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ES2835350T3 - Pared de enfriamiento de horno modular - Google Patents

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ES2835350T3
ES2835350T3 ES18193968T ES18193968T ES2835350T3 ES 2835350 T3 ES2835350 T3 ES 2835350T3 ES 18193968 T ES18193968 T ES 18193968T ES 18193968 T ES18193968 T ES 18193968T ES 2835350 T3 ES2835350 T3 ES 2835350T3
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ES
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wall
segment
cooling wall
segments
modular
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English (en)
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Thomas Kovacic
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Berry Metal Co
Original Assignee
Berry Metal Co
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Publication date
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Abstract

Una pared de enfriamiento de horno modular (10), que comprende: una pluralidad de segmentos interiores (20) en donde cada segmento interior (20) aloja o define un conducto de fluido de enfriamiento que tiene una entrada (24) y una salida (26) ambas configuradas para conectarse en comunicación de fluidos a un colector de fluido de enfriamiento (40); en donde un primer lado lateral de cada segmento interior (20) define una ranura o canal cóncavo (23); en donde un segundo lado lateral de cada segmento interior (20) define un borde convexo (25); y en donde la pluralidad de segmentos interiores (20) se ensamblan de modo que el borde convexo (25) de uno o más de los segmentos interiores (20) se recibe dentro de la ranura cóncava (23) de un segmento interior lateralmente adyacente (20).

Description

DESCRIPCIÓN
Pared de enfriamiento de horno modular
Campo de la descripción
La presente divulgación está relacionada con un aparato para enfriar la carcasa del horno de altos hornos y otros hornos metalúrgicos. Los campos relacionados incluyen duelas de enfriamiento.
Antecedentes de la divulgación
Generalmente existen dos tipos principales de sistemas de enfriamiento para altos hornos o hornos eléctricos. Estos dos seistemas de enfriamiento han sido placas de enfriamiento y duelas de enfriamiento, cada uno con sus propias ventajas y desventajas.
Las placas de enfriamiento convencionales son enfriadores en forma de lengüeta que sobresalen a través de un solo orificio en la carcasa del horno de acero y se adhieren al recipiente en promedio aproximadamente 24 pulgadas y tienen aproximadamente 24 pulgadas de ancho. Tales placas están fijadas de forma segura a la carcasa de acero y las placas están conectadas a una fuente de enfriamiento externa. El documento WO00/26419 da a conocer sistemas de enfriamiento para hornos.
Las duelas son elementos que se colocan entre el lado interior de la carcasa de acero de un horno y el revestimiento refractario. Las duelas se forman típicamente con una serie de tubos para transportar un fluido de transferencia de calor, como el agua. Las duelas pueden enfriar un horno de manera uniforme, ya que pueden instalarse para tener una cobertura de carcasa de acero casi completa. Los enfriadores de madera típicos miden aproximadamente 30" a 50" de ancho por 48" a 144" de alto. Estas duelas suelen estar atornilladas a la pared del horno y pueden tener pequeños espacios entre ellas para permitir la instalación.
Con el fin de superar las desventajas asociadas con las típicas placas de enfriamiento de hornos y duelas de enfriamiento, sería conveniente proporcionar una pared de enfriamiento de horno modular que comprenda una pluralidad de segmentos interiores generalmente rectilíneos o de cualquier forma en donde cada segmento interior aloja o define su propio conducto de fluido de enfriamiento o circuito que tiene una entrada de fluido de enfriamiento y una salida de fluido de enfriamiento.
También sería conveniente proporcionar una pared de enfriamiento de horno modular que proporcione un ensamblaje simplificado, un espesor de pared de cobre reducido, menos peso total debido a tamaños de fundición reducidos, pero con todos los beneficios de los paneles de horno de fundición grandes.
Breve resumen de la invención
Son posibles muchas otras variaciones con la presente descripción, y esas y otras enseñanzas, variaciones y ventajas de la presente descripción serán evidentes a partir de la descripción y las figuras de la descripción.
