brida.

Se debe realizar mucho esfuerzo para minimizar los huecos necesarios para el movimiento de los cuerpos de sellado dentro de la carcasa. Si se usa un simple sello de deslizamiento sin fuerza de presion adicional, el efecto de sellado es el resultado del contacto superficial entre la banda de sellado y la superficie de sellado. La eficiencia de esta estructura de sellado, sin embargo, se reduce con el tiempo a medida que los medios de sellado se desgastan y no se puede garantizar suficiente contacto. Ademas, hay que proveer bandas de sellado en cada vagoneta de pales, aumentando el coste del equipo. Sin embargo, de hecho, el efecto de sellado solo debe proveerse cuando las vagonetas de pales pasan por el horno, mientras que las bandas de sellado no tienen funcion alguna sobre al menos la mitad de su recorrido cuando se ponen del reves a lo largo de una cadena inferior hacia la rueda de elevacion.

Por lo tanto es un objeto de la presente invencion, proveer un sellado fiable entre la parrilla de desplazamiento y la estructura fija de una maquina de sinterizado o peletizacion. Ademas, los costes del equipo debenan reducirse.

Segun la presente invencion se provee una maquina que comprende las caractensticas de la reivindicacion 1. En particular, la banda de sellado se sujeta mediante un elemento de resorte de ballesta que empuja la banda de sellado contra la superficie de sellado.

El elemento de resorte de ballesta combina las funciones desglosadas anteriormente en cuanto a proveer la fuerza de sellado y el guiado y sujecion de la banda de sellado. Esta estructura integral reduce fugas relacionadas necesariamente con soluciones anteriores que usan la gravedad. Es necesario sellar solo contra el hueco de sellado primario que se forma entre las vagonetas de pales en movimiento y la estructura fija de la maquina de sinterizado o peletizacion.

Otra ventaja de usar resortes de ballesta es que proveen de flexibilidad lateral y torsional al sistema de sellado de manera que es posible absorber el movimiento lateral constantemente presente de las vagonetas de pales sin danar el sistema de sellado.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Segun la presente invencion los elementos de resorte de ballesta se montan en la estructura fija de la maquina, en particular, en un bastidor provisto debajo de la parrilla de desplazamiento y/o en una cubierta provista encima de la parrilla de desplazamiento, mientras que en ambos casos la superficie de sellado se provee en las vagonetas de pales. Como resultado, la estructura de sellado puede proveerse debajo de la parrilla de desplazamiento para sellarse contra las toberas, pero tambien encima de la parrilla de desplazamiento si se provee una cubierta. Las toberas estan presentes en plantas de sinterizado y peletizacion mientras que las cubiertas actualmente se usan principalmente solo en plantas de peletizacion. Hay, no obstante, una tendencia a usar cubiertas tambien en plantas de sinterizacion. Dado que los elementos de resorte de ballesta se proveen solo en secciones estaticas de la planta es posible proveer los sistemas de sellado solo dentro de las zonas de procesamiento y reducir de ese modo el numero de sistemas de sellado en mas de un 50 % comparado con la tecnica anterior que provee sistemas de sellado en cada vagoneta de pales.

Preferiblemente se conforman los resortes de ballesta con forma de U, al representar el diseno mas sencillo, que puede fabricarse facilmente y permite una instalacion sencilla. Otras formas, tales como por ejemplo, formas de doble U, perfiles en V, W o L son tambien posibles. Si bien el perfil usado puede adaptarse a los requisitos espedficos de las maquinas de sinterizado y peletizacion, la produccion de los perfiles alternativos mencionados anteriormente es mas compleja y requieren mayor espacio para su instalacion.

En vista de las altas temperaturas presentes en las maquinas de sinterizado y peletizacion, los elementos de resorte de ballesta debenan formarse a partir de materiales termicamente resistentes, tales como 1,4568, 1,4451, 1,4571, 1,45301, etc. con elevadas propiedades de rigidez a un elevado nivel de temperatura, segun la norma EN 100088-2.

Forma parte de la presente invencion que el elemento de resorte de ballesta este pretensado de modo que ademas de reaccionar al peso de las vagonetas de pales provea una carga activa de presion para aumentar el efecto de sellado. Esto es relevante en particular con respecto al sellado contra la cubierta provista encima de la parrilla de desplazamiento.

