ES2898960T3 - Horno de fusión para planta metalúrgica y método de operación para el mismo - Google Patents

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Abstract

Un método de operación de un horno de fusión que comprende - un recipiente provisto de un fondo (2); - un conducto de vaciado (3) que pasa a través del fondo (2) y tiene un primer tramo (6) dispuesto en el espesor del fondo (2) y que pasa completamente a través del fondo (2), y un segundo tramo (5), adyacente al primer tramo (6), que sobresale dentro del recipiente; - una cubierta fija (7) del segundo tramo (5) conformada como una campana, cerrada en un extremo superior (8) de la misma y abierta en un extremo inferior (9) de la misma; siendo dicha campana coaxial y estando separada de dicho segundo tramo (5), y estando separada de una zona del fondo (2) que incluye el primer tramo (6) del conducto de vaciado (3), por lo que la cubierta fija (7), en funcionamiento conjunto con el segundo tramo (5) del conducto de vaciado (3), define un volumen (4) dentro de la cubierta fija (7) y está adaptada para actuar como una caperuza de vaciado; - unos medios de rotación adaptados para hacer rotar el recipiente de tal manera que el conducto de vaciado (3) pase de una primera posición de referencia a una segunda posición inclinada con respecto a dicha primera posición de referencia, y viceversa; comprendiendo el método las siguientes etapas: a) proporcionar al recipiente el conducto de vaciado (3) en la primera posición de referencia y proporcionar un baño de material metálico fundido (16) a un nivel igual tanto dentro como fuera de la cubierta (7) y comprendido entre el extremo inferior (9) de la cubierta (7) y un borde superior (13) del segundo tramo (5), manteniéndose una escoria (17) en la superficie de dicho baño fuera de la cubierta (7); b) hacer rotar el recipiente en una primera dirección de tal manera que el conducto de vaciado (3) pase de dicha primera posición de referencia a dicha segunda posición inclinada hasta que el nivel de material metálico fundido alcance el borde superior (13) del segundo tramo (5) de tal manera que el material metálico fundido comience a vaciarse a través del conducto de vaciado (3) creando una depresión dentro del volumen (4); c) hacer rotar el recipiente en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, de tal manera que el conducto de vaciado (3) vuelva a la primera posición de referencia, mientras, debido a dicha depresión, el material metálico fundido pasa desde el exterior de la cubierta (7) al interior del volumen (4) y continúa vaciándose a través del conducto de vaciado (3) hasta que se suprime dicha depresión.

Description

DESCRIPCIÓN
Horno de fusión para planta metalúrgica y método de operación para el mismo
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un horno de fusión, p. ej., un horno de arco eléctrico y su método de operación, dicho horno de fusión se usa en una planta metalúrgica.
Antecedentes de la técnica
El proceso de fusión contempla convencionalmente la fusión de chatarra metálica generando arcos eléctricos, adaptados para hacer chispas, en hornos de fusión de corriente alterna, entre los electrodos dispuestos en el techo y la chatarra, y adaptados para hacer chispas, en hornos de fusión de corriente continua, entre al menos un electrodo colocado arriba (cátodo) y al menos un electrodo inferior (ánodo) colocado debajo del piso o fondo del horno.
Esto produce temperaturas extremadamente altas, que hacen que el material metálico se funda y licue, provocando de este modo la formación de un baño metálico y una capa espumosa, llamada escoria, en la superficie de dicho baño metálico.
Normalmente, una sola carga de chatarra no es suficiente para obtener la cantidad nominal de producto fundido, por lo que el horno se llena normalmente con múltiples cargas de chatarra por medio de cestas colgantes o a través de sistemas de transporte continuo.
En el primer caso, es decir, cargar por medio de cestas colgantes, se abre el techo que cubre el horno y se descarga la chatarra de una primera cesta. A continuación, se cierra el techo y comienza la fusión de la carga, que suele durar entre 20 y 25 minutos.
Durante esta etapa, los electrodos, posiblemente ayudados por sopletes y quemadores, licuan la chatarra formando el baño metálico, lo que ayudará a fundir los restos de cestas sucesivas.