Un aspecto de una realización preferida de la presente divulgación comprende una pared de enfriamiento de horno modular, que comprende: una pluralidad de segmentos en los que cada segmento interior aloja o define un conducto de fluido de enfriamiento que tiene una entrada y una salida; en donde un primer lado de cada segmento define una ranura o canal cóncavo; en donde un segundo lado de cada segmento define un borde convexo; y en donde la pluralidad de segmentos se ensamblan de modo que el borde convexo de uno o más de los ajustes se reciba dentro de la ranura cóncava de un segmento adyacente. Las características de construcción de una pared de enfriamiento de horno modular y los correspondientes segmentos interiores y extremos se definen en las reivindicaciones adjuntas.
En la invención, la pared de enfriamiento del horno comprende además uno o más segmentos de extremo que tienen un primer lado que define una ranura o canal cóncavo o un borde convexo y un segundo lado que define una superficie generalmente plana.
En otro aspecto de una pared de enfriamiento de horno modular preferida de la presente divulgación, al menos uno de los uno o más segmentos de extremo se ensambla a un lado exterior de un segmento ensamblado, en donde la superficie generalmente plana del segmento de extremo está dispuesta como una pared lateral estrecha de la pared de enfriamiento de horno modular.
En otro aspecto de una pared de enfriamiento de horno modular preferida de la presente divulgación, el primer lado de cada uno de los uno o más segmentos de extremo que definen una ranura o canal cóncavo o un borde convexo se ensambla a un lado de acoplamiento de uno de la pluralidad de segmentos.
En otro aspecto, la pared de enfriamiento de horno modular comprende además una placa o apoyo de montaje a la que cada uno de los segmentos se fija de forma desmontable o se fija de otro modo de forma desmontable.
En otro aspecto, la pared de enfriamiento de horno modular comprende además uno o más puntales o apoyos de soporte unidos de forma desmontable a uno o más de los segmentos o segmentos de extremo.
En otro aspecto de una pared de enfriamiento de horno modular preferida de la presente divulgación, la pared de enfriamiento de horno modular define una pared curva, una pared semicircular, una pared circular o una pared cerrada cuyo perímetro define una forma geométrica o no geométrica.
En la invención, la pared de enfriamiento de horno modular comprende además un colector de fluido de enfriamiento en comunicación de fluidos con la entrada y salida de cada segmento.
En otro aspecto, la pared de enfriamiento de horno modular comprende además un colector de fluido de enfriamiento en comunicación de fluidos con la entrada y salida de cada segmento y segmento de extremo.
Otro aspecto de una realización preferida de la presente divulgación comprende un segmento interior de una pared de enfriamiento de horno modular, el segmento interior que comprende: una carcasa que define y aloja un conducto de fluido de enfriamiento que tiene una entrada y una salida; un primer lado de la carcasa que define una ranura o canal cóncavo; y un segundo lado de la carcasa que define un borde convexo,
Otro aspecto más de la presente divulgación comprende un segmento de extremo para una pared de enfriamiento de horno modular, el segmento de extremo que comprende: una carcasa generalmente rectilínea que define y aloja un conducto de fluido de enfriamiento que tiene una entrada y una salida; un primer lado de la carcasa que define una ranura o canal cóncavo o un borde convexo; y un segundo lado que define una superficie generalmente plana. La presente divulgación comprende una pared de enfriamiento de horno modular, que comprende: una pluralidad de segmentos de pared generalmente rectilíneos en los que cada segmento de pared aloja o define un conducto de fluido de enfriamiento que tiene una entrada y una salida; en donde cada segmento de pared tiene los primero y segundo lados planos que están biselados; y en donde la pluralidad de segmentos de pared se ensamblan y aseguran juntos para formar una pared recta, curva, en ángulo o cerrada.