Para facilitar el trabajo de mantenimiento y reducir costes, se proveen varios elementos de resorte de ballesta y/o bandas de sellado consecutivos a lo largo de la longitud de las estaciones de tratamiento. En caso de danos, solo hay que cambiar las secciones pertinentes. Ademas, las secciones de tratamiento termico en las plantas de sinterizado y peletizacion con frecuencia son muy largas, de manera que sena muy diffcil proveer elementos de resorte de ballesta o bandas de sellado integrales que se extiendan a lo largo de toda la longitud de las secciones de tratamiento termico.

Para evitar perdidas entre elementos consecutivos de resorte de ballesta o de sellado, la invencion provee que elementos de resorte de ballesta y/o bandas de sellado adyacentes se superpongan en las direcciones vertical y/o horizontal. Por lo tanto, los huecos entre sistemas de sellado adyacente estan cerrados o tapados. Ademas, el solapamiento provee una conexion por ajuste de forma entre los segmentos de sellado, que potencia la estabilidad y la habilidad para soportar fuerzas sobre toda la longitud que hay que sellar.

Ademas o como alternativa a un solapamiento de elementos de resorte de ballesta adyacentes se puede proveer un miembro de conexion entre elementos de resorte de ballesta adyacentes para sellar los huecos entre los mismos y para proveer una conexion estable.

Si la fuerza de resorte del elemento de resorte de ballesta se reduce debido al entorno de altas temperaturas, es posible proveer resortes adicionales de presion dentro de los elementos de resorte de ballesta para ayudar a la fuerza de empuje de los mismos o usar elementos de resorte de ballesta que tengan un modulo de resiliencia mas elevado (constante elastica) en regiones solicitadas espedficamente.

El sistema segun la presente invencion provee considerables ventajas en cuanto a fiabilidad del sistema de sellado y reduce los costes de los equipos ya que las superficies de las vagonetas de pales que deben ser procesadas se minimizan y dado que el numero de sistemas de sellado disminuye drasticamente. El nuevo sistema requiere menos de la mitad del numero de sistemas de sellado que se consideraba necesario en la tecnica anterior ya que ahora solo es necesario proveerlos en las areas de procesado y ya no en cada vagoneta de pales.

La invencion se describira ahora basandose en realizaciones preferibles mostradas en los dibujos. Todas las caractensticas descritas y/o ilustradas, forman la materia objeto de la presente invencion por sf mismas o en cualquier combinacion, independientemente de su inclusion en las reivindicaciones o su referencia primaria.

En los dibujos:

la Fig. 1 muestra esquematicamente una maquina de peletizacion con parrilla de desplazamiento,

la Fig. 2 muestra esquematicamente una seccion de la planta que incluye una vagoneta de pales, una tobera y el sistema de sellado provisto entremedias,

la Fig. 3 muestra una parte ampliada de la Fig. 2 que ilustra el sistema de sellado, la Fig. 4 es una vista parcial en perspectiva del sistema de sellado de la Fig. 2,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

la Fig. 5 es una vista parcial ampliada del sistema de sellado mostrado en la Fig. 4,

la Fig. 6 es una vista parcial en perspectiva del sistema de sellado provisto entre la vagoneta de pales y la cubierta,

la Fig. 7 muestra una vista parcial en seccion trasversal ampliada a traves del sistema de sellado de la Fig. 6.

A modo de ejemplo, la Fig. 1 muestra una maquina de peletizacion 1 para producir pellas de mineral, en la que se emplea la invencion. La invencion tambien es adecuada para su uso en maquinas de sinterizado u otras maquinas que tratan termicamente material a granel aspirando o soplando aire u otro fluido a traves del mismo.

