ES2962819T3 - Instalación para el reciclaje de chatarra contaminada - Google Patents

Abstract

Se describe una planta para el reciclaje de chatarra metálica contaminada. El sistema tiene un bastidor de horno, un horno de fusión inclinable dispuesto en el mismo y una carcasa en forma de capota dispuesta en la cubierta del horno de fusión inclinable, que rodea y cubre la abertura del horno de fusión. La carcasa presenta una puerta para introducir la chatarra contaminada en el horno de fusión y, opcionalmente, una segunda puerta para retirar la escoria formada en la masa fundida. Para extraer los gases de combustión resultantes se utiliza un sistema de extracción de gases de combustión en forma de conductos, que sigue todos los movimientos de inclinación del horno de fusión para la eliminación de escorias y la fundición. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Instalación para el reciclaje de chatarra contaminada

La presente invención se refiere a una instalación para el reciclaje de chatarra contaminada, en particular chatarra que contiene amianto.

Por el documento EP 3089829 B1 se conoce un procedimiento para el reaprovechamiento de chatarra de acero que contiene amianto. En este caso, la chatarra de acero se transporta en un contenedor hermético a una instalación con la que se pueden realizar las correspondientes etapas de fundición. La chatarra de acero en este caso se sumerge completamente en una masa fundida de acero fundido y el amianto se convierte así en material no cristalino que se disuelve en el acero y/o se acumula en la escoria. Una vez que el acero fundido se ha enfriado, se crea un producto de chatarra de acero homogéneo que prácticamente no contiene amianto. Las correspondientes etapas se llevan a cabo en un espacio aislado del entorno de una manera sustancialmente estanca a los gases que se consigue manteniendo el espacio por debajo de la presión atmosférica.

Los documentos JP H 07180971 A y CN 110873530 A se refieren ambos a un horno de fundición basculante que está rodeado por una carcasa que presenta una cubierta.

El documento DE 1201 954 C2 describe un horno de inducción basculante con cubierta.

El documento WO 2014/071846 A1 describe un horno de fundición con puertas de mantenimiento que se abren pivotando lateralmente.

Como se ha mencionado, el correspondiente procedimiento de reciclaje se describe en la publicación previa descrita anteriormente. La presente invención se basa en el objetivo de crear una instalación para el reciclaje de chatarra de acero que contiene amianto, que funcione de manera especialmente segura y eficaz. En particular, el procedimiento descrito anteriormente debería poder llevarse a cabo con esta instalación.

Se conoce un canal de succión de acero inoxidable por el documento DE 102010 034571 A1. Para el acoplamiento entre las partes móviles y estacionarias del canal de succión está prevista una corona giratoria. Un canal de aspiración móvil de material resistente se pasa radialmente a una distancia dentro de la corona giratoria y se deja salir libremente en la parte estacionaria del canal de aspiración. Esto reduce drásticamente las tensiones por temperatura y la tensión química en la corona giratoria. Pueden fabricarse de materiales de menor calidad, como acero normal. Además, el sistema de extracción de acero inoxidable dispone de dos ejes de pivotado dispuestos paralelos entre sí.

Por el documento CN 110873530 A se conoce un horno de inducción que ahorra energía con un dispositivo de eliminación de polvo. Están previstos varios canales de aspiración, que están conectados a través de una conexión giratoria con respecto a una cubierta de canal de aspiración 3 pivotante.

Este objetivo se logra, de acuerdo con la invención, mediante una instalación de acuerdo con la reivindicación 1.

Preferiblemente, la instalación dispone de un equipo para llevar la chatarra contaminada en paralelo al eje de basculación del horno de fundición. Por otro lado, también puede estar previsto un equipo para llevar la chatarra contaminada en perpendicular al eje de basculación del horno de fundición. La carcasa puede comprender, a este respecto, una única puerta o, adicionalmente, una segunda puerta. Cuando se disponen dos puertas, una puerta sirve preferiblemente para introducir la chatarra contaminada en el horno de fundición, mientras que la segunda puerta sirve para retirar la escoria formada sobre la masa fundida. Sin embargo, también puede estar prevista solamente una única puerta, que sirve para introducir la chatarra contaminada en el horno de fundición y también para retirar la escoria formada sobre la masa fundida. En general, también puede servir una segunda puerta solamente para realizar los trabajos necesarios, como examinar el espacio del horno, tomar muestras y medir la temperatura de la masa fundida.