Breve descripción de varias vistas de los dibujos
Para que la presente descripción se entienda y se ponga en práctica fácilmente, la presente descripción se describirá ahora con propósitos ilustrativos y no limitantes en relación con las siguientes figuras, en donde:
La Figura 1A muestra una vista en perspectiva superior exterior de una pared de enfriamiento de horno modular preferida que tiene una sección recortada para una carcasa de quemador según la presente descripción;
La Figura 1B muestra una vista en perspectiva superior exterior de una pared de enfriamiento de horno modular que tiene una carcasa de quemador instalada en una sección recortada de acuerdo con la presente descripción; La Figura 2A muestra una vista en perspectiva superior interior de una pared de enfriamiento de horno modular que tiene una sección recortada para una carcasa de quemador según la presente descripción;
La Figura 2B muestra una vista en perspectiva superior interior de una pared de enfriamiento de horno modular que tiene una carcasa de quemador instalada en una sección recortada de acuerdo con la presente descripción; La Figura 3 muestra una vista en perspectiva superior de segmentos de enfriamiento individuales que forman una pared de enfriamiento de horno modular de acuerdo con la presente descripción;
La Figura 4 muestra una vista en perspectiva superior de un segmento de enfriamiento individual para usar en la fabricación de una pared de enfriamiento de horno modular de acuerdo con la presente divulgación;
La Figura 5 muestra una vista superior en perspectiva de un segmento de enfriamiento de extremo individual (no se muestran la entrada y la salida del fluido de enfriamiento) para su uso en la fabricación de una pared de enfriamiento de horno modular de acuerdo con la presente descripción;
La Figura 6 muestra una vista en perspectiva superior de un segmento de enfriamiento interior individual (no se muestran la entrada y la salida del fluido de enfriamiento) para usar en la fabricación de una pared de enfriamiento de horno modular según la presente descripción;
La Figura 7 muestra una vista en perspectiva interior de una pared de enfriamiento de horno modular según la presente descripción;
La Figura 8 muestra una vista en perspectiva exterior de una pared de enfriamiento de horno modular según la presente descripción;
La Figura 9 muestra una pared de enfriamiento de horno modular que forma un perímetro cerrado de una forma generalmente hexagonal según la presente descripción que comprende una pluralidad de segmentos de pared en donde cada segmento de pared tiene los primer y segundo lados planos que están preferiblemente biselados; y
La Figura 10 muestra un segmento de enfriamiento individual utilizado para formar la pared de enfriamiento de horno modular que forma un perímetro cerrado de la Figura 9.
Descripción detallada
En la siguiente descripción detallada, se hace referencia a los ejemplos y figuras adjuntas que forman parte de la misma, y en los que se muestra a modo de ilustración las realizaciones específicas en las que se puede poner en práctica la materia de la invención. Estas realizaciones se describen con suficiente detalle para permitir que los expertos en la técnica las pongan en práctica, y debe entenderse que pueden utilizarse otras realizaciones y que pueden realizarse cambios estructurales, lógicos y eléctricos sin apartarse del alcance de la invención de la materia de la invención. A tales realizaciones de la materia de la invención se puede hacer referencia, individual y/o colectivamente, en la presente descripción por el término "descripción" simplemente por conveniencia y sin la intención de limitar voluntariamente el alcance de esta solicitud a cualquier descripción única o concepto inventivo si de hecho se describe más de uno.
Por lo tanto, la siguiente descripción no debe tomarse en un sentido limitante, y el alcance de esta descripción se define por las reivindicaciones adjuntas.
Una pared de enfriamiento de horno modular preferida 10, tal como para un EAF (horno de arco eléctrico), alto horno u otro tipo de horno metalúrgico, de la presente descripción, comprende: una pluralidad de segmentos interiores 20 generalmente rectilíneos o de cualquier forma en donde cada segmento interior aloja o define un conducto o circuito de fluido de enfriamiento (tal como una tubería o un diseño perforado y tapado) que tiene una entrada 24 y una salida 26; en donde un primer lado de cada segmento interior define una ranura o canal cóncavo 23; en donde un segundo lado de cada segmento interior define un "pasillo" convexo o borde redondeado 25; en donde la pluralidad de segmentos interiores se ensamblan de modo que la bola convexa o borde redondeado 25 de uno o más de los segmentos interiores se reciba dentro de la ranura cóncava 23 de un segmento interior adyacente; y un colector de fluido de enfriamiento 40 en comunicación de fluido con la entrada 24 y la salida 26 de cada segmento interior, el colector de fluido de enfriamiento 40 que tiene una entrada 41 y una salida 42 de fluido de enfriamiento.
