BRPI0716772A2 - processo para o vazamento de massa fundida de um recipiente metalérgico basculÁvel e instalaÇço para execuÇço do processo - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA O VAZAMENTO DE MASSA FUNDIDA DE UM RECIPIENTE METALéRGICO BASCULÁVEL E INSTALAÇçO PARA EXECUÇçO DO PROCESSO. Um processo para o vazamento de massa fundida (9, 6) de um recipiente (1) metalúrgico basculável para um recipiente de alojamento, para obtenção de um processo de vazamento ótimo e automatizado, é caracterizado pela combinação das seguintes características: estabelecimento da posição de basculamento do recipiente (1) metalúrgico, em que a massa fundida (6) a ser vazada sai do recipiente (1) metalúrgico em forma de um jato de vazamento (18) determinação da posição do jato de vazamento (18) resultante da posição basculada estabelecida do recipiente (1) metalúrgico; posicionamento do recipiente de alojamento (7) para alojamento do jato de vazamento (18) proveniente do recipiente (1) metalúrgico em correspondência à posição de basculamento estabelecida e após início do vazamento; ajuste, realizado automatisadamente, do recipiente de alojamento (7) em correspondência ao jato de vazamento (18) que varia em função do ângulo de basculamento variando com vazamento progressivo.
Description
PROCESSO PARA O VAZAMENTO DE MASSA FUNDIDA DE UM RECIPIENTE METALÚRGICO BASCULÁVEL E INSTALAÇÃO PARA EXECUÇÃO DO
PROCESSO
A invenção refere-se a um processo para o vazamento de massa fundida, especialmente massa fundida de escória e/ou aço, de um recipiente metalúrgico basculável, especialmente um conversor de aciaria, para um recipiente de alojamento, especialmente um caldeiro ou uma caçamba de escória, bem como a uma instalação para execução automática do processo.
Um processo desse tipo é conhecido da WO 03/004198 A2 . Aí, massa fundida de aço é vertida em um recipiente de alojamento posicionado abaixo de um furo de sangria de um conversor de aciaria, sendo que são levados em consideração numerosos parâmetros relevantes para a sangria, como por exemplo o ângulo de basculamento do conversor de aciaria, o estado do revestimento de alvenaria do furo de sangria, o estado do revestimento de alvenaria do conversor de aciaria, o volume de carga, o tempo de sangria, as composições químicas do aço e da escória, a temperatura dos mesmos, etc., e sendo que o ângulo de basculamento do conversor de aciaria é ajustado em função desses parâmetros. Independentemente disso, o recipiente de alojamento se encontra perpendicularmente abaixo do furo de sangria do conversor. 0 nível do banho de massa fundida do conversor e do recipiente de alojamento são continuamente observados.
Para o vazamento de massas fundidas em um molde de fundição é conhecido (DE 26 31 015 Al) ajustar o ângulo de basculamento de um caldeiro de fundição basculável em função da posição do molde de fundição, sendo que o jato de vazamento sai da boca do caldeiro de fundição e mantém sempre sua posição, isto é, sua posição no espaço. O molde de fundição é equipado com um dispositivo de medição de nível de massa fundida, de modo que pode ser evitado o transbordamento do molde de fundição.
Da EP 0 24 0 12 8 Bl é conhecida uma máquina de fundição com um forno de massa fundida basculável, indutivamente aquecível, sendo que o forno de massa fundida é basculável e um molde de fundição penetrando na massa fundida e alojando a massa fundida, para manutenção constante do grau de imersão e, com isso, do grau de enchimento do molde de fundição em função da altura do nível de banho de massa fundida, é imersível na massa fundida e o ângulo de basculamento do forno de massa fundida é variável.
Da DE 35 32 763 Al é conhecido vazar massa fundida de um caldeiro basculável para um molde de fundição posicionado diretamente no caldeiro de fundição, sendo que o nível do banho de massa fundida no molde de fundição é observado e em função disso controlado o ângulo de basculamento do caldeiro de fundição. Uma máquina de fundição semelhantemente executada é conhecida da DE 12 3 5 520 Al.