La operación se repite con una segunda cesta: se detiene el arco eléctrico, los electrodos se mueven fuera de línea junto con el techo y la canasta se vacía en el recipiente. El techo se cierra, los electrodos vuelven a fundir la chatarra y aumenta el nivel general del baño.
Según el volumen de los hornos, pueden preverse otras operaciones de carga realizadas según este procedimiento.
La carga continua, en lugar de, comienza normalmente cargando la chatarra de una primera cesta y a continuación, mediante un sistema de transporte continuo, el material se agrega continuamente para lograr la cantidad deseada de producto líquido y, mientras tanto, los electrodos funden la chatarra. Como alternativa, el horno puede cargarse directamente por medio del sistema de transporte continuo.
Una vez que se haya alcanzado la cantidad deseada de chatarra, comienza la llamada etapa de refinamiento, lo que hace posible obtener el producto con la composición química deseada.
La etapa de refinado consume aproximadamente una cuarta parte de todo el ciclo de fusión y, una vez terminado, el trabajo de los electrodos se interrumpe para la etapa de vaciado, que consume aproximadamente diez minutos.
En general, un ciclo de fusión dura aproximadamente 45-55 minutos, de los cuales 7 a 10 minutos se usan para hacer el vaciado. El horno de fusión tiene un orificio de vaciado inferior excéntrico (EBT), localizado en el fondo del recipiente. El acero fundido y desescoriado se saca abriendo el orificio EBT. Este orificio, recubierto con material refractario, se mantiene cerrado durante las operaciones de fusión mediante una válvula móvil. En el momento del vaciado, la válvula se abre, por medio de dispositivos neumáticos o hidráulicos, permitiendo el flujo de salida del acero fundido. Después del vaciado, la válvula se vuelve a cerrar y el orificio EBT se sella con arena refractaria, teniendo cuidado de mantener una cierta cantidad de acero fundido dentro del recipiente, para facilitar la fusión sucesiva (el llamado resto de líquido caliente). Una vez que se toca la cantidad necesaria, el flujo de vaciado se interrumpe, la zona de vaciado se limpia desde el exterior y se carga arena en el orificio de vaciado desde el interior para evitar que el metal líquido permanezca en su interior durante las sucesivas operaciones de fusión. Esta arena se carga, en general, mediante trampillas sobre el orificio EBT.
Como se ha mencionado, todas estas operaciones consumen aproximadamente una quinta parte del tiempo de toda una operación de fusión (20 %).
el documento de patente europea EP1743948A2 también describe un horno de fusión en el que el orificio o paso de vaciado se mantiene cerrado durante las operaciones de fusión mediante una válvula móvil. En el momento del vaciado, la válvula se abre permitiendo la salida del metal fundido por gravedad. De hecho, en el recipiente se proporciona un nivel P de metal fundido mucho más alto que el borde superior O del conducto de vaciado. Como se muestra en las figuras 2a-2e de la patente europea EP1743948A2, cuando el nivel P del metal fundido alcanza una posición intermedia entre el borde inferior U de la cubierta o caperuza móvil y el borde superior O del conducto de vaciado, la cubierta móvil se baja de tal manera que su borde inferior U se sumerge en el metal fundido y se forma una depresión dentro de la cubierta móvil por medio de un conducto de succión de aire, proporcionado sobre la cubierta, de tal manera que pueda continuar el vaciado.
Después del vaciado, la válvula móvil se vuelve a cerrar y el conducto de vaciado se sella con arena refractaria.
Por lo tanto, se siente la necesidad de acortar los tiempos de inactividad inherentes al proceso de vaciado actualmente en uso al tiempo que se simplifican las etapas para restaurar el orificio de vaciado, eliminando la necesidad de cargar arena refractaria.
Compendio de la invención
El objetivo de la presente invención es proporcionar un horno de fusión y un método de operación del mismo, que garanticen una mayor productividad, acortando los tiempos de inactividad del proceso de vaciado con respecto a los hornos de fusión de la técnica anterior.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un horno de fusión, que sea más sencillo desde el punto de vista constructivo, y un método de operación del mismo que sea más sencillo y eficiente con respecto a la técnica anterior.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un horno de fusión y un método de operación del mismo que faciliten y controlen de manera óptima el flujo de metal líquido durante la etapa de vaciado, eliminando de este modo la mayoría de los tiempos de apagado, con el fin de poder seguir fundiendo también durante el vaciado.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un horno de fusión y un método de operación del mismo que permitan mejorar el control del nivel del baño al final del vaciado.
