BRPI0816676B1 - estrutura de furo de corrida para fornalha de fusão e método de reparo do mesmo. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTRUTURA DE FURO DE CORRIDA PARA FORNALHA DE FUSÃO E MÉTODO DE REPARO DO MESMO".

Campo Técnico A presente invenção refere-se a uma estrutura de furo de corrida de uma fornalha de fusão e a um método de reparo do mesmo capaz de aumentar a vida útil de um furo de corrida e reduzir um tempo de reparo do furo de corrida. É reivindicada prioridade em relação ao Pedido de Patente Japonês 2007-233631, cujo conteúdo é incorporado por referência neste documento.

Antecedentes da Técnica Um exemplo convencional de uma estrutura de furo de corrida de uma fornalha de fusão utilizada para fundir minérios ou similares ou de uma fornalha de fusão tal como um forno de cúpula é revelado no Documento de Patente 1. No exemplo convencional, um material de socagem resistente ao fogo que é um material de enchimento de vão é colocado em um furo proporcionado em um tijolo da parede da fornalha, e um furo de sangria é aberto para servir como um furo de corrida. Além disso, uma estrutura para colocar um tubo de ferro no furo e cobrir a vizinhança do mesmo com um material de socagem resistente ao fogo, uma estrutura para preparar um membro de fundição prévia conectado com o furo de corrida e montar esta estrutura no furo do tijolo da parede da fornalha, e similares, são conhecidas. O furo de corrida é uma passagem para fluir metal quente sujeito à fundição em uma fornalha de fusão para fora da fornalha, e as vizinhanças do furo de corrida e uma superfície periférica interna do mesmo sempre entram em contato com o metal quente em alta temperatura. Por consequência, existe um problema pelo fato de que o desgaste devido ao mental quente e à perda de fusão sempre ocorre, de modo que a vida útil do furo de corrida é muito curta. Particularmente, no caso de um furo de corrida fabricado de um tubo de ferro, o desgaste é alto. Em adição, existe um problema pelo fato de que quando o diâmetro do furo de corrida se expande devido à perda de fusão ou similares no furo de corrida e na parte periférica, existe uma preocupação de que o gás na fornalha de fusão seja ejetado a partir da fornalha junto com o metal quente.

Portanto, uma substituição do furo de corrida é requerida a cada cinco ou seis dias. Em adição, a superfície periférica interna do furo de corrida precisa ser reparada aproximadamente a cada dez dias, e o trabalho frequente de reparo é necessário.

Como o trabalho de reparo no furo de corrida, geralmente, um método de vazamento a quente de cerâmicas de alumina e de carbeto de silício em um ponto gasto junto com água, e um método de fundição prévia para substituir a vizinhança do furo de corrida por um membro de fundição prévia conectado com o furo de corrida, que é individualmente moldado, são empregados.

Particularmente, o método de fundição prévia tem problemas pelo fato de que à medida que uma parte desmantelada se torna maior, um período de reparo mais longo é necessário, resultando em um aumento adicional no custo. Por consequência, o método de vazamento a quente sem os problemas mencionados acima geralmente tem sido utilizado.

Entretanto, no método de vazamento a quente, existe um problema pelo fato de que é difícil executar um reparo completo nas vizinhanças da superfície periférica interna da fornalha, e a durabilidade é baixa mesmo após o reparo, de modo que reparos frequentes são necessários.

As figuras 5A até 5D esquematicamente apresentam um método de reparo utilizando o método de vazamento a quente. A figura 5A apresenta um estado inicial, a figura 5B apresenta o dano inicial, a figura 5C apresenta um estado após um primeiro reparo, e a figura 5D apresenta um estado após um segundo reparo. Nas figuras 5A até 5D, o número de referência 21 denota um tijolo da parede da fornalha, o número de referência 21a denota um furo de corrida proporcionado no tijolo da parede da fornalha 21, o número de referência 22 denota um tubo fabricado de ferro, o qual é disposto dentro do furo de corrida 21a, e o número de referência 23 denota um material de socagem colocado dentro de um vão entre o tubo e o furo de corrida 21a.