A invenção tem por objetivo aperfeiçoar um processo do tipo descrito no início de modo que o vazamento possa ser realizado totalmente automatizado, sendo que um jato de vazamento que varia durante o basculamento progressivo do recipiente metalúrgico penetra de maneira ótima no
recipiente de alojamento.
Esse objetivo é alcançado, de acordo com a invenção, pela combinação das seguintes características:
estabelecimento da posição de basculamento do recipiente metalúrgico, em que a massa fundida a ser vazada sai do recipiente metalúrgico em forma de um jato de vazamento,
determinação da posição do jato de vazamento resultante da posição basculada estabelecida do recipiente metalúrgico,
posicionamento do recipiente de alojamento para alojamento do jato de vazamento proveniente do recipiente metalúrgico em correspondência à posição de basculamento estabelecida e após inicio do vazamento,
ajuste do recipiente de alojamento em correspondência ao jato de vazamento que varia em função do ângulo de basculamento variando com vazamento progressivo.
A altura do nível de banho no recipiente metalúrgico pode ser determinada direta ou indiretamente; diretamente, por um dispositivo de medição de nível de banho e indiretamente na medida em que, antes do estabelecimento da posição de basculamento, é estabelecida a altura do nível de banho no recipiente metalúrgico, por cálculo com base no volume interno do recipiente metalúrgico e do peso da massa fundida ou das massas fundidas, sendo que, no último caso, de preferência antes do enchimento do recipiente metalúrgico, é medido o volume interno do recipiente metalúrgico por meio de scanner a laser.
Ocorrendo a medição do nível de banho no recipiente metalúrgico por meio de um dispositivo de medição de nível de banho, são medidos o ângulo entre um jato de medição do 3 0 dispositivo de medição e o nível de banho e a distância do nível de banho do dispositivo de medição.
Um processo para a sangria de aço de um conversor de aciaria é caracterizado pelo fato de que para o vazamento de massa fundida de aço de um conversor de aciaria é pesquisado o nível de banho da massa fundida de escória, sendo que a posição de basculamento do recipiente metalúrgico para o vazamento da massa fundida é de tal maneira determinado sob consideração do nível de banho da massa fundida de escória que o nível de banho da massa fundida de escória para a posição de basculamento do conversor de aciaria quando da sangria da massa fundida de aço se encontra a uma distância segura da boca do conversor do conversor de aciaria.
De preferência, o recipiente metalúrgico é continuamente basculado durante o vazamento de massa fundida.
Ocorrendo o basculamento do recipiente metalúrgico muito lentamente, o recipiente metalúrgico pode também ser basculado gradativamente para se evitar um superaquecimento 2 0 dos motores de acionamento.
As diversas etapas a serem executadas quando do vazamento são executadas convenientemente automatizadas com auxílio de um controle computadorizado, assim como o erguimento do recipiente metalúrgico após o vazamento.
2 5 Para a adição de um fundente ao recipiente de
alojamento é prevista uma calha inclinada de adição, que é ajustada em correspondência ao jato de vazamento que varia em função do ângulo de basculamento do recipiente metalúrgico, variável com vazamento progressivo, e/ou ao
3 0 recipiente de alojamento ajustado. 10
Uma instalação para a execução do processo segundo a invenção é caracterizada pela combinação das seguintes características:
um recipiente metalúrgico, equipado com um dispositivo de posicionamento para medição do ângulo de basculamento e um correspondente controle para basculamento do recipiente metalúrgico,
- um recipiente de alojamento, deslocável em direção ao plano de basculamento do recipiente metalúrgico, com um dispositivo de medição de posição e um correspondente controle para o deslocamento do recipiente de alojamento,
- um dispositivo de medição para determinação direta ou indireta, de preferência contínua, do nível de banho da massa fundida no recipiente metalúrgico, bem como,
eventualmente, por um
- dispositivo para identificação de final da sangria, início da sangria de escória e aço restante.
Para a adiçãol de um fundente é prevista uma calha inclinada de adiçãol, que é equipada com um dispositivo de medição de posição para a medição da posição e um correspondente controle para posicionamento da calha inclinada de adiçãol em função da posição do jato de vazamento e/ou da posição do recipiente de alojamento.
Ocorrendo a determinação do nível de banho indiretamente, é previsto um dispositivo de pesagem para o recipiente de alojamento.