A la hora de realizar el correspondiente procedimiento de reciclaje, es importante evitar la contaminación del entorno con, por ejemplo, partículas de amianto. Por lo tanto, se debe garantizar que ninguna partícula pueda penetrar en la atmósfera del entorno cuando la chatarra se introduce en el horno de fundición o durante el proceso de fundición. Esto se consigue de acuerdo con la invención disponiendo por encima del propio horno de fundición una carcasa a modo de campana, en la que se introduce la chatarra que se va a procesar y desde allí se mete en el horno de fundición, desde donde se extraen los gases de combustión generados durante el proceso de fundición. La carcasa a modo de campana está dispuesta de forma basculante junto con el horno de fundición y tiene al menos una puerta, preferiblemente dos puertas, en donde por la primera puerta se introduce la chatarra de acero que contiene amianto y por la segunda puerta se extrae la escoria formada sobre la masa fundida. Los gases de combustión generados durante el proceso de fundición se extraen a través del sistema de extracción de gases de combustión a modo de canal.

La carcasa a modo de campana está diseñada en particular para una temperatura interior constante de aproximadamente 1.200 °C y presenta un equipo para el ajuste de la temperatura, para descomponer también las fibras de amianto liberadas durante el proceso de carga. En particular, el interior está lo más herméticamente aislado posible del entorno, lo que da como resultado unas condiciones casi estancas a los gases. Esto significa que la instalación puede funcionar con presión negativa. De esta manera se minimiza la cantidad de aire ambiental que entra al interior, lo que reduciría la temperatura interior.

La instalación está provista de equipos con los que el horno de fundición con carcasa a modo de campana se puede bascular hacia atrás para eliminar la escoria, es decir, en dirección contraria a la colada. Equipos apropiados se encargan de que el horno con carcasa a modo de campana bascule en la dirección opuesta durante la colada. A este respecto se garantiza que el sistema de extracción de gases de combustión que sale de la carcasa a modo de campana siga los correspondientes movimientos de basculación del horno de fundición, de modo que se produzca una conexión ininterrumpida de la carcasa a modo de campana con el sistema de extracción de humos.

La experiencia ha demostrado que el canal de evacuación de gases y el canal de extremo no están conectados mecánicamente, sino que el canal de extremo está equipado con un accionamiento propio, preferiblemente accionado hidráulicamente, para poder seguir siempre el movimiento del canal de evacuación de gases, de modo que las aberturas de gases de escape de ambos canales siempre se solapen de modo que el flujo de gases de escape no se interrumpa. Las posiciones respectivas del canal de evacuación de gases y del canal de extremo se detectan mediante sensores. Un circuito de regulación electrónico, que actúa sobre dicho accionamiento, hace que el canal de extremo siga siempre el movimiento del canal de evacuación de gases.

Por lo tanto, el canal de evacuación de gases y el canal de extremo no están conectados entre sí de forma articulada. De lo contrario, las fuerzas del peso del canal de extremo influirían en la indicación del peso del horno, que está colocado sobre células de carga. Sin embargo, es concebible una conexión articulada si el horno no presenta células de carga y, por tanto, no puede tener lugar la influencia antes mencionada.

A este respecto, el canal intermedio que parte de la carcasa a modo de campana desemboca, en particular, en la zona de extremo superior del canal de evacuación de gases fijado a la cubierta, en cuya zona de extremo inferior está montado de manera articulada el canal de extremo. Además, la instalación dispone preferiblemente de un equipo para alojar un molde de colada en el que desemboca una artesa del horno de fundición. Durante el proceso de fundición, el horno de fundición dispuesto en el bastidor del horno bascula, a este respecto, de modo que la artesa se extienda hasta la abertura del molde de colada, que es soportado por este equipo.