No método de vazamento a quente, como apresentado na figura 5B, em um caso onde o dano do material de socagem 23 ocorre, um quadro de metal 24 para o vazamento a quente é colocado exterior à fornalha, como apresentado na figura 5C, e um material de vazamento 25 fabricado de cerâmicas de alumina e de carbeto de silício é injetado para reparo. Entretanto, desde que a pressão de gás é aplicada dentro da fornalha e resíduos espalhados após o desmantelamento permanecem, o material de vazamento 25 não pode alcançar o lado interno, e de forma correspondente é formado um espaço 26. Portanto, uma restauração completa não pode ser obtida. Adicionalmente, como apresentado na figura 5D, apesar de o espaço 26 gradualmente aumentar, isto não pode ser impedido.

Como tal, no método de reparo utilizando o método de vazamento a quente, existe baixa durabilidade e trabalho de reparo frequente é necessário. Portanto, o desenvolvimento de uma nova estrutura de furo de corrida e de um método de reparo do mesmo capaz de aumentar a vida útil de um furo de corrida, é requerido.

[Documento de Patente 1] Pedido de Modelo de Utilidade Japonês Não-Examinado, Primeira Publicação N- S62-194748 Descrição da Invenção Problema a ser resolvido pela Invenção A presente invenção tem um objetivo de proporcionar uma estrutura de furo de corrida e um método de reparo do mesmo capazes de aumentar a vida útil de um furo de corrida, reduzir o tempo de reparo do furo de corrida e restaurar um interior de uma fornalha, por solucionar os problemas mencionados acima.

Dispositivo para resolver o Problema A presente invenção adota o dito a seguir de modo a alcançar o objetivo por resolver os problemas mencionados acima. (1) Uma estrutura de furo de corrida de uma fornalha de fusão de acordo com a presente invenção inclui: uma luva fabricada de um tijolo resistente ao fogo, a qual é disposta dentro de um furo de corrida proporcionado em um tijolo da parede da fornalha; e um material de socagem que enche um vão entre a luva e o furo de corrida para fixar a luva. (2) A luva pode ser fabricada de um tijolo de alumina-grafite. (3) A luva pode ser um membro cilíndrico. (4) A luva pode ser um membro cilíndrico do qual uma parte de extremidade em um lado interior da fornalha é cortada de forma oblíqua. (5) A luva pode ter um formato de metade de um cilindro formado por cortar uma superfície inferior de um membro cilíndrico. (6) Um método de reparo de um furo de corrida, o qual se expandiu devido ao desgaste de um primeiro material de socagem durante o vazamento, de acordo com a presente invenção, inclui: formar uma superfície desmantelada possuindo um formato de linha reta por desmantelar e remover uma parte desgastada do primeiro material de socagem em uma linha reta a partir de um lado da superfície externa em direção a um lado da superfície interna de uma parede da fornalha; e, então, colocar um segundo material de socagem dentro de um vão entre a superfície desmantelada possuindo o formato de linha reta e uma primeira luva para a vedação. (7) Uma segunda luva fabricada de um tijolo resistente ao fogo, a qual possui um formato de meio cilíndrico formado por cortar uma superfície inferior de um membro cilíndrico pode ser disposta ao invés da primeira luva desgastada e danificada quando o desmantelamento é executado. Vantagem da Invenção Com a estrutura de furo de corrida de acordo com o item (1) acima, é empregada a estrutura na qual a luva fabricada de tijolo resistente ao fogo é disposta dentro do furo de corrida proporcionado no tijolo da parede da fornalha, e o material de socagem é colocado dentro do vão entre a luva e o furo de corrida para fixar a luva. Portanto, desde que a luva fabricada de tijolo resistente ao fogo é utilizada, é possível melhorar de forma significativa a durabilidade se comparado com um tubo de ferro resistente.

Com a estrutura de furo de corrida de acordo com o item (2) acima, desde que o material da luva do tijolo resistente ao fogo seja fabricado de tijolo de alumina-grafite, ele possui particularmente excelente durabilidade, desse modo, suprimindo o desgaste e a perda de fusão.

Com a estrutura de furo de corrida de acordo com os itens (3) até (5) acima, a luva fabricada de tijolo resistente ao fogo é um dentre um membro cilíndrico, o membro cilíndrico cuja parte de extremidade no lado interior da fornalha é cortado de forma oblíqua, ou o membro meio cilíndrico formado por cortar a superfície inferior do membro cilíndrico, de modo que ele possa ser facilmente montado no furo de corrida.