A invenção é detalhadamente explicada a seguir com auxílio de um exemplo de execução, que está representado no desenho. As figuras 1 a 4 mostram, em representação esquemática, distintas posições de basculamento de um
30 conversor de aciaria quando do vazamento de massa fundida de aço e quando do vazamento subseqüente de massa fundida de escória.
Um conversor de aciaria 1 está fixado, de maneira usual, em um anel de suporte 2, cujo anel de suporte 2 é basculável por dois munhões 4 diametralmente contrapostos entre si e definindo um eixo de rotação 3 basculável em mancais dispostos na fundação, a saber, por meio de um acionamento elétrico não detalhadamente representado.
Abaixo do conversor de aciaria 1 é deslocável um carro
de caldeiro 5 para alojamento de massa fundida de aço 6 em um caldeiro 7 e ainda também um carro de escória 8 para alojamento de massa fundida de escória 9 em uma caçamba de escória 10 no plano de basculamento de simetria do
conversor de aciaria 1, a saber, igualmente respectivamente por meio de um acionamento elétrico.
Lateralmente ao conversor de aciaria 1 está previsto um dispositivo de medição de nível de banho de massa fundida 11 provido de um resfriamento, a saber, igualmente
2 0 no plano de basculamento de simetria. O alvo desse
dispositivo de medição 11 é o interior do conversor de aciaria 1, e a altura do nível de banho de massa fundida 12 pode ser determinado tão logo, quando do basculamento do conversor de aciaria 1, a boca de conversor 13 do conversor
de aciaria 1 seja dirigida contra o dispositivo de medição 11, a saber, por medição do ângulo 14 entre um raio de medição 11 15 e o nível de banho 16 e o distanciamento do nível de banho 16 do dispositivo de medição 11. O dispositivo de medição 11 pode, por exemplo, operar por
3 0 meio de um raio de laser ou também por meio de radar. A posição de basculamento do conversor de aciaria 1 pode ser estabelecida por meio de um dispositivo de medição de posição usualmente existente em aciarias. Igualmente, também as posições do recipiente de alojamento deslocável por baixo do conversor de aciaria, portanto do caldeiro 7 bem como da caçamba de escória 10, podem ser estabelecidas por meio de dispositivos de medição de posição usuais, não representados em detalhe. Tanto o acionamento de basculamento do conversor de aciaria 1 como também o acionamento de deslocamento do carro de caldeiro 5 e também do carro de escória 8 estão equipados com controles para o preciso posicionamento.
Em lugar do dispositivo de medição 11, o estado atual do nível de banho 16 pode ser calculado em função do ângulo de basculamento do conversor de aciaria 1 também à base da geometria atual do conversor (trata-se aí do estado do revestimento de alvenaria) e do tamanho da carga. Para isso, durante a sangria, é detectada correntemente a quantidade atual da massa fundida de aço 6 vazada por meio de dispositivos de pesagem para a pesagem do peso total do recipiente de alojamento 7. Com base no conteúdo calculado do conversor e na geometria de conversor dada pode assim ser correntemente calculado o estado atual do nível de banho 16.
A operação de vazamento automática decorre como segue: A partida é dada pelo operador. O conversor de aciaria 1 é basculado automaticamente na direção de vazamento de massa fundida de aço 6, sendo que continuamente é detectado o nível de banho 16 atual, a saber, segundo um dos dois métodos acima descritos, quer da distância do nível de banho 16 do dispositivo de medição 11 e do ângulo 14, que o nível de banho 16 forma com o raio de medição 15 do dispositivo de medição 11, ou por medições de volume e peso.
Um nível de banho 16 máximo possível resulta da aresta 13' mais baixa da boca de conversor 13. Uma tabela com os dados para o máximo nível de banho 16 em função do ângulo de basculamento do conversor de aciaria 1 está depositada no sistema de controle e pode ser adaptada especificamente à instalação no decurso do IBN. Para se evitar um transbordamento da massa fundida pela boca do conversor 13, o máximo nível de banho possível é reduzido em um valor aj ustável e predeterminado à regulagem do vazamento como valor teórico do nível de banho. Dito em outras palavras, é mantida uma distância de segurança do nível de banho 16 da aresta 13' mais baixa da boca de conversor 13.