Otro objetivo de la presente invención es simplificar las etapas para restaurar el orificio de vaciado, eliminando la necesidad de cargar la arena refractaria.
Tales objetivos se consiguen mediante un horno de fusión para una planta metalúrgica que comprende
- un recipiente provisto de un fondo;
- un conducto de vaciado que pasa a través del fondo;
- medios de rotación para hacer rotar el recipiente de tal manera que el conducto de vaciado pase de una primera posición de referencia a una segunda posición inclinada con respecto a dicha primera posición de referencia, y viceversa; en donde dicho conducto de vaciado tiene un primer tramo dispuesto en el espesor del fondo y que pasa completamente a través del fondo, y un segundo tramo, adyacente al primer tramo, que sobresale dentro del recipiente;
en donde se proporciona una cubierta fija del segundo tramo conformada como una campana, cerrada en un extremo superior de la misma y abierta en un extremo inferior de la misma; siendo dicha campana coaxial y estando separada de dicho segundo tramo, y estando separada de una zona del fondo que incluye el primer tramo del conducto de vaciado, por lo que la cubierta, en funcionamiento conjunto con el segundo tramo del conducto de vaciado, define un volumen dentro de la cubierta y está adaptada para actuar como caperuza de vaciado.
Otro aspecto de la invención se refiere a un método de operación de dicho horno de fusión que comprende o consiste en las siguientes etapas:
a) proporcionar al recipiente el conducto de vaciado en la primera posición de referencia y proporcionar un baño de material metálico fundido a un nivel igual tanto dentro como fuera de la cubierta y comprendido entre el extremo inferior de la cubierta y un borde superior del segundo tramo, manteniéndose una escoria en la superficie de dicho baño fuera de la cubierta;
b) hacer rotar el recipiente en una primera dirección de tal manera que el conducto de vaciado pase de dicha primera posición de referencia a una segunda posición inclinada con respecto a dicha primera posición de referencia hasta que el nivel de material metálico fundido alcance el borde superior del segundo tramo de tal manera que el material metálico fundido comience a vaciarse a través del conducto de vaciado creando una depresión dentro del volumen;
c) hacer rotar el recipiente en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, de tal manera que el conducto de vaciado vuelva a la primera posición de referencia, mientras, debido a dicha depresión, el material metálico fundido pasa desde el exterior de la cubierta al interior del volumen y continúa vaciándose a través del conducto de vaciado hasta que se suprime dicha depresión.
Para lograr estos objetivos, la presente solución prevé modificar la zona del orificio de vaciado EBT, de tal manera que pueda implementarse incluso en hornos existentes, además de nuevos hornos, trabajando tanto en corriente alterna como en corriente continua. Por lo tanto, se modifica el diseño del horno, aumentando la altura del orificio EBT hacia el interior del cuerpo del horno, creando de este modo una especie de pozo.
La solución de la invención hace posible aumentar la productividad del horno de fusión reduciendo los tiempos de inactividad: de hecho, es posible continuar fundiendo o cargando cargas por medio de cestas de chatarra o un sistema de transporte continuo, mientras se realiza el vaciado, recuperando casi en su totalidad los tiempos de inactividad existentes en los procesos de la técnica anterior.
Ventajosamente, es más, ya no es necesario llenar el orificio EBT con arena.
El principio de operación del sistema de vaciado según la invención se basa en la diferencia de presión que se creará entre el interior y el exterior de la caperuza de vaciado o sifón.
Con el fin de inducir una diferencia de presión de este tipo, la solución preferida aprovecha un sistema de inclinación del recipiente para inducir al material fundido a entrar en la cubierta o caperuza. De esta manera, parte del aire contenido en la cubierta se expulsa por el material fundido hacia el exterior de la cubierta, produciendo de este modo la depresión suficiente para iniciar el flujo de salida del producto fundido a lo largo del pozo de vaciado. Una vez que se induce la depresión, el material fundido comenzará a fluir hacia fuera a lo largo del sifón y a lo largo del conducto de vaciado, llenando de este modo la cuchara por debajo. Medios proporcionados especialmente para obtener tal depresión, tal como por ejemplo un conducto de succión para aspirar aire desde el interior de la cubierta fija y la válvula respectiva, no son, por lo tanto, necesarios.