Com o método de reparo do furo de corrida de acordo com o item (6) acima, a superfície desmantelada possuindo o formato de uma linha reta é formada pelo desmantelamento e pela remoção da parte desgastada do primeiro material de socagem, em uma linha reta a partir do lado da superfície externa em direção ao lado da superfície interna da parede da fornalha, e então o segundo material de socagem é colocado dentro do vão entre a superfície desmantelada possuindo o formato de linha reta e a primeira luva para a vedação. Portanto, é possível reduzir o tempo de reparo e implementar a restauração do lado interno da fornalha.

Com o método de reparo do furo de corrida de acordo com o item (7) acima, a segunda luva fabricada de tijolo resistente ao fogo que possui o formato meio cilíndrico formado por cortar a superfície inferior do membro cilíndrico é disposta ao invés da primeira luva desgastada e danificada, quando o desmantelamento é executado, de modo que a luva pode ser facilmente montada.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1A é uma vista em seção transversal esquematicamente apresentando um método de reparo de acordo com uma concretização da presente invenção e um estado inicial. A figura 1B é uma vista em seção transversal esquematicamente apresentando o método de reparo e o dano inicial. A figura 1C é uma vista em seção transversal esquematicamente apresentando o método de reparo e um estado após um primeiro reparo. A figura 1D é uma vista em seção transversal esquematicamente apresentando o método de reparo e um estado após um segundo reparo. A figura 2 é uma vista em perspectiva apresentando uma luva de acordo com a concretização. A figura 3 é uma vista em perspectiva apresentando um exemplo modificado da luva. A figura 4 é uma vista em perspectiva apresentando outro exemplo modificado da luva. A figura 5A é uma vista em seção transversal esquematicamente apresentando um método de reparo utilizando um método de vazamento a quente e um estado inicial. A figura 5B é uma vista em seção transversal esquematicamente apresentando o método de reparo e o dano inicial. A figura 5C é uma vista em seção transversal esquematicamente apresentando o método de reparo e um estado após um primeiro reparo. A figura 5D é uma vista em seção transversal esquematicamente apresentando o método de reparo e um estado após um segundo reparo. Listagem de Referência 1 TIJOLO DA PAREDE DA FORNALHA 1a FURO DE CORRIDA

2LUVA

2a PARTE INCLINADA

2b SUPERFÍCIE HORIZONTAL 3MATERIAL DE SOCAGEM (PRIMEIRO MATERIAL DE SO- CAGEM) 4SUPERFÍCIE DESMANTELADA POSSUINDO SUPERFÍCIE DE LINHA RETA 5NOVO MATERIAL DE SOCAGEM (SEGUNDO MATERIAL DE SOCAGEM) Melhor Modo para Realizar a Invenção Daqui para frente, concretizações ilustrativas da presente invenção serão descritas com referência aos desenhos acompanhantes.

As figuras 1A até 1D esquematicamente apresentam um método de reparo de acordo com esta concretização. A figura 1A é uma vista em seção transversal esquematicamente apresentando o método de reparo de acordo com a concretização e com um estado inicial. A figura 1B apresenta o dano inicial. A figura 1C apresenta um estado após um primeiro reparo. A figura 1D apresenta um estado após um segundo reparo.

Nas figuras 1A até 1 D, o número de referência 1 denota um tijolo da parede da fornalha, o número de referência 1A denota um furo de corrida proporcionado no tijolo da parede da fornalha 1, o número de referência 2 denota uma luva fabricada de um tijolo resistente ao fogo, a qual é disposta dentro do furo de corrida 1 a, e o número de referência 3 denota um material de socagem colocado dentro de um vão entre um tubo e o furo de corrida 1a.

Um furo de corrida da presente invenção inclui uma estrutura na qual, como apresentada na figura 1A, a luva 2 fabricada do tijolo resistente ao fogo é disposta dentro do furo de corrida 1 a proporcionado no tijolo da parede da fornalha 1 e o material de socagem 3 é colocado dentro do vão entre a luva 2 e o furo de corrida 1 a.

Como descrito acima, pela utilização da luva 2 fabricada de tijolo resistente ao fogo, é possível melhorar de forma significativa a durabilidade se comparado com um tubo de ferro existente. É preferível que a luva 2 fabricada do tijolo resistente ao fogo seja particularmente fabricada de um tijolo de alumina-grafite (chamado de um tijolo AG). O tijolo de alumina-grafite é fabricado de um material bruto de cerâmica possuindo 68% de Al203, 3% de SiC, e 28% de C em relação ao % de peso, e possui excelente resistência ao fogo e resistência ao desgaste. Por consequência, ele exibe durabilidade em relação ao metal quente, desse modo minimizando o desgaste e a perda de fusão.