En otro aspecto, una pared de enfriamiento de horno modular preferida 100 de la presente divulgación comprende además uno o más segmentos de extremo 50 que tienen un primer lado que define una ranura cóncava o canal 23 o una bola convexa o borde redondeado 25 y un segundo lado que define una superficie plana 51.
En otro aspecto de una pared de enfriamiento de horno modular 10 preferida de la presente divulgación, el uno o más segmentos de extremo 50 están ensamblados al lado o lados de los segmentos interiores ensamblados 20 en donde la superficie generalmente plana 51 del segmento de extremo 50 se dispone como una pared lateral exterior estrecha de la pared de enfriamiento de horno modular 10.
En otro aspecto de un horno modular de enfriamiento preferido 10 de la presente divulgación, el primer lado de cada uno de los uno o más segmentos de extremo 50 que definen una ranura cóncava o canal 23 o una bola convexa o borde redondeado 25 está dispuesto con un acoplamiento lado de uno de los segmentos interiores 20.
En otro aspecto más, una pared de enfriamiento de horno modular 10 preferida de la presente divulgación comprende además una placa o apoyo de montaje 60 a la que cada uno de los segmentos interiores 20 se fija de forma desmontable o se fija de otro modo de forma desmontable.
En otro aspecto, una pared de enfriamiento de horno modular preferida de la presente divulgación comprende además uno o más apoyos o puntales de soporte 60 unidos de forma desmontable a uno o más de los segmentos interiores 20 y/o segmentos de extremo 50.
En otro aspecto de una pared de enfriamiento de horno modular preferida de la presente divulgación, la pared de enfriamiento de horno modular 10 define una pared curva, una pared semicircular, una pared circular o una pared cerrada cuyo perímetro define una forma geométrica o no geométrica.
Un segmento interior preferido 20 de una pared de enfriamiento de horno modular 10 de la presente descripción, comprende: una carcasa generalmente rectilínea o de cualquier forma que define y aloja un conducto de fluido de enfriamiento que tiene una entrada 24 y una salida 26; en donde un primer lado de cada segmento interior define una ranura o canal cóncavo 23; en donde un segundo lado de cada segmento interior define un "pasillo" convexo o borde redondeado 25; en donde la pluralidad de segmentos interiores puede ensamblarse de modo que la sala convexa o borde redondeado 25 de uno o más de los segmentos interiores se reciba dentro de la ranura cóncava 23 de un segmento adyacente 20.
Un segmento de extremo 50 preferido de una pared de enfriamiento de horno modular 10 de la presente descripción, comprende: una carcasa generalmente rectilínea o de cualquier forma que define y aloja un conducto de fluido de enfriamiento que tiene una entrada y una salida; un primer lado que define una ranura cóncava o un canal 23 o una bola convexa o un borde redondeado 25 y un segundo lado que define una superficie 51 generalmente plana.
En otro aspecto de un segmento de extremo preferido de una pared de enfriamiento de horno modular 10 de la presente divulgación, el uno o más segmentos de extremo 50 se ensamblan al lado o lados de cualquier segmento interior 20 ensamblado, en donde la superficie generalmente plana 51 del segmento de extremo 50 está dispuesto como una pared lateral exterior estrecha de la pared de enfriamiento de horno modular 10.
En otro aspecto más de un segmento de extremo 50 preferido de una pared de enfriamiento de horno modular 10 de la presente descripción, el primer lado del segmento de extremo 50 que define una ranura cóncava o canal 23 o una bola convexa o borde redondeado 25 está dispuesto con un lado de acoplamiento de uno de un segmento interior 20.
En otro aspecto más de un segmento de extremo 50 preferido de una pared de enfriamiento de horno modular 10 de la presente divulgación, las entradas 24 y salidas 26 de cada segmento 20, 50 están instaladas de manera desmontable en comunicación de fluidos con un colector de fluido de enfriamiento 40 de la pared de enfriamiento de horno modular 10.
En otro aspecto de un segmento de extremo 50 preferido de una pared de enfriamiento de horno modular 10 de la presente divulgación, cada segmento 20, 50 está sujeto de forma removible o fijado de otra manera removible a la placa o apoyo de montaje 60.