Es suficiente anular dicha diferencia de presión para detener el roscado. En efecto, según el principio de vasos comunicantes, siendo la presión aplicada igual, el material fundido contenido en el horno alcanza el mismo nivel dentro y fuera de la cubierta, definiendo una única superficie equipotencial.
Para suprimir esta diferencia de presión, una primera variante proporciona esperar a que el nivel de material fundido contenido en el horno disminuya hasta que ya no cubra y, por lo tanto, ya no selle, la cubierta. Tan pronto como el aire pueda pasar por el interior de la cubierta, se suprimirá la diferencia de presión y se interrumpirá el flujo de salida. Una segunda variante proporciona el accionamiento de una válvula de escape localizada en la propia cubierta, que iguala la presión interna de la cubierta con la contenida en el horno, que, en general, corresponde a la presión atmosférica.
Una tercera variante proporciona, en lugar de, inclinar el recipiente con respecto al plano horizontal en dirección opuesta a la que activa el vaciado, es decir, con el fin de elevar el nivel de material metálico fundido en la zona del recipiente en la que no está presente el conducto de vaciado.
De estas diferentes maneras, se obtiene un control perfecto de la cantidad de metal fundido a mantener dentro del horno (resto de líquido caliente) para la fusión sucesiva.
Las reivindicaciones dependientes describen las realizaciones preferidas de la invención.
Breve descripción de las figuras
Otras características y ventajas de la presente invención serán más evidentes a la luz de la descripción detallada de una realización preferida, pero no exclusiva, de un horno de fusión ilustrado a modo de ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista esquemática en sección de parte de un horno de fusión según la invención;
la figura 2 es una ampliación de algunos componentes del horno de la figura 1;
las figuras 3a a 3h representan esquemáticamente algunas secuencias de trabajo del horno de fusión según la invención.
Los mismos números de referencia en las figuras identifican los mismos elementos o componentes.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención
Las figuras muestran un horno de fusión para una planta metalúrgica según la invención.
El horno de fusión se muestra solo parcialmente en las figuras y está representado en su conjunto por el número de referencia 1. El horno de fusión 1 se describe solo parcialmente con especial referencia a los elementos que lo distinguen de los hornos conocidos. Las partes del horno que no se describen en detalle en el presente documento deberían entenderse como conocidas y convencionales en sí mismas.
El horno de fusión 1 de la invención comprende en todas sus realizaciones:
- un recipiente que tiene un fondo 2 que forma parte del suelo del horno y que comprende una superficie interior adaptada para estar en contacto con la masa metálica o baño metálico contenido en el horno 1;
- un conducto de vaciado 3 que pasa a través del fondo 2;
- medios de rotación para hacer rotar el recipiente alrededor de un eje de rotación X de tal manera que el conducto de vaciado 3 pasa desde una primera posición de referencia a una segunda posición inclinada con respecto a dicha primera posición de referencia, y viceversa.
Los medios de rotación comprenden, por ejemplo, correderas, mecanismos de cremallera o zapatas.
El conducto de vaciado 3, preferiblemente excéntrico con respecto al fondo 2, tiene un primer tramo 6 dispuesto en el espesor del fondo 2 y que pasa completamente a través del propio fondo, y un segundo tramo 5, adyacente al primer tramo 6, que sobresale dentro del recipiente. Puede proporcionarse un tercer tramo 10 del conducto de vaciado 3 que sobresale fuera del recipiente, debajo del piso base del horno. Los tramos 5, 6 y el posible tramo 10 tienen el mismo eje longitudinal.
Ventajosamente, se proporciona una cubierta 7 del segundo tramo 5 conformada como una campana, preferiblemente un tubo cerrado en un extremo superior 8 del mismo y abierto en un extremo inferior 9 del mismo. La cubierta 7 es una cubierta fija, p. ej., fijada a las paredes del recipiente, coaxial y separada de dicho segundo tramo 5 y también separada de una zona del fondo 2 que incluye el primer tramo 6 del conducto de vaciado 3, por lo que la cubierta 7, en funcionamiento conjunto con el segundo tramo 5 del conducto de vaciado 3, define un volumen 4 dentro de la cubierta 7 y adaptado para actuar como un sifón.