En un perfeccionamiento, la instalación presenta un equipo para aplicar presión negativa a la carcasa a modo de campana y al sistema de extracción de gases de combustión. El procedimiento que se lleva a cabo con la instalación, es decir, introducir la chatarra de acero que contiene amianto, sumergir la chatarra en un baño de fundición existente, fundir la chatarra, retirar la escoria, realizar una sangría, evacuar los gases de combustión, se lleva a cabo preferiblemente bajo presión negativa, para evitar que las partículas que contienen amianto se escapen a la atmósfera circundante. Por lo tanto, se entiende que toda la instalación está configurada de manera estanca a los gases y que todos los componentes están adecuadamente aislados para resistir temperaturas del orden de aproximadamente 1200 °C.

Puesto que debido a la construcción aislada por esclusa ya no es posible observar el proceso de carga ni el proceso de fundición, para la observación interior está prevista preferiblemente al menos una cámara. Esto se refiere tanto al propio horno de fundición como a la carcasa a modo de campana.

La carcasa a modo de campana está fijada convenientemente a la cubierta del horno de fundición mediante una conexión que se puede liberar rápidamente.

De esta manera, por ejemplo, se puede sustituir rápidamente un crisol en el horno de fundición, sin necesidad de complejos trabajos de desmontaje. En este sentido, preferiblemente se separa el tubo intermedio de la carcasa a modo de campana y se retira la carcasa, después de lo cual se puede sustituir el crisol.

Como ya se ha mencionado, la carcasa a modo de campana presenta preferiblemente dos puertas para introducir la chatarra que contiene amianto y para retirar la escoria y para realizar trabajos en el horno. A este respecto, en otro perfeccionamiento, la carcasa a modo de campana está provista de un equipo de acoplamiento para una máquina de carga en la puerta para introducir la chatarra contaminada. Esta puerta dispone, por ejemplo, de un elemento de cierre que se puede mover hacia arriba y hacia abajo y que se puede mover a través de accionamientos de cadena adecuados. Al abrir la puerta (moviendo el elemento de cierre hacia arriba), la máquina de carga se mueve acercándose al equipo de acoplamiento y transporta la chatarra que contiene amianto al interior de la carcasa a modo de campana y desde arriba al interior del horno de fundición. Esto garantiza la estanqueidad a los gases durante el llenado del horno.

Ambas puertas están debidamente aisladas.

El sistema de extracción de gases de combustión comprende en particular un sistema de tubos configurado adecuadamente, cuyos tubos están compuestos preferiblemente por segmentos individuales, estando estos segmentos atornillados entre sí, por ejemplo, de manera estanca a los gases. Por ejemplo, el canal intermedio puede comprender un tubo que consta de tres segmentos, al igual que el canal de evacuación de gases, mientras que el canal de extremo o canal inferior presenta preferiblemente cuatro segmentos, de los cuales los segmentos de extremo están provistos de la conexión articulada. El canal de extremo presenta a este respecto preferiblemente en el segmento de extremo inferior dispuesto en el suelo una abertura lateral de salida de gases. A este respecto, a través de esta abertura se pueden conducir los gases de combustión correspondientes a una instalación de procesamiento de gases adecuado.

Como ya se ha mencionado, la chatarra contaminada se puede llevar, por ejemplo, en paralelo al eje de basculación del horno de fundición o en perpendicular al mismo. En el caso de una alimentación en paralelo al eje de basculación se utilizan preferiblemente las dos puertas mencionadas, de las cuales una sirve para introducir la chatarra contaminada en el horno de fundición y la otra sirve para retirar la escoria formada a partir de la masa fundida. En caso de llevar la chatarra contaminada en perpendicular al eje de basculación del horno de fundición, se puede utilizar una única puerta, que sirve tanto para introducir la chatarra contaminada como para retirar la escoria. Estas puertas también se pueden utilizar para otros fines al mismo tiempo, por ejemplo toma de muestras, exámenes, etc. Sin embargo, la invención no excluye la posibilidad de que haya más de dos puertas que se utilicen para los fines mencionados anteriormente.