Em adição, o material de socagem 3 que é um material de enchimento de vão, é fabricado de um material bruto de cerâmica possuindo, por exemplo, 65% de Al203, 5% de Si02, 24% de SiC, e 2% de C em % de peso. Adicionalmente, a luva 2 fabricada do tijolo resistente ao fogo e o material de socagem 3 possuem coeficientes de expansão térmica próximos uns dos outros, e, assim, possuem boa compatibilidade. Portanto, não existe situação na qual ocorre um vão em uma superfície de junção, e uma boa capacidade de trabalho pode ser obtida.

Como um formato da luva 2 fabricada do tijolo resistente ao fogo, um membro cilíndrico, como apresentado na figura 2, pode ser empregado. Em adição, um membro cilíndrico possuindo uma parte inclinada 2a formada por cortar de forma oblíqua uma parte de extremidade no lado interior da fornalha, como apresentada na figura 3, ou um membro meio cilíndrico em formato de tubo aberto possuindo uma superfície horizontal 2b formada por cortar uma superfície inferior de um membro cilíndrico e uma parte inclinada 2a formada por cortar de forma oblíqua a parte de extremidade no lado interior da fornalha, como apresentado na figura 4, pode ser empregados.

Como apresentado nas figuras 3 e 4, na estrutura possuindo a parte inclinada 2a formada por cortar de forma oblíqua a parte de extremidade no lado interior da fornalha, um lado de extremidade frontal da mesma é afinada, de modo que ela possa ser facilmente inserida quando disposta dentro do furo de corrida 1 a, o que é preferível. A seguir, uma concretização de um método de reparo do furo de corrida da presente invenção será descrito. A figura 1B é uma vista apresentando um estado de dano inicial. Com respeito ao dano do furo de corrida, em adição à luva 2, o material de socagem 3 é de forma significativa desgastado e possui uma significante perda de fusão. Em termos de melhoramento da durabilidade da luva 2, como descrito acima, foi verificado que o melhoramento é exibido, até alguma extensão, pela utilização da luva fabricada do tijolo resistente ao fogo. Entretanto, o reparo para o desgaste e a perda de fusão do material de socagem 3 pode ser executado pela utilização somente dos métodos existentes de vazamento a quente e de fundição prévia, e um método de reparo para satisfazer todos os fatores, tal como durabilidade, período de reparo, e custos não existe. Adicionalmente, existe uma preocupação de que o desgaste e a perda de fusão do material de socagem 3 causem que o gás dentro da fornalha de fusão seja ejetado a partir da fornalha junto com o metal quente, de modo que o desenvolvimento de um novo método de reparo de material de socagem seja requerido.

Portanto, de acordo com a concretização, após desmantelar e remover uma parte desgastada do material de socagem 3 em uma linha reta a partir de um lado de superfície externa em direção a um lado de superfície interna da parede da fornalha, como apresentado na figura 1C, um novo material de socagem 5 é colocado dentro de um vão entre uma superfície desmantelada 4 com o formato de linha reta e a luva 2 para vedação, como apresentado na figura 1 D. Em adição, o desmantelamento mencionado acima executado em uma linha reta a partir do lado da superfície externa em direção ao lado da superfície interna da parede da fornalha deixa o formato simples, de modo que uma máquina pesada de desmantelamento geral possa ser utilizada, desse modo obtendo uma redução no período de trabalho. Adicionalmente, como apresentado nas figuras 1C e 1D, a superfície desmantelada 4 é formada de modo que o vão entre a mesma e o furo de corrida 1 a seja ampliado a partir de um interior em direção a um exterior da parede da fornalha (em outras palavras, é estreitado a partir do exterior em direção ao interior da parede da fornalha). À medida que o vão é formado como descrito acima, o material de socagem 5 pode ser facilmente colocado dentro do vão junto a uma parte interior do mesmo.

Com tal configuração descrita acima, o material de socagem 5 pode ser colocado dentro de todo o vão a partir do lado externo até o lado interno da parede da fornalha, desse modo restaurando o estado inicial. Por consequência, não existe problema pelo fato de que a restauração do lado interno da parede da fornalha não pode ser implementada como o método de vazamento a quente, mas uma restauração completa é possível. Além disso, diferente do método de fundição prévia, o reparo pode ser executado em um curto período de trabalho e a baixo custo.