Tanto la cubierta 7 como el conducto de vaciado 3 se fabrican de material refractario o simplemente están recubiertos con un material refractario.
En la variante mostrada en las figuras 1 -2, habiendo definido un nivel máximo 20 del baño de material metálico fundido 16 dentro del recipiente, siempre comprendido entre el extremo inferior 9 de la cubierta 7 y un borde superior 13 del segundo tramo 5, dicho segundo tramo 5 del conducto de vaciado 3 tiene una longitud H, medida a partir de la parte del fondo 2 de la que sobresale, de tal manera que el borde superior 13 del segundo tramo 5 está siempre por encima de dicho nivel máximo 20.
Ventajosamente, la longitud del segundo tramo 5 es mayor o igual que el espesor de la zona del fondo 2 que incluye el primer tramo 6, preferiblemente, mayor o igual que la longitud del primer tramo 6.
Preferiblemente, la longitud H del segundo tramo 5 del conducto de vaciado 3, medida a partir de la parte del fondo 2 de la que sobresale, está comprendida entre 800 y 1100 mm.
La longitud del primer tramo 6 está comprendida preferiblemente entre 600 y 850 mm. La longitud del posible tercer tramo 10, por ejemplo, está comprendida entre 0 y 300 mm.
Puede proporcionarse al menos un quemador en la sección de salida del tramo 6 o del tramo 10, adaptado para accionarse al final del vaciado para limpiar el extremo inferior del conducto de vaciado.
El tubo que define la cubierta 7 está definido por una base 11, colocada en el extremo superior 8 del mismo y separado de un borde superior 13 del segundo tramo 5 del conducto de vaciado 3, y por una superficie lateral cilíndrica 12 dispuesta coaxialmente con respecto al conducto de vaciado 3 y separada de la pared exterior 14 del segundo tramo 5.
Preferiblemente, la distancia A entre la base 11 y el borde superior 13 del segundo tramo 5, la distancia B entre la superficie lateral cilíndrica 12 y la pared exterior 14 del segundo tramo 5, y la distancia C entre un borde inferior 15 del extremo inferior 9 de la cubierta 7 y la zona del fondo 2 que incluye el primer tramo 6, cumplen la siguiente relación: A = (B+C) * 0,7.
Preferiblemente, la distancia A está comprendida entre 100 y 400 mm.
Preferiblemente, la distancia B está comprendida entre 80 y 300 mm.
Preferiblemente, la distancia C está comprendida entre 50 y 250 mm.
La distancia angular entre la segunda posición y la primera posición del conducto de vaciado 3 es ventajosamente inferior a 10° con el fin de permitir, incluso durante la manipulación del recipiente y/o el vaciado del material metálico fundido, que pueda cargarse más chatarra en el recipiente y que la fusión pueda continuar sin interrupción.
Preferiblemente, dicha distancia angular está comprendida en el intervalo entre 3° y 8°, posiblemente incluyendo los valores límite, aún más preferiblemente igual a 5°-6°, es decir, comprendida en el intervalo entre 5° y 6°, incluidos los valores límite.
Como alternativa, la cubierta 7 puede ser una cubierta móvil adaptada para moverse a lo largo de su propio eje longitudinal.
Un método de operación de un horno de fusión según la invención, mostrado esquemáticamente en las figuras de 3a a 3h, se describe a continuación.
Inicialmente, el recipiente está provisto del conducto de vaciado 3 en la primera posición de referencia, p. ej., una posición vertical, y se proporciona un baño de material metálico fundido 16 a un nivel igual tanto dentro como fuera de la cubierta 7 y comprendido entre el borde inferior 15 de la cubierta 7 y un borde superior 13 del segundo tramo 5, manteniéndose la escoria 17 sobre la superficie de dicho baño 16 fuera de la cubierta 7 (figura 3a).
Por lo tanto, el método de la invención no proporciona un nivel inicial del baño de material metálico fundido más alto que el borde superior 13 del segundo tramo 5 del conducto de vaciado y, por lo tanto, no proporciona un vaciado inicial obtenido exclusivamente por gravedad.