También se ha mencionado anteriormente que la carcasa a modo de campana con sistema de extracción de gases de escape está configurada preferiblemente de manera estanca a los gases. Por supuesto, el término "estanco a los gases" utilizado aquí no excluye la posibilidad de que no se alcance el 100 % de estanqueidad a los gases. Por lo tanto, la invención también abarca realizaciones menos estancas a los gases.

Preferiblemente, solo en un horno con posibilidad de vuelco hacia atrás, el canal de extremo se guía hasta el suelo y, a este respecto, se apoya en el armazón de tal manera que el eje de basculación hacia atrás coincida con el eje formado por el armazón. En hornos que no basculan hacia atrás, el canal de extremo móvil puede ser innecesario. Si está presente, es fijo y también puede guiarse horizontalmente o hacia el techo de una nave en lugar de hasta el suelo.

Como se mencionó, la instalación dispone preferiblemente de una cámara para observar el interior del horno de fundición y la carcasa a modo de campana. Naturalmente esto no excluye la posibilidad de prever varias cámaras, en particular también para observación exterior.

En lo que respecta a la conexión de liberación rápida de la carcasa a modo de campana con la cubierta del horno, la carcasa a modo de campana se fija preferiblemente según el principio ISO de bloqueo giratorio(twist-lock)a la cubierta del horno.

Además, preferiblemente puede estar previsto un recipiente para recibir la escoria.

Se entiende que las puertas previstas disponen preferiblemente de accionamientos especiales para cumplir sus funciones correspondientes.

Naturalmente también están previstos sistemas de control de movimiento correspondientes para el sistema de extracción de gases de escape en forma de canal, por ejemplo componentes del control de seguimiento, tales como sensores de desplazamiento, etc. Esto se refiere, en especial, al caso en el que el canal de evacuación de gases y el canal de extremo no están conectados entre sí y en el que el canal de extremo presenta su propio accionamiento, preferiblemente hidráulico, con el que el canal de extremo se puede mover de forma sincronizada con el movimiento del horno de fundición.

Preferiblemente, las cámaras se refrigeran debido al efecto del calor. La invención abarca además el uso de las cámaras para medir la temperatura. También se puede prever el uso de un sensor térmico óptico.

Preferiblemente, el sistema de extracción de gases de escape a modo de canal está aislado térmicamente.

La invención se explica a continuación en detalle por medio de un ejemplo de realización en relación con los dibujos. Muestran:

la Figura 1 una vista de una instalación para el reciclaje de chatarra de acero que contiene amianto;

la Figura 2 una vista en sección de la instalación;

la Figura 3 una vista de la instalación en estado basculado para la descarga de es

la Figura 4 una vista de la instalación en estado basculado para la colada;

la Figura 5 un canal de evacuación de gases del sistema de extracción de gases de combustión de la instalación acoplado al horno de fundición;

la Figura 6 una primera vista del canal de extremo del sistema de extracción de gases de escape; y

la Figura 7 una segunda vista del canal de extremo del sistema de extracción de gases de escape.

El sistema mostrado en la figura 1 para el reciclaje de chatarra de acero que contiene amianto presenta como componentes principales un bastidor de horno 20, un horno de fundición 21 montado de manera basculante en el mismo y una carcasa 1 a modo de campana, la denominadadoghouseo caseta, dispuesta sobre la cubierta del horno de fundición basculante. Esta carcasa 1 a modo de campana rodea y cubre la abertura superior del horno de fundición (aquí no representada). Además, la instalación tiene un sistema de extracción de gases de escape conectado a la carcasa 1 a modo de campana, que se explicará con más detalle más adelante.

La chatarra que contiene amianto se introduce en la carcasa 1 a modo de campana y desde allí en el horno de fundición 21 a través de una máquina de carga adecuada a través de una puerta de carga 1.1 que se puede mover hacia arriba y hacia abajo. El procedimiento pertinente para el reciclaje de chatarra de acero que contiene amianto se describe detalladamente en el documento EP 3089829 B1, ya mencionado. Este procedimiento se puede llevar a cabo con la instalación aquí descrita.