En otro aspecto de los segmentos de extremo y/o interior 20, 50 preferidos de una pared de enfriamiento de horno modular 10 de la presente descripción, cada segmento 20, 50 está unido de forma desmontable a uno o más apoyos o puntales de soporte de soporte 60.
En otro aspecto de los segmentos de extremo y/o interior 20, 50 preferidos de una pared de enfriamiento de horno modular 10 de la presente descripción, cada segmento 20, 50 forma una parte de la pared de enfriamiento de horno modular 10 que define una pared curvada (de cualquier radio), un muro semicircular (de cualquier radio), un muro circular (de cualquier radio) o un muro cerrado cuyo perímetro define una forma geométrica o no geométrica.
Aspectos adicionales de una pared de enfriamiento de horno modular 10 preferida de la presente descripción incluyen ensamblaje simplificado, espesor de cobre reducido, menor peso total debido a tamaños de fundición reducidos, pero con todos los beneficios de los paneles de horno de fundición grandes.
Otros aspectos de una pared de enfriamiento de horno modular 10 preferida de la presente divulgación incluyen que los segmentos 20, 50 pueden estar hechos de cualquier material adecuado, incluidos cobre, acero u otro metal; los componentes del sistema de bola y casquillo para conectar los segmentos de la pared de enfriamiento del horno pueden procesarse con máquina a partir de cualquier material, en cualquier longitud y ancho; perforado, perforado en cruz y enchufado para formar un circuito; los circuitos de fluido de enfriamiento se pueden conectar mediante tuberías, accesorios de tubería y/o mangueras con el propósito de "saltar" o "desviar" un segmento de la pared de enfriamiento del horno dañado o un circuito dañado.
Otros aspectos adicionales de una pared de enfriamiento de horno modular 10 preferida de la presente descripción incluyen: (1) circuitos de tubería de fluido de enfriamiento de fundición única y/o múltiple en cada segmento de cualquier diámetro de tubería o material de tubería; (2) conexión esférica especialmente diseñada entre segmentos para permitir que se forme una pared curva o cerrada de prácticamente cualquier radio o forma; (3) segmentos y paneles de cualquier largo, ancho o grosor; (4) las caras de los segmentos pueden tener o no tener retenedores de escoria o placas; (5) los segmentos pueden moldearse de cualquier material adecuado, como cobre o acero u otro metal; (6) la rótula preferida entre los segmentos crea una costura de soldadura y permite la expansión térmica; (7) placa posterior de acero y conexiones para rigidez, montaje y soldabilidad; (8) circuitos de fluido de enfriamiento conectados por colector deflector de cualquier material y (9) para uso en todas las instalaciones de fabricación de metales ferrosos y no ferrosos.
Los aspectos adicionales de una pared de enfriamiento de horno modular preferida de la presente divulgación incluyen caras de la pared modular 10 que pueden ser una cara lisa, cavidades de escoria, palcas refractarias y/o estructuras de armazón y ladrillo como se muestra en la Patente de Estados Unidos Núm. 9,102,990; la capacidad de incorporar características de piezas fundidas más grandes, es decir, termopares, etc., disminución del tiempo de producción/entrega; segmentos de pared reparables; la capacidad de vender repuestos y/o "kits de reparación"; instalación sencilla similar a los paneles de tubería.
Se apreciará que esta descripción de fondo ha sido creada por los inventores para ayudar al lector, y no debe tomarse como una indicación de que ninguno de los problemas indicados se apreció en la técnica. Si bien los principios descritos pueden, en algunos aspectos y realizaciones, aliviar los problemas inherentes a otros sistemas, se apreciará que el alcance de la innovación protegida se define por las reivindicaciones adjuntas, y no por la capacidad de cualquier característica descrita para resolver cualquier problema específico señalado en la presente descripción.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una pared de enfriamiento de horno modular (10), que comprende:
una pluralidad de segmentos interiores (20) en donde cada segmento interior (20) aloja o define un conducto de fluido de enfriamiento que tiene una entrada (24) y una salida (26) ambas configuradas para conectarse en comunicación de fluidos a un colector de fluido de enfriamiento (40);
en donde un primer lado lateral de cada segmento interior (20) define una ranura o canal cóncavo (23); en donde un segundo lado lateral de cada segmento interior (20) define un borde convexo (25); y en donde la pluralidad de segmentos interiores (20) se ensamblan de modo que el borde convexo (25) de uno o más de los segmentos interiores (20) se recibe dentro de la ranura cóncava (23) de un segmento interior lateralmente adyacente (20).