A continuación, se hace rotar el recipiente en una primera dirección de rotación (figuras 3b y 3c) con el fin de elevar el nivel del material metálico fundido en la zona del recipiente que comprende el conducto de vaciado 3, de tal manera que el conducto de vaciado 3 pase de dicha primera posición de referencia a una segunda posición inclinada con respecto a dicha primera posición de referencia, preferiblemente en un ángulo inferior a 10°, hasta que el nivel de material metálico fundido alcance el borde superior 13 del segundo tramo 5 de tal manera que el material metálico fundido comienza a vaciarse a través del conducto de vaciado 3 creando de este modo una depresión dentro del volumen 4.
En particular, la figura 3c muestra un momento en el que el nivel del material metálico fundido dentro de la cubierta 7, es decir, dentro del volumen 4, supera el nivel del borde superior 13 del conducto de vaciado 3, por lo que el material fundido comienza a fluir a través del conducto de vaciado 3.
La depresión producida en el interior de la cubierta 7, debida al comienzo del vaciado, determina el paso del material metálico fundido desde el exterior de la cubierta 7 al volumen 4 mientras continúa el vaciado, provocando de este modo una diferencia de nivel entre el material fundido dentro de la cubierta 7 y el material fundido fuera de dicha cubierta 7, volviéndose el nivel cada vez más bajo en el exterior de la cubierta con respecto al interior.
A continuación, se hace rotar el recipiente en una segunda dirección de rotación (figuras 3d, 3e, 3f), opuesta a la primera dirección de rotación, de tal manera que el conducto de vaciado 3 vuelve a la primera posición de referencia (figura 3f) mientras continúa la extracción del material metálico fundido.
Ventajosamente, es posible cargar y/o fundir la chatarra en el recipiente también mientras se vacía. En efecto, las figuras 3c a 3e, por ejemplo, muestran cómo aumenta la cantidad de material metálico fundido 16 dentro del recipiente.
El material metálico fundido continúa pasando desde el exterior de la cubierta 7 al volumen 4 y continúa vaciándose a través del conducto de vaciado 3 hasta que el nivel de material metálico fundido fuera de la cubierta 7 alcanza el borde inferior 15 del extremo inferior 9 de la cubierta 7 (figura 3g).
En este punto, con el paso de una cantidad mínima de aire desde el exterior de la cubierta 7 al volumen 4, acompañado de una cantidad insignificante de escoria 17, se suprime la depresión dentro del volumen 4 y el nivel de material metálico fundido 16 dentro de la cubierta 7 desciende rápidamente alcanzando el borde inferior 15 y, por lo tanto, el mismo nivel del material metálico fundido fuera de la cubierta 7 (figura 3h).
Cuando finaliza el vaciado (figura 3h), y la chatarra se carga y/o se derrite en el recipiente también durante el vaciado o no, el método proporciona:
- devolver el baño del material metálico fundido 16 a un nivel entre el borde inferior 15 de la cubierta 7 y el borde superior 13 del segundo tramo 5 del conducto de vaciado (figura 3a);
- repetir las etapas ilustrados en las figuras 3b a 3h.
Ventajosamente, el conducto de vaciado 3 se mantiene siempre abierto, incluso durante la fusión de la chatarra dentro del recipiente, sin la necesidad de obstruir el orificio de vaciado con arena y sin la necesidad de proporcionar una válvula de cierre.
Una primera alternativa a la descrita anteriormente, con el fin de anular la depresión dentro del volumen 4 e interrumpir el vaciado, proporciona accionar la válvula de escape de la propia cubierta para igualar la presión dentro de la cubierta 7 con la contenida fuera de la cubierta, que, en general, corresponde a la presión atmosférica presente en el interior del recipiente.
Una segunda alternativa proporciona, en lugar de, inclinar el recipiente con respecto al plano horizontal en dirección opuesta a la dirección de inclinación activando el vaciado, es decir, con el fin de elevar el nivel de material metálico fundido en la zona del recipiente en la que no está presente el conducto de vaciado. De esta manera, el conducto de vaciado 3 pasa de dicha primera posición de referencia a una tercera posición, inclinada con respecto a dicha primera posición de referencia, hasta que el nivel de material metálico fundido dentro del volumen 4 alcanza, al menos parcialmente, el borde inferior 15 de la cubierta 7, permitiendo de este modo el paso del aire dentro de la cubierta.