En una estacion de suministro, no ilustrada, bajo una cubierta 2, el material se carga en vagonetas de pales 3 que forman una cadena sin fin tambien denominada, "parrilla de desplazamiento" 4. Bajo la cubierta 2, el material a granel transportado sobre las vagonetas de pales 3 pasa a traves de una pluralidad de estaciones de tratamiento termico en las que el material a granel, p. ej., se seca, se precalienta, se cuece y finalmente se enfna de nuevo. En particular, se aspira aire a traves del material a granel que llevan las vagonetas de pales 3 mediante toberas, no mostradas en la Fig. 1, que se proveen debajo de la parrilla de desplazamiento 4 (vease la Fig. 2). En las estaciones de tratamiento, bajo la cubierta 2, la parrilla de desplazamiento 4 se grna sobre una cadena superior 5 de una transportadora continua 6. Tras pasar a traves de la cubierta 2, las vagonetas de pales 3 de la parrilla de desplazamiento 4 alcanzan una estacion de descarga o de volteo 7 asociada con una rueda accionada o de volteo 8 de la transportadora continua 6. Allf, las vagonetas de pales 3 se inclinan, de manera que su carga se vierta por gravedad. Dado que las vagonetas de pales 3 se grnan mediante un riel de grna 9, ellas mismas no se caen sino que se ponen del reves con respecto a la rueda de elevacion 10 en una cadena inferior 11 de la transportadora continua 6. En funcionamiento normal, la parrilla de desplazamiento 4 circula sin fin sobre la transportadora continua 6 y transporta el material a granel a traves de las estaciones de tratamiento bajo la cubierta 2 antes de ser vertido en la estacion de descarga o de volteo 7 y se procesa adicionalmente de una manera que aqrn no se describe en detalle.

Como se muestra en la Fig. 2, debajo de la parrilla de desplazamiento 4 se ha provisto una tobera 12 que aspira aire caliente provisto en la cubierta 2 a traves del material a granel transportado en la vagoneta de pales 3. Para evitar la aspiracion de aire falso entre el extremo superior de la tobera 12 y las vagonetas de pales 3, se provee un sistema de sellado, que se muestra con mas detalle en la Fig. 3. En una superficie lateral superior de la tobera 12 se monta un elemento de resorte de ballesta 13 mediante pernos 14 o cualquier otro elemento adecuado de montaje. El elemento de resorte de ballesta 13 tienen un brazo superior 13a y un brazo inferior 13b conectados mediante una seccion de conexion 13c de modo que el elemento de resorte de ballesta tiene una seccion transversal en forma de U. En su superficie superior el elemento de resorte de ballesta 13 soporta una banda de sellado 15 fabricada de un material resistente al desgaste, en particular una aleacion especial de hierro, hierro fundido o material general (hierro o plastico o cualquier combinacion de los mismos) con propiedades de alta resistencia y bajo coeficiente de friccion. En la banda de sellado 15 estatica una superficie inferior de sellado 16 procesada provista en el lado del fondo de cada vagoneta de pales 3 se desliza durante el movimiento de la vagoneta de pales 3.

Como resulta evidente a partir de las Fig. 4 y 5, se proveen varios elementos de resorte de ballesta 13 y bandas de sellado consecutivos a lo largo de la longitud de las estaciones de tratamiento de la maquina de peletizacion 1. Para evitar la entrada de aire falso en los huecos entre segmentos de sellado adyacentes, se superponen bandas de sellado 15 adyacentes en la direccion vertical y/o horizontal. Como se muestra en las Fig. 4 y 5, el solapamiento vertical entre segmentos de sellado adyacentes esta provisto por rebajes 17 y protrusiones 18 correspondientes, formados en extremos respectivos de las bandas de sellado 15 y/o elementos de resorte de ballesta 13. En particular para los elementos de resorte de ballesta 13 relativamente finos, el solapamiento puede tambien proveerse mediante un miembro de conexion 19 que conecta elementos de resorte de ballesta 13 adyacentes y cierra cualquier hueco entre medias.

Las Fig. 6 y 7 muestran esquematicamente el sistema de sellado provisto entre las vagonetas de pales 3 y la cubierta 2 situada por encima de la parrilla de desplazamiento 4. La estructura del sistema de sellado basicamente es la misma que la del sistema de sellado provisto entre las vagonetas de pales 3 y la tobera 12 como se ha descrito con respecto a las Figuras 3 a 6. Los elementos correspondientes, por lo tanto, se han designados usando los mismos numeros de referencia y se omitira una descripcion redundante de los mismos. La banda de sellado 15 provista entre el elemento de resorte de ballesta 13 y la superficie superior de la vagoneta de pales 3 descansa sobre una superficie superior de sellado 20 de la vagoneta de pales 3. En este caso, la presion por el accionamiento del resorte que actua a traves de elementos de resorte de ballesta 13 sobre la banda de sellado 15 es incluso mas importante que en el sistema de sellado provisto para el hueco entre las vagonetas de pales 3 y la tobera 12 porque encima de la vagoneta de pales 3 el sellado no esta asistido por la gravedad debido al peso de las vagonetas de pales 3 cargados.