La carcasa 1 a modo de campana tiene dos puertas, a saber, la puerta de carga 1.1 ya mencionada y una puerta de descarga de escoria 1.2. La puerta de carga 1.1 se mueve hacia arriba y hacia abajo mediante un accionamiento por cadena 1.3 para la apertura y el cierre. La puerta de descarga de escoria 1.2 se abre y se cierra manualmente para descargar la escoria de la masa fundida o para medir la temperatura.

La carcasa 1 a modo de campana está fijada a la cubierta del horno mediante cuatro conexiones de liberación rápida, por ejemplo, según el principio ISO de bloqueo giratorio(twist-lock)1.4. Estas conexiones permiten que la carcasa se retire rápida y fácilmente de la cubierta del horno para permitir operaciones de reparación o mantenimiento adecuadas.

En la pared de la carcasa 1 está montada una cámara de alta temperatura 1.6.

El sistema de extracción de gases de combustión conectado a la carcasa 1 a modo de campana está diseñado de modo que sigue todos los movimientos del horno de fundición 21, especialmente sus movimientos de basculación para la colada y la descarga de escoria. Tiene un canal de evacuación de gases 3 fijado a la cubierta del horno, que está conectado con un canal intermedio 2, que está conectado con la carcasa 1 a modo de campana. Además, al conducto de salida de gases 3 le sigue un conducto de extremo 4, que está conectado de manera articulada con un armazón 5 que está fijado al suelo. Además, en la cubierta del horno está montada una columna de suministro de energía 1.5 para suministrar energía a la carcasa 1 a modo de campana.

La figura 2 muestra una representación en sección de una instalación de reciclaje durante un proceso de alimentación. Una máquina de carga 23 adecuada introduce chatarra que contiene amianto en la carcasa 1 a modo de campana con la puerta de carga 1.1 abierta y allí a través de la abertura superior del horno de fundición 21. El horno de fundición puede ser un horno de crisol de inducción adecuado. La instalación está configurada de manera estanca a los gases porque funciona con presión negativa para evitar que las partículas que contienen amianto se escapen al entorno. Un correspondiente sistema de extracción de gases de combustión se encarga de que los gases de combustión que se producen sean evacuados a una instalación de aprovechamiento adecuada. Este sistema presenta el tubo intermedio 2 que parte desde la carcasa 1 a modo de campana y el canal de evacuación de gases 3 acoplado de forma fija a la cubierta del horno de fundición, que está conectado en el lado de los gases de combustión al canal de extremo 4, que a su vez está montado de manera articulada en el armazón 5. El sistema de extracción de gases de escape está configurado para poder seguir todos los movimientos de la instalación.

La figura 3 muestra una vista de la instalación en la que el horno de fundición está basculado para la descarga de escoria. En este sentido, la puerta de descarga de escoria 1.2 está abierta, mientras que la puerta de carga 1.1 está cerrada. El correspondiente movimiento de basculación se realiza junto con el canal intermedio 2 y el canal de evacuación de gases 3, mientras que el canal de extremo 4 también se mueve correspondientemente, accionado por un cilindro hidráulico.

La figura 4 muestra la instalación en un estado basculado opuesto a la descarga de escoria, en el que la masa fundida se vierte en una cubeta 25.

La figura 5 muestra una vista del canal de evacuación de gases 4, que está fijado a la cubierta del horno mediante un brazo de fijación 30 y, por lo tanto, sigue un correspondiente movimiento de basculación del horno. Con la referencia 31 se muestra la conexión con el tubo intermedio 2, que conduce a la carcasa 1 a modo de campana.

Las figuras 6 y 7 muestran dos vistas del canal de extremo 4, que está conectado al canal de evacuación de gases 3 en el lado de los gases de combustión, como se muestra con la correspondiente abertura 35, así como con al armazón 5 fijado al suelo. Una abertura 36 sirve para conectar una tubería que conduce a un punto de aprovechamiento de los gases de combustión. Además, la figura 7 muestra un cilindro hidráulico 32 con el que se puede subir o bajar el canal de extremo 4 siguiendo los movimientos del sistema.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Instalación para el reciclaje de chatarra contaminada, en particular que contiene amianto, con un bastidor de horno (20), en cuyo interior está dispuesto un horno de fundición (21) basculante, que comprende un dispositivo de colada para colar una masa fundida metálica producida en el horno de fundición (21) en una cubeta (25), y una carcasa (1) a modo de campana dispuesta sobre la cubierta del horno de fundición (21) basculante, que rodea y cubre la abertura superior del horno de fundición y presenta al menos una puerta (1.1, 1.2) y un sistema de extracción de gases de combustión a modo de canal que se extiende de manera estanca a los gases desde la carcasa (1) a modo de campana y está configurado de tal modo que sigue todos los movimientos de basculación del horno de fundición (21), en donde el sistema de extracción de gases de combustión a modo de canal comprende un canal de evacuación de gases (3) fijado a la cubierta del horno de fundición (21) y un canal de extremo (4), en donde el canal de evacuación de gases (3) y el canal de extremo (4) no están conectados entre sí y en donde el canal de extremo (4) tiene un accionamiento (32) propio, preferiblemente hidráulico, con el que el canal de extremo (4) se puede mover de forma sincronizada con el movimiento del horno de fundición, de modo que las aberturas de gases de combustión del canal de evacuación de gases (3) y el canal de extremo (4) siempre se solapan, y está previsto un circuito de regulación electrónico para el accionamiento, que hace que el canal de extremo siga siempre el movimiento del canal de evacuación de gases.

2. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que presenta un equipo para llevar la chatarra contaminada en paralelo al eje de basculación del horno de fundición (21).

3. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada por que presenta un equipo para llevar la chatarra contaminada en perpendicular al eje de basculación del horno de fundición (21).

4. Instalación según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el canal de extremo (4) está montado de manera pivotante en un armazón (5).

5. Instalación según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que el canal de extremo (4) es guiado hasta el suelo de la instalación únicamente en el caso de un horno de fundición (21) con posibilidad de basculación hacia atrás y, a este respecto, está montado mediante un armazón (5) de tal manera que el eje para la basculación hacia atrás coincide con el eje formado por el armazón (5).

6. Instalación según la reivindicación 4 o 5, caracterizada por que entre el canal de extremo (4) y el canal de evacuación de gases (3) y el armazón (5) está dispuesta en cada caso una articulación giratoria.

7. Instalación según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que el canal intermedio (2) que parte de la carcasa (1) a modo de campana desemboca en la zona de extremo superior del canal de evacuación de gases (3) fijado a la cubierta del horno, en cuya zona de extremo está montado el canal de extremo (4) de manera articulada.

8. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dispone de un equipo para alojar una cubeta (25) para recibir la masa fundida, en la que desemboca una artesa del horno de fundición (21).

9. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un equipo para aplicar presión negativa a la carcasa (1) a modo de campana y al sistema de extracción de gases de combustión.

10. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dispone de al menos una cámara (1.6) para observar el interior del horno de fundición (21) y la carcasa (1) a modo de campana y/o para medir la temperatura de fundición.

11. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la carcasa (1) a modo de campana está fijada a la cubierta del horno de fundición a través de una conexión de liberación rápida, en particular a través del principio ISO de bloqueo giratorio(twist-lock)(1.4).

12. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la carcasa (1) a modo de campana está provista de un equipo de acoplamiento para una máquina de carga (23) en la puerta (1.1) para introducir la chatarra contaminada.

13. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la carcasa (1) a modo de campana con sistema de extracción de gases de combustión está configurada de manera estanca a los gases.

14. Instalación según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada por que la carcasa (1) a modo de campana está configurada con un sistema de extracción de gases de combustión con una tasa de fuga de gases definida.

15. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un recipiente para recibir escoria.