Dos dados atuais é calculada a posição de basculamento do conversor de aciaria 1, em que massa fundida de aço 6 a ser vazada sai do furo de sangria 17 em forma de um jato de vazamento 18. Disso resulta uma determinada posição do jato de vazamento 18 resultante da posição de basculamento estabelecida, posição essa que promove o posicionamento do recipiente de alojamento 7 para alojamento da massa fundida de aço 6, a saber, controlado por computador. 0 conversor de aciaria 1 é então basculada para a posição início de sangria (cf. fig. D, situando-se o ângulo de basculamento no exemplo de execução representado em 51
Para o contínuo vazamento da massa fundida 6, o conversor de aciaria 1 é então basculado adiante, controlado por computador, e o recipiente de alojamento, isto é, o caldeiro 7, é ajustado, controlado por computador, em correspondência ao jato de vazamento 18 variável, sendo que a posição do jato de vazamento 18 é calculada, igualmente controlada por computador, em correspondência ao ângulo de basculamento do conversor de aciaria 1, a saber, até que esteja terminado o vazamento da massa fundida de aço 6. Isso está ilustrado no exemplo de execução representado na fig. 2, importando o ângulo de basculamento do conversor de aciaria em 96,7 Para o término do vazamento da massa fundida de aço 6
é fechado o furo de sangria 17, por exemplo com um dispositivo de fecho com um corpo de fecho, que pode ser levado de uma posição de espera para uma posição de fechamento, como descrito na EP 1 054 068 A2 . a correlação entre ângulo de basculamento do conversor
de aciaria 1 e posição do jato de vazamento 18 ou posição do carro de caldeiro 5 está fixamente depositada no sistema de automatização e é adaptada especificamente à instalação.
Durante o vazamento da massa fundida de aço 6, por meio de uma calha inclinada de adiçãol 19, em função do ângulo de basculamento de conversor do conversor de aciaria 1 ou em função da posição do carro de caldeira 5, fundente pode ser introduzido no caldeiro 7. A posição da calha inclinada de adiçãol 19 é detectada igualmente por meio de um sistema de medição de posição continua e automaticamente posicionada em correspondência à posição do recipiente de alojamento 7. A partida da adição de fundentes ocorre quer automaticamente ou pelo operador.
Em seguida, ocorre o vazamento da massa fundida de escória 9 pela boca de conversor 13, a saber, igualmente
30 automaticamente. Ele é inicializado pelo operador, depois do que o conversor de aciaria 1 é automaticamente basculado na direção de sangria de escória. Uma vez atingida a posição inicio de sangria de escória (cf. fig. 3, ângulo de basculamento -100 °) , o conversor de aciaria 1 é basculado adiante com velocidade mínima até massa fundida de escória 9 fluir pela boca de cadinho para dentro da caçamba de escória 10, que fora posicionada previamente. Também druante essa operação é o carro de escória 8 automaticamente posicionado em função do ângulo de basculamento do conversor. A correlação entre ângulo de basculamento e carro de escória 8 está igualmente fixamente depositada no sistema de automatização e é igualmente adaptada especificamente à instalação. Um sistema de identificação de escória identifica o escoamento da massa fundida de escória 9.
A partir desse momento, a regulagem de sangria assume
0 controle da operação de vazamento. 0 conversor de aciaria
1 é então basculado adiante continuamente ou 2 0 gradativamente, em correspondência ao esquema depositado no
sistema de automatização, até pelo sistema de identificação de escória ser identificado aço restante ou ser atingido o máximo ângulo de basculamento de vazamento (cf. fig. 4, ângulo de basculamento - 150 °) . Depois de atingido o máximo ângulo de basculamento ou quando da identificação de aço restante, o conversor de aciaria é de novo automaticamente erguido.