2. La pared de enfriamiento de horno modular de la reivindicación 1, que comprende además uno o más segmentos de extremo (50) que tienen un primer lado lateral que define una ranura o canal cóncavo (23) o un borde convexo (25) y un segundo lado lateral que define una superficie generalmente plana (51).
3. La pared de enfriamiento de horno modular de la reivindicación 1 o 2, en donde la entrada (24) y la salida (26) de cada segmento (20, 50) están ubicadas en la parte superior de cada segmento (20, 50) y preferiblemente están configuradas para conectarse en comunicación de fluidos con un colector de fluidos (40) instalado en la parte superior de la pared de enfriamiento de horno modular (10).
4. La pared de enfriamiento de horno modular (10) de la reivindicación 2 o 3, en donde al menos uno de los uno o más segmentos de extremo (50) está ensamblado a un primer o segundo lado lateral de un segmento interior ensamblado (20), en donde la superficie generalmente plana (51) del segmento de extremo (50) está dispuesta como una pared lateral exterior estrecha de la pared de enfriamiento de horno modular (10).
5. La pared de enfriamiento de horno modular (10) de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en donde el primer lado lateral de cada uno de los uno o más segmentos de extremo (50) define una ranura o canal cóncavo (23) o un borde convexo (25) se ensambla en un primer o segundo lado lateral coincidente de uno de la pluralidad de segmentos interiores (20).
6. La pared de enfriamiento de horno modular de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además una placa de montaje o soporte a la que cada uno de los segmentos se fija de forma desmontable o se fija de otro modo de forma desmontable.
7. La pared de enfriamiento de horno modular (10) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además uno o más apoyos o puntales de soporte (60) unidos de forma desmontable a uno o más de los segmentos (20) o segmentos de extremo (50).
8. La pared de enfriamiento de horno modular (10) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la pared de enfriamiento de horno modular (10) define una pared curva, una pared semicircular, una pared circular o una pared cerrada cuyo perímetro define una pared geométrica o forma no geométrica.
9. La pared de enfriamiento de horno modular (10) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un colector de fluido de enfriamiento (40) en comunicación de fluidos con la entrada (24) y la salida (26) de cada segmento (20) y opcionalmente cada segmento de extremo (50), en donde opcionalmente el colector de fluido de enfriamiento (40) está instalado en la parte superior de la pared refrigerante del horno (10).
10. La pared de enfriamiento de horno modular de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los segmentos (20) y/o los segmentos de extremo (50) son de diferentes longitudes.
11. La pared de enfriamiento de horno modular (10) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además una sección recortada preferiblemente definida por los segmentos (20, 50) y configurada para alojar una carcasa de quemador.
12. La pared de enfriamiento de horno modular (10) de la reivindicación 11, que comprende además una carcasa de quemador instalada en la sección recortada.
13. Un segmento interior (20) de una pared de enfriamiento de horno modular (10), de la reivindicación 1, el segmento interior (20) que comprende:
una carcasa que define y aloja un conducto de fluido de enfriamiento que tiene una entrada (24) y una salida (26), ambas configuradas para conectarse en comunicación de fluidos a un colector de fluido de enfriamiento (40);
un primer lado lateral de la carcasa que define una ranura o canal cóncavo (23); y
un segundo lado lateral de la carcasa que define un borde convexo (25).
14. Un segmento de extremo (50) para una pared de enfriamiento de horno modular, según la reivindicación 1, el segmento de extremo (50) que comprende:
una carcasa generalmente rectilínea que define y aloja un conducto de fluido de enfriamiento que tiene una entrada (24) y una salida (26), ambas configuradas para conectarse en comunicación de fluidos a un colector de fluido de enfriamiento (40);
un primer lado lateral de la carcasa que define una ranura o canal cóncavo (23) o un borde convexo (25); y
un segundo lado lateral que define una superficie generalmente plana (51).
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