De estas diferentes maneras, se obtiene un control perfecto de la cantidad de metal fundido a mantener en el interior del horno (resto de líquido caliente) para las fusiones sucesivas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un método de operación de un horno de fusión que comprende
- un recipiente provisto de un fondo (2);
- un conducto de vaciado (3) que pasa a través del fondo (2) y tiene un primer tramo (6) dispuesto en el espesor del fondo (2) y que pasa completamente a través del fondo (2), y un segundo tramo (5), adyacente al primer tramo (6), que sobresale dentro del recipiente;
- una cubierta fija (7) del segundo tramo (5) conformada como una campana, cerrada en un extremo superior (8) de la misma y abierta en un extremo inferior (9) de la misma; siendo dicha campana coaxial y estando separada de dicho segundo tramo (5), y estando separada de una zona del fondo (2) que incluye el primer tramo (6) del conducto de vaciado (3), por lo que la cubierta fija (7), en funcionamiento conjunto con el segundo tramo (5) del conducto de vaciado (3) , define un volumen (4) dentro de la cubierta fija (7) y está adaptada para actuar como una caperuza de vaciado; - unos medios de rotación adaptados para hacer rotar el recipiente de tal manera que el conducto de vaciado (3) pase de una primera posición de referencia a una segunda posición inclinada con respecto a dicha primera posición de referencia, y viceversa;
comprendiendo el método las siguientes etapas:
a) proporcionar al recipiente el conducto de vaciado (3) en la primera posición de referencia y proporcionar un baño de material metálico fundido (16) a un nivel igual tanto dentro como fuera de la cubierta (7) y comprendido entre el extremo inferior (9) de la cubierta (7) y un borde superior (13) del segundo tramo (5), manteniéndose una escoria (17) en la superficie de dicho baño fuera de la cubierta (7);
b) hacer rotar el recipiente en una primera dirección de tal manera que el conducto de vaciado (3) pase de dicha primera posición de referencia a dicha segunda posición inclinada hasta que el nivel de material metálico fundido alcance el borde superior (13) del segundo tramo (5) de tal manera que el material metálico fundido comience a vaciarse a través del conducto de vaciado (3) creando una depresión dentro del volumen (4);
c) hacer rotar el recipiente en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, de tal manera que el conducto de vaciado (3) vuelva a la primera posición de referencia, mientras, debido a dicha depresión, el material metálico fundido pasa desde el exterior de la cubierta (7) al interior del volumen (4) y continúa vaciándose a través del conducto de vaciado (3) hasta que se suprime dicha depresión.
2. Un método según la reivindicación 1, en donde en la etapa c) dicha depresión se suprime cuando el nivel de material metálico fundido fuera de la cubierta fija (7) alcanza un borde inferior (15) del extremo inferior (9) de la cubierta fija (7), por lo que, en el paso del aire desde el exterior de la cubierta fija (7) al interior del volumen (4), se baja el nivel de material metálico fundido dentro de la cubierta fija (7), alcanzando el borde inferior (15), y por lo tanto el mismo nivel del material metálico fundido fuera de la cubierta fija (7);
o en donde dicha depresión se suprime operando una válvula de escape proporcionada en la cubierta fija (7); o en donde dicha depresión se suprime haciendo rotar adicionalmente el recipiente en dicha segunda dirección, de tal manera que el conducto de vaciado (3) pase de dicha primera posición de referencia a una tercera posición inclinada con respecto a dicha primera posición de referencia hasta que el nivel de material metálico fundido dentro del volumen (4) alcance el borde inferior (15) de la cubierta fija.
3. Un método según la reivindicación 1 o 2, en donde, siguiendo a la etapa c), con el conducto de vaciado (3) en la primera posición de referencia, se proporcionan las etapas de:
- devolver el baño de material metálico fundido a un nivel entre el extremo inferior (9) de la cubierta (7) y un borde superior (13) del segundo tramo (5);
- repetir las etapas b) y c).