Claims (13)
1. Processo para o vazamento de massa fundida (9, 6), especialmente massa fundida de escória e/ou aço (9, 6), de um recipiente (1) metalúrgico basculável, especialmente um conversor de aciaria (1) , para um recipiente de alojamento, especialmente um caldeiro (7) ou uma caçamba de escória (10) , caracterizado pelo fato de combinar as seguintes características: estabelecimento da posição de basculamento do recipiente (1) metalúrgico, em que a massa fundida (6, 9) a ser vazada sai do recipiente (1) metalúrgico em forma de um jato de vazamento (18), - determinação da posição do jato de vazamento (18) resultante da posição basculada estabelecida do recipiente (1) metalúrgico, - posicionamento do recipiente de alojamento (7, 10) para alojamento do jato de vazamento (18) proveniente do recipiente (1) metalúrgico em correspondência à posição de basculamento estabelecida e após início do vazamento, - ajuste, realizado automatisadamente, do recipiente de alojamento (7, 10) em correspondência ao jato de vazamento (18) proveniente do recipiente (1) metalúrgico que varia em função do ângulo de basculamento variando com vazamento progressivo.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que antes do estabelecimento da posição de basculamento é estabelecida a altura do nível de banho (16) no recipiente (1) metalúrgico por um dispositivo de medição de nível de banho de massa fundida (11).
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que antes do estabelecimento da posição de basculamento é estabelecida a altura do nível de banho (16) no recipiente (1) metalúrgico mediante cálculo com base no volume interno do recipiente (1) metalúrgico e no peso da massa fundida (6, 9) ou das massas fundidas (6, 9) .
4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que antes do enchimento do recipiente (1) metalúrgico é medido o volume interno do recipiente (1) metalúrgico por meio de um scanner a laser.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a medição do nível de banho (16) no recipiente (1) metalúrgico é realizada por meio de um dispositivo de medição de nível de banho de massa fundida (11), a saber, mediante medição do ângulo (14) entre um raio de medição (15) e o nível de banho (16) e a distância do nível de banho (16) do dispositivo de medição (11) ■
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que para o vazamento de massa fundida de aço (6) de um conversor de aciaria (1) é pesquisado o nível de banho (16) da massa fundida de escória (9), sendo que a posição de basculamento do recipiente (1) metalúrgico para o vazamento da massa fundida de aço (6) é de tal maneira determinado sob consideração do nível de banho da massa fundida de escória (9) que o nível de banho (16) da massa fundida de escória (9) para a posição de basculamento do conversor de aciaria (1) quando da sangria da massa fundida de aço (6) se encontra a uma distância segura da boca de conversor (13) do conversor de aciaria (1).
7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o recipiente (1) metalúrgico é continuamente basculado durante o vazamento de massa fundida (6, 9).
8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o recipiente (1) metalúrgico é basculado gradativamente durante o vazamento da massa fundida (6, 9).
9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o processo é executado automatizadamente com auxilio de um controle de computador.
10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que através de uma calha inclinada de adição (19) fundente é introduzido no recipiente de alojaemnto (7, 10) , sendo que a calha inclinada de adição (19) é ajustada em correspondência ao jato de vazamento (18) que varia em função do ângulo de basculamento do recipiente (1) metalúrgico, variável com vazamento progressivo, e/ou ao recipiente de alojamento (7, 10) ajustado.
11. Instalação para a execução do processo de qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizada pela combinação das seguintes características: - um recipiente (1) metalúrgico, equipado com um dispositivo de posicionamento para medição do ângulo de basculamento e um correspondente controle para basculamento do recipiente (1) metalúrgico, - um recipiente de alojamento (7, 10), deslocável em direção ao plano de basculamento do recipiente (1) metalúrgico, com um dispositivo de medição de posição e um correspondente controle para o deslocamento do recipiente de alojamento (7, 10), - um dispositivo de medição para determinação direta ou indireta, de preferência contínua, do nível de banho (16) da massa fundida (6, 9) no recipiente (1) metalúrgico, bem como, eventualmente, por um - dispositivo para identificação de final da sangria, início da sangria de escória e aço restante.
12. Instalação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que para a adição de um fundente a um recipiente de alojamento (7, 10) ser prevista uma calha inclinada de adiçãol, que é equipada com um dispositivo de medição de posição para a medição da posição e um correspondente controle para posicionamento da calha inclinada de adição (19) em função da posição do jato de vazamento (18) e/ou da posição do recipiente de alojamento (7, 10) .
13. Instalação, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizada pelo fato de possuir um dispositivo de pesagem para o recipiente de alojamento (7, 10).
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