Para compensar una reduccion de la fuerza de empuje de los elementos de resorte de ballesta 13 debido a tensiones termicas en el proceso de tratamiento termico, se pueden proveer resortes de presion adicionales (no mostrados) entre los brazos superior e inferior 13a, 13b del elemento de resorte de ballesta 13. Como alternativa, pueden proveerse elementos de resorte de ballesta que tengan una constante elastica mas elevada en tales regiones.

En los dibujos los elementos de resorte de ballesta 13 que se muestran tienen forma de U. Este es el diseno mas preferible de los elementos 13. No obstante, tambien es posible usar otras formas, en particular una forma de doble U,

5

10

15

20

25

30

35

una forma en V, una forma en W o una forma en L.

Con la invencion, es posible simplificar las estructuras de sellado provistas en maquinas de sinterizado o peletizacion en donde se puede proveer una fuerza de sellado continua debido al resorte de ballesta resiliente. Dado que las funciones de la introduccion de la fuerza y guiado de los elementos de sellado se combinan, es posible una estructura cerrada evitando completamente el aspirado de aire falso o fugas de aire en el horno. Las propiedades de torsion y doblado de los elementos de resorte de ballesta absorben el movimiento lateral de las vagonetas de pales por deformacion sin danos en el sistema de sellado o las vagonetas de pales.

Economicamente, hay considerables ventajas en comparacion con los sistemas de sellado conocidos dado que se puede reducir el numero de sistemas de sellado al menos en un 50 % puesto que solo tienen que proveerse en la region de procesado de la maquina pero no en cada vagoneta de pales.

Lista de numeros de referencia

1 maquina de peletizacion

2 cubierta

3 vagoneta de pales

4 parrilla de desplazamiento

5 cadena superior

6 transportadora

7 estacion de volteo

8 rueda de volteo

9 riel de grna

10 rueda de accionamiento o rueda de elevacion

11 cadena inferior

12 tobera

13 elemento de resorte de ballesta

13a brazo superior

13b brazo inferior

13c region de conexion

14 perno

15 banda de sellado

16 superficie de sellado inferior

17 rebaje

18 protrusion

19 miembro de conexion

20 superficie de sellado superior

Claims

5

10

15

20

25

REIVINDICACIONES

1. Maquina para el tratamiento termico de material a granel, en particular una maquina de sinterizado o peletizacion, que comprende una parrilla de desplazamiento (4) con una pluralidad de vagonetas de pales (3), que se trasladan a traves de al menos una estacion de tratamiento para efectuar el tratamiento termico del material a granel, y una estructura de sellado que sella las vagonetas de pales (3) contra la maquina, en donde la estructura de sellado comprende una banda de sellado (15) accionada por resorte en contacto con una superficie de sellado plana (16, 20), caracterizada por que la banda de sellado (15) se mantiene mediante un elemento de resorte de ballesta (13) que empuja la banda de sellado (15) contra la superficie de sellado (16, 20) y por que se montan elementos de resorte de ballesta (13) en un bastidor de la maquina y/o en una cubierta (2) provista por encima de la parrilla de desplazamiento (4) y por que la superficie de sellado (16, 20) se provee sobre las vagonetas de pales (3).
2. Maquina segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el elemento de resorte de ballesta (13) esta conformado en forma de U, doble U, V, W o de L.
3. Maquina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el elemento de resorte de ballesta (13) se forma a partir de material termicamente resistente.
4. Maquina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el elemento de resorte de ballesta (13) esta pretensado.
5. Maquina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que se provee un muelle de presion adicional dentro del elemento de resorte de ballesta (13).
6. Maquina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que se proveen elementos de resorte de ballesta (13) de distinta fuerza sobre la longitud de las estaciones de tratamiento.
7. Maquina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que a lo largo de la longitud de las estaciones de tratamiento se proveen varios elementos de resorte de ballesta (13) y/o bandas de sellado (15) consecutivos.
8. Maquina segun la reivindicacion 7, caracterizada por que bandas de sellado (15) adyacentes y/o elementos de resorte de ballesta (13) se superponen en las direcciones vertical y/o horizontal
9. Maquina segun la reivindicacion 7 u 8, caracterizada por que se provee un miembro de conexion (19) entre elementos de resorte de ballesta (13) adyacentes.