4. Un método según la reivindicación 1 o 2, en donde durante al menos las etapas b) y c) es posible cargar y/o fundir chatarra dentro del recipiente, también durante el vaciado.
5. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el conducto de vaciado (3) se mantiene siempre abierto, también durante la fusión de la chatarra dentro del recipiente.
6. Un horno de fusión (1) para una planta metalúrgica, adaptado para realizar un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende:
- un recipiente provisto de un fondo (2);
- un conducto de vaciado (3) que pasa a través del fondo (2);
en donde dicho conducto de vaciado (3) tiene un primer tramo (6) dispuesto en el espesor del fondo (2) y que pasa completamente a través del fondo (2), y un segundo tramo (5), adyacente al primer tramo (6), que sobresale dentro del recipiente;
en donde se proporciona una cubierta fija (7) del segundo tramo (5) conformada como una campana, cerrada en un extremo superior (8) de la misma y abierta en un extremo inferior (9) de la misma; siendo dicha campana coaxial y estando separada de dicho segundo tramo (5), y estando separada de una zona del fondo (2) que incluye el primer tramo (6) del conducto de vaciado (3), por lo que la cubierta fija (7), en funcionamiento conjunto con el segundo tramo (5) del conducto de vaciado (3), define un volumen (4) dentro de la cubierta fija (7) y está adaptada para actuar como una caperuza de vaciado; y en donde se proporcionan unos medios de rotación adaptados para hacer rotar el recipiente en una primera dirección de tal manera que el conducto de vaciado (3) pase de una primera posición de referencia a una segunda posición inclinada con respecto a dicha primera posición de referencia, y a continuación adaptados para hacer rotar el recipiente en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, de tal manera que el conducto de vaciado (3) vuelva a la primera posición de referencia.
7. Un horno de fusión según la reivindicación 6, en donde dicho segundo tramo (5) tiene una longitud mayor o igual que el espesor de una zona del fondo (2) que incluye el primer tramo (6), preferiblemente mayor o igual que la longitud del primer tramo (6).
8. Un horno de fusión según la reivindicación 6 o 7, en donde dicha campana es un tubo definido por una base (11), colocada en el extremo superior (8) de la misma y separada de un borde superior (13) del segundo tramo (5) del conducto de vaciado (3), y por una superficie lateral cilíndrica (12) dispuesta coaxialmente con respecto al conducto de vaciado (3) y separada de la pared exterior (14) del segundo tramo (5).
9. Un horno de fusión según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde dicha cubierta fija (7) está provista de una válvula de escape.
10. Un horno de fusión según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde la distancia angular entre la segunda posición y la primera posición es menor de 10°.
11. Un horno de fusión según la reivindicación 8, en donde la distancia (A) entre la base (11) y el borde superior (13) del segundo tramo (5), la distancia (B) entre la superficie lateral cilíndrica (12) y la pared exterior (14) del segundo tramo (5), y la distancia (C) entre un borde inferior (15) del extremo inferior (9) de la cubierta fija (7) y una zona del fondo (2), que incluye el primer tramo (6), cumple la siguiente relación: A = (B+C) * 0,7.
12. Un horno de fusión según la reivindicación 8 u 11, en donde la distancia (A) entre la base (11) y el borde superior (13) del segundo tramo (5) está comprendida entre 100 y 400 cm.
13. Un horno de fusión según la reivindicación 8 u 11 o 12, en donde la distancia (B) entre la superficie lateral cilíndrica (12) y la pared exterior (14) del segundo tramo (5) está comprendida entre 80 y 300 cm.
14. Un horno de fusión según la reivindicación 8 u 11 o 12 o 13, en donde la distancia (C) entre un borde inferior (15) del extremo inferior (9) de la cubierta (7) y una zona del fondo (2) que incluye el primer tramo (6) está comprendida entre 50 y 250 cm.
15. Un horno de fusión según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 14, en donde, estando definido un nivel máximo (20) del baño de material metálico fundido (16) dentro del recipiente, comprendido entre un extremo inferior (9) de la cubierta fija (7) y un borde superior (13) del segundo tramo (5), dicho segundo tramo (5) tiene una longitud H de tal manera que el borde superior (13) del segundo tramo (5) está siempre sobre dicho nivel máximo (20).
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