Em adição, durante o desmantelamento, quando uma nova luva 2 fabricada de um tijolo resistente ao fogo, a qual possui um formato meio cilíndrico formado pelo corte de uma superfície inferior de um membro cilíndrico, como apresentado na figura 4, é disposta ao invés da luva antiga desgastada e danificada, apesar do desgaste, tal como cascalho, permanecer no espaço após o desmantelamento, a luva 2 é guiada pela parte inclinada 2a na extremidade frontal e de forma apropriada inserida, de modo que a luva 2 possa ser facilmente montada.

Como descrito acima, na estrutura do furo de corrida da fornalha de fusão de acordo com a concretização, a luva 2 fabricada do tijolo resistente ao fogo é disposta dentro do furo de corrida 1 a proporcionado no tijolo da parede da fornalha 1, e o material de socagem 5 é colocado dentro do vão entre a luva 2 e o furo de corrida 1a para fixar a luva 2, de modo que seja possível melhorar de forma significativa a durabilidade se comparado com um caso de empregar um tubo de ferro existente.

Em adição, o método de reparo do furo de corrida de acordo com esta concretização, após desmantelar e remover a parte desgastada do material de socagem 3 em uma linha reta a partir do lado da superfície externa em direção ao lado da superfície interna da parede da fornalha, o novo material de socagem 5 é colocado dentro do vão entre a superfície desmantelada 4 possuindo o formato de linha reta e a luva 2 para a vedação, desse modo reduzindo o tempo de reparo e implementando uma restauração do interior da fornalha.

Em adição, com a estrutura de furo de corrida descrita acima, mesmo após quatorze dias, o dano, tal como perda de fusão, não foi observado nas vizinhanças da luva 2 e do furo de corrida, e a estrutura do furo de corrida ainda possuía resistência suficiente. Portanto, poderia ser visto que a vida útil da mesma é de forma significativa aumentada se comparado com a estrutura convencional que exige a substituição em menos do que uma semana. Adicionalmente, poderia ser visto que uma vida útil de 90 ou mais dias poderia ser obtida em termos do dano da periferia interna da parede da fornalha. Além disso, um tempo de reparo de menos do que 24 horas poderia ser obtido.

Aplicabilidade Industrial Como aparentemente apresentado pela descrição acima, a presente invenção proporciona a estrutura de furo de corrida da fornalha de fusão e o método de reparo do mesmo capazes de obter uma extensão da vida útil do furo de corrida, reduzindo o tempo de reparo do furo de corrida, e restaurando o interior da fornalha, de modo que isto contribua muito com o desenvolvimento da indústria.

REIVINDICAÇÕES

Claims (4)

1. Estrutura de furo de corrida de uma fornalha de fusão, compreendendo: uma luva (2) fabricada de um tijolo resistente ao fogo, a qual é disposta dentro de um furo de corrida (1a) proporcionado em um tijolo da parede da fornalha; e um material de socagem (3) que preenche um vão entre a luva (2) e o furo de corrida (1a) para fixar a luva (2); caracterizada pelo fato de que a luva possui um formato meio cilíndrico tendo uma superfície inferior horizontal, a superfície inferior estando na parte de extremidade da luva (2) em um lado interior da fornalha sendo cortada de forma oblíqua.

2. Estrutura de furo de corrida de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a luva (2) é fabricada de um tijolo de alumina-grafite.

3. Método de reparo de um furo de corrida que se expandiu devido ao desgaste de um primeiro material de socagem durante o vazamento, caracterizado pelo fato de que compreende: formar uma superfície desmantelada (4) possuindo um formato de linha reta por desmantelar e remover uma parte desgastada do primeiro material de socagem (3) em uma linha reta a partir de um lado de superfície externa em direção a um lado de superfície interna de uma parede da fornalha, de modo que o furo de corrida (1a) é ampliado a partir de um interior em direção a um exterior da parede da fornalha; substituir a luva antiga por uma nova luva que possui um formato meio cilíndrico tendo uma superfície inferior horizontal, a superfície inferior sendo cortada de forma oblíqua na parte de extremidade em um lado interior da fornalha; e então, colocar um segundo material de socagem (5) em um vão entre a superfície desmantelada (4) possuindo o formato de linha reta e a nova luva para a vedação.

4. Método de reparo de acordo com a reivindicação 3, caracteri- zado pelo fato de que a nova luva (2) é fabricada de um tijolo resistente ao fogo.