ES2180686T5 - Procedimiento y mecanismo para evitar la formacion de "muñecos de nieve" en refrigeradores de clinquer y para la extraccion de trozos de revestimiento que se encuentran en los refrigeradores de clinquer. - Google Patents
Procedimiento y mecanismo para evitar la formacion de "muñecos de nieve" en refrigeradores de clinquer y para la extraccion de trozos de revestimiento que se encuentran en los refrigeradores de clinquer. Download PDFInfo
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Abstract
DE ACUERDO CON LA INVENCION SE HA PREVISTO UN PROCEDIMIENTO Y UN DISPOSITIVO PARA EVITAR LA FORMACION DE MATERIAL (14) DE GRANO FINO Y LA FORMACION RESULTANTE CORRESPONDIENTE DE TIPOS DE NIEVE EN ENFRIADOR DE CLINKER MEDIANTE SOPLADO DE DISPOSICIONES DE AIRE DE ALTA VELOCIDAD-ALTA PRESION CORTAS A PARTIR DE ABERTURAS (34) EN LA PARRILLA (32) DE SOPLADO DE FRIO. EL AIRE DE LIMPIEZA PUEDE SER GUIADO A UNA O MULTIPLES ZONAS DE LA PARRILLA (32) DE SOPLADO DE ENFRIAMIENTO. PARA ALIGERAR LA AFLUENCIA DE AIRE DE LIMPIEZA, PUEDEN HABERSE PREVISTO MEDIOS DE SUPERVISION.
Description
Procedimiento y mecanismo para evitar la
formación de "muñecos de nieve" en refrigeradores de clínquer y
para la extracción de trozos de revestimiento que se encuentran en
los refrigeradores de clínquer.
La invención está relacionada con un
procedimiento (según el preámbulo de la reivindicación 1), así como
con un refrigerador (según el preámbulo de la reivindicación 5)
para el enfriamiento de material caliente que contiene material
finamente granulado.
En la producción de cemento las materias primas
se calcinan normalmente en hornos rotativos tubulares para obtener
clínquer de cemento. El documento
US-A-5,437,721 describe, por
ejemplo, un procedimiento para la producción de clínquer de cemento
de materias primas de cemento finamente granuladas.
En la producción de clínquer de cemento se
emplean habitualmente temperaturas de horno de calcinación de al
menos 1.400ºC. La temperatura del clínquer al abandonar el horno de
calcinación asciende por regla general a 1.350ºC. Cuando el
clínquer sale del horno de calcinación debe ser enfriado
rápidamente. El clínquer caliente pasa con frecuencia del horno de
calcinación a una parrilla configurada de manera que facilite la
aportación de aire de refrigeración al clínquer. Mientras que el
clínquer permanece sobre la parrilla de entrada del refrigerador,
se expone al aire de refrigeración. Posteriormente suele llegar a
un sistema de transporte para ser conducido a un molino o a una
trituradora.
Ya se han desarrollado muchas parrillas de
refrigeración distintas para el enfriamiento de clínquer de
cemento. El documento US- A-2,434,845 presenta, por
ejemplo, una cámara de refrigeración de clínquer con un mecanismo
escalonado de parrilla al que llega el clínquer caliente después de
salir del horno de calcinación. Mientras que el clínquer se mueve a
lo largo de la parrilla hacia abajo, debido a la fuerza de
gravedad, se insufla aire de refrigeración en la aglomeración de
clínquer a través de los orificios de la superficie escalonada.
Un mecanismo de refrigeración similar se
describe en el documento
US-A-4,732,561, según el cual el
material caliente procedente del horno de calcinación, por ejemplo
clínquer, se mueve por serie de elementos de soporte permeables al
aire dispuestos de forma escalonada, como consecuencia de la fuerza
de gravedad. El aire de refrigeración se aporta al material a
través de los elementos de soporte y se dirige en ráfagas pulsantes
a los distintos elementos de soporte y grupos de elementos de
soporte.
Por el documento
EP-A-0 442 129 se conoce además un
procedimiento y un refrigerador de parrilla para el enfriamiento de
material caliente por medio de una corriente de aire de
refrigeración que pasa permanentemente desde abajo hacia arriba a
través de la superficie de la parrilla y a través de la capa de
material a refrigerar situada sobre la misma. En este caso se parte
del conocimiento de que en el funcionamiento de un refrigerador se
ha de tener en cuenta que no sólo se trata de enfriar de forma
suficiente el material caliente aportado, sino que además se debe
extraer del material caliente lo más rápidamente la mayor cantidad
de calor posible, que a través del aire de refrigeración así
calentado se vuelve a aportar al grupo de calcinación preconectado.
Por consiguiente, conviene que el modelo conocido se configure de
manera que se pueda alcanzar un mejor grado de recuperación y
reducir de este modo la temperatura de salida del material a
refrigerar. A estos efectos se propone en esta solicitud de patente
europea que las zonas de la capa que presenten una temperatura
mayor que la de las zonas que la rodean se refrigeren y remuevan
adicionalmente con ayuda de ráfagas de aire de refrigeración
aportadas por impulsos. Para conseguirlo, se puede palpar la
temperatura de la superficie de la capa y controlar la aportación de
las ráfagas de aire de refrigeración en dependencia de los valores
de medición de la temperatura obtenidos por palpación. Las ráfagas
de aire de refrigeración aportadas por impulsos se superponen por
lo tanto a la corriente de aire de refrigeración habitual que
atraviesa la capa constantemente de manera transversal con respecto
a su dirección de movimiento. Como consecuencia de las ráfagas de
aire de refrigeración aportadas por impulsos se pretende por
consiguiente refrigerar de manera adicional las zonas especialmente
calientes de la capa de material a refrigerar y lograr de esta
manera una unificación muy deseada del perfil de las temperaturas
en sentido transversal con respecto a la dirección de movimiento de
la capa. Por otra parte, se trata de conseguir que las partículas de
material situadas en estas zonas se remuevan a fin de volver a
mezclar el material grueso y el material fino anteriormente
separados. Las ráfagas de aire de refrigeración se aportan a través
de boquillas a los mismos orificios de entrada, a través de los
cuales se conduce también el aire de refrigeración normal a las
placas de la parrilla.
El clínquer procedente del horno de calcinación
tiene normalmente una forma esférica y posee un diámetro que oscila
entre los 2,5 y 7,5 cm. Además del clínquer llega también material
de granulado fino desde el horno de calcinación al refrigerador de
clínquer. Este material, finamente granulado, puede provocar en el
refrigerador de clínquer una serie de efectos no deseados. Por
ejemplo se puede acumular en el refrigerador en las superficies de
piezas de clínquer adyacentes y provocar que el clínquer se pegue,
un proceso que se define como aglomeración o conglomerado. Por otra
parte, en ocasiones salen del horno de calcinación grandes trozos
del revestimiento que se han desprendido de las caras interiores
del horno. Estos grandes trozos perjudican la transferencia eficaz
del calor dentro del refrigerador e interrumpen el paso del
clínquer por el refrigerador.
En el documento
US-A-4,870,913 se intenta evitar un
conglomerado en el refrigerador de clínquer, previendo un
refrigerador de parrilla con placas de parrilla escalonadas,
presentando las caras anteriores de las placas de parrilla unos
orificios a modo de boquillas para el aire de refrigeración, que se
orientan de manera que se evite un conglomerado entre las placas de
parrilla. Dado que el aire aportado a los orificios de boquilla
procede del sistema de alimentación de aire de refrigeración, la
mencionada patente estadounidense pretende evitar un conglomerado
de clínquer en zonas localmente delimitadas. El caudal de aire es
reducido a fin de provocar una agitación o vibración del propio
clínquer y no resulta suficiente para eliminar el material de
granulado fino ya acumulado en el clínquer.
Un problema mayor que el de la aglomeración del
clínquer consiste en la formación de los así llamados "muñecos de
nieve" en el refrigerador de clínquer. Los "muñecos de
nieve" se forman cuando el material de granulado fino cae del
horno de calcinación sobre la superficie de los grandes trozos del
revestimiento del horno de calcinación, que se encuentran sobre la
capa superior del lecho de clínquer en el refrigerador. A veces los
"muñecos de nieve" se forman en la superficie del clínquer,
especialmente cuando el clínquer se aglomera. Mientras que una capa
tras otra del material de granulado fino se va depositando en uno
de los trozos del revestimiento del horno de calcinación, el
"muñeco de nieve" va "creciendo" hacia arriba a modo de
estalagmita. Los trozos del revestimiento del horno de calcinación
sirven precisamente como una especie de punto de partida para la
formación de los "muñecos de nieve". Si nadie se da cuenta de
los "muñecos de nieve", éstos pueden crecer tanto que
finalmente lleguen al orificio de salida del horno de calcinación,
impidiendo así la salida del clínquer del horno de calcinación.
Hasta la fecha se han realizado diversos
intentos para evitar la formación de "muñecos de nieve". En la
memoria US-A-5,330,350 se describe
por ejemplo un refrigerador con una parrilla que realiza un
movimiento de vaivén y que presenta un mecanismo hidráulico para el
movimiento de vaivén de la parrilla de entrada. Por el documento
US-A- 4,732,561 se conoce además la posibilidad de
prever una barra rotatoria de empuje y de percusión que se acciona
de forma mecánica para romper todos los depósitos o incrustaciones
que se encuentran sobre el clínquer.
Se ha podido comprobar que éste y otros
procedimientos y dispositivos conocidos para la eliminación de
trozos del revestimiento del horno de calcinación de la entrada del
refrigerador, o para evitar la formación de "muñecos de
nieve", no proporcionan resultados que satisfagan del todo. Esto
se debe en parte al hecho de que tales dispositivos siempre
presentan el inconveniente de que en cualquier caso incluyen piezas
móviles. Como consecuencia del peso del clínquer y del efecto de
fricción causado por el mismo, estas piezas móviles están sometidas
a un elevado desgaste y muestran una fuerte tendencia a la rotura,
en especial teniendo en cuenta las elevadas temperaturas que se
registran normalmente en un refrigerador. Por otra parte, la
existencia del material de granulado fino, procedente del horno de
calcinación, en la zona del refrigerador puede dar lugar a que las
piezas móviles se vean frenadas en su movimiento o se atasquen
incluso del todo. Dado que los grandes trozos de revestimiento del
horno de calcinación muestran además la tendencia a desplazarse en
la superficie del lecho de clínquer, o incluso a ser arrastrados
por la misma, los elementos rascadores o las barras de empuje que
se mueven de un lado a otro y que actúan en su totalidad por debajo
de la superficie del lecho de clínquer, no están en condiciones de
retirar estos trozos de la entrada del refrigerador.
También es conocido el procedimiento de
insuflar, mediante orificio de aire de refrigeración de las placas
de parrillas en las paredes de refrigeración o en las paredes
resistentes al fuego del interior de refrigerador, ráfagas
pulsantes de aire a elevada presión sobre el clínquer. Así es
conocido en la práctica, por ejemplo el Simposio KDH de 1995, en su
figura 8, un refrigerador para refrigerar material de granulado
fino en el que la cara frontal del cuerpo envolvente del
refrigerador se ha provisto de un orificio por encima de la
parrilla de entrada mediante la que se pueden enviar ráfagas de aire
pulsante a elevada presión sobre el clínquer. La zona de entrada de
este conocido refrigerador es una parrilla escalonada fija con
aireación pulsante conectada por secciones y/o por alineaciones que
asegurarán una buena distribución del clínquer en la primera zona.
La entrada de ráfagas de aire pulsante a través de la pared frontal
del cuerpo envolvente del refrigerador o a través de otras paredes
resistentes al fuego del propio refrigerador se ha mostrado, no
obstante, eficaz de forma solamente parcial cuando se desea separar
las puntas de las compactaciones en forma de "muñecos de
nieve" en las proximidades de los orificio de aire de
refrigeración de las placas de parrillas de entrada. La zona
inferior de dichas compactaciones permanece, no obstante, sobre el
lecho del clínquer y por lo tanto son puntos de origen de nuevas
compactaciones en forma de "muñecos de nieve". Las ráfagas
pulsantes introducidas a través de orificio de aire de
refrigeración de las placas de parrillas dispuestos en la pared
frontal del cuerpo envolvente del refrigerador, tal como ocurre en
el refrigerador que se dio a conocer en el Simposio KHD de 1995
(figura 8), no tienen además efecto alguno sobre las compactaciones
en forma de "muñecos de nieve" u otras acumulaciones que se
encuentran cerca de la parte media del refrigerador. Por otra
parte, no se pueden dirigir en la dirección del flujo del clínquer
las ráfagas de aire pulsante introducidas a través de orificio de
aire de refrigeración de las placas de parrillas en las paredes
laterales del refrigerador y por tanto en tal caso se consigue de
manera solamente limitada el desplazamiento de porciones grandes
del recubrimiento del horno de combustión, consiguiendo una
separación sensible de la pared frontal del refrigerador del lado
de entrada. Finalmente en estos refrigeradores con orificio de aire
de refrigeración de las placas de parrillas de entrada en la pared
central o en paredes laterales del cuerpo envolvente del
refrigerador es un inconveniente que no sea posible de manera
directa la adecuación de los lugares de los puntos de entrada del
aire a las circunstancias variables del material, por ejemplo, a
otra altura del lecho de clínquer.
Por lo tanto la invención está basada en la
tarea de perfeccionar un procedimiento según el preámbulo de la
reivindicación 1 y un refrigerador según el preámbulo de la
reivindicación 5, de manera que se evite la formación de "muñecos
de nieve" al retirar los trozos del revestimiento del horno de
calcinación de la entrada del refrigerador, a la vez que se puedan
eliminar tos "muñecos de nieve" nada más formarse, que permita
renunciar a piezas móviles y que impida que las diferencias de
altura del lecho de clínquer ejerzan influencia.
De acuerdo con la invención esta tarea se
resuelve gracias a las características de las reivindicaciones 1 y
5.
Otras variantes de la invención son objeto de
las subreivindicaciones.
De acuerdo con la presente invención, el
clínquer caliente se alimenta preferentemente a la parrilla de
entrada del refrigerador y el aire de refrigeración a menor presión
es insuflado al clínquer de manera que se introducen ráfagas de
aire de limpieza a alta presión durante un periodo de tiempo
determinado desde la parrilla de entrada del refrigerador hacia
dentro del lecho de clínquer, horizontalmente en la dirección de
flujo de éste a efectos de agitarlo y desmenuzarlo de manera que se
destruyan los principios de aglomeración o de acumulación y todas
la porciones mayores de recubrimiento del horno de combustión que
son alejadas de la entrada del refrigerador. De esta manera se
dispondrá un control del material del clínquer dentro del
refrigerador y la aplicación de forma deseada del aire de limpieza
en partes o zonas escogidas de la parrilla de entrada del
refrigerador con intensidades de ráfaga determinadas.
De acuerdo con esta invención, se aporta a la
parrilla de entrada del refrigerador preferentemente clínquer
caliente y se insufla en el clínquer aire de refrigeración a baja
presión, aplicando después ráfagas de aire de limpieza a presión
elevada al lecho de clínquer desde la parrilla de entrada del
refrigerador durante un período determinado, más o menos
horizontalmente en dirección del caudal del clínquer, a fin de
agitar o hacer vibrar el clínquer, con lo que se disuelven todas las
aglomeraciones o acumulaciones en fase inicial y se retiran de la
entrada del refrigerador todos los trozos grandes del revestimiento
del horno de calcinación. Durante esta operación se prevé una
supervisión del material de clínquer dentro del refrigerador y una
aplicación controlada del aire de limpieza a zonas seleccionadas de
la parrilla de entrada del refrigerador con determinadas
intensidades de ráfaga.
El refrigerador según la invención se
caracteriza porque en el refrigerador existe un sistema de
alimentación de aire de limpieza a alta presión para la aportación
controlada de ráfagas de aire de limpieza por los orificios de aire
de limpieza en sentido aproximadamente horizontal en al menos una
zona de la parrilla y porque se prevén medios para el control y
para el registro de la posición de posibles aglomeraciones de
materiales de granulado y fino y de formaciones de "muñecos de
nieve", de manera que al detectar tales aglomeraciones de
material y formaciones de "muñecos de nieve" el aire de
limpieza a alta presión se pueda insuflar de forma controlada y
escalonada en al menos una zona correspondiente de la parrilla para
eliminar tales aglomeraciones de material.
De este modo no sólo se evita la aglomeración,
sino también la formación de "muñecos de nieve" durante la
refrigeración del clínquer de cemento.
En un ejemplo de realización preferido el
refrigerador según la invención contiene una parrilla de entrada de
superficie escalonada, sobre la que se deposita el clínquer, un
sistema de alimentación de aire de refrigeración de baja presión,
para la aportación de aire de refrigeración al clínquer, y además
un sistema de alimentación de aire de limpieza a alta presión, para
insuflar breves ráfagas de aire de limpieza de alta presión con una
intensidad determinada en el conglomerado de clínquer.
Una ventaja especial de la presente invención se
ve en el hecho de que se evite el crecimiento de los muñecos de
nieve y de que los trozos grandes del revestimiento del horno de
calcinación se retiran de la entrada del refrigerador o de la
parrilla de entrada del refrigerador durante la refrigeración del
clínquer de cemento, sin que sea necesario, o sólo en una medida
muy limitada, utilizar piezas móviles dentro del clínquer o cerca
del mismo.
El procedimiento y el dispositivo según la
invención permiten además una fabricación, un montaje y una
reparación sencillos y económicos.
En la siguiente descripción se explican con
mayor detalle otras ventajas de la invención con referencia al
dibujo adjunto.
El dibujo muestra en la
Figura 1 una vista lateral parcialmente
seccionada de un refrigerador de clínquer según un ejemplo de
realización preferido de la presente invención;
Figura 2 una vista sobre la parrilla de entrada
del refrigerador y las zonas de alimentación de aire de limpieza
del refrigerador de clínquer según la figura 1;
Figura 3 una vista detallada en perspectiva de
la parrilla de entrada del refrigerador de clínquer según la figura
1;
Figura 4 una vista detallada en perspectiva para
la aportación de aire de limpieza a una zona de la parrilla de
entrada del refrigerador según la figura 3 y la salida del aire de
limpieza de esta zona, y
Figura 5 una vista detallada en sección de una
placa de parrilla según un ejemplo de realización preferido de la
invención, que puede formar una de las partes de la parrilla de
entrada del refrigerador.
En las distintas figuras del dibujo se han
utilizado las mismas referencias para elementos de construcción
iguales. En la figura 1 se representa un refrigerador de clínquer
20 según un ejemplo de realización preferido de la invención. El
refrigerador de clínquer 20 se ha dispuesto por debajo de la salida
del horno de calcinación 10. Por la zona de entrada del
refrigerador 16 se carga en el mismo clínquer caliente 12
procedente del horno de calcinación no representado y material de
granulado fino 14. El clínquer 12 introducido en el refrigerador de
clínquer 20 y el material de granulado fino 14 llegan a depositarse
en la parrilla de entrada del refrigerador 22. La parrilla de
entrada del refrigerador 22 se inclina en dirección de la flecha 19
desde su extremo superior 17 hacia su extremo inferior 18. La
inclinación de la parrilla de entrada del refrigerador 22 frente a
la horizontal oscila preferentemente entre 10 y 20º; en el ejemplo
de realización más preferido la parrilla de entrada del
refrigerador 22 tiene una inclinación de 14º hacia la
horizontal.
El clínquer 12 se acumula en la parrilla de
entrada del refrigerador 22 formando un lecho de clínquer no
representado. La capa de clínquer situada justo por encima de la
parrilla de entrada del refrigerador 22 permanece normalmente en su
lugar y forma para la parrilla de refrigerador una capa de
protección contra la fricción y el calor causados por el clínquer
12 que procede de la salida del horno de calcinación 10. Esta capa
se define habitualmente como lecho estático de clínquer.
Las figuras 3 a 5 muestran respectivamente
representaciones cada vez más detalladas de la parrilla de entrada
del refrigerador 22. En un ejemplo de realización preferido, la
parrilla de entrada del refrigerador 22 comprende una pluralidad de
filas de placas de parrilla desmontables 24. Las placas de parrilla
24 de cada fila se tocan directamente las unas con las otras o se
unen entre sí. Las placas de parrilla de filas contiguas también se
pueden unir entre sí, tal como se representa con mayor detalle en
la figura 5. Esta disposición de las placas de parrilla corresponde
preferentemente a una variante similar a la configuración propuesta
por el documento US-A-5,322,434. No
obstante, el entendido medio en la materia comprende inmediatamente
que esta invención también se puede aplicar a otros muchos modelos
conocidos de parrillas de refrigerador.
Las placas de parrilla 24 soportan el clínquer
mientras este se acumula, produciéndose dicha acumulación por regla
general en un ángulo de 30 a 35º. El clínquer acumulado sobre el
lecho estático de clínquer se mueve normalmente hacia abajo en
dirección de la flecha 19 a lo largo de la parrilla de entrada del
refrigerador 22. Las placas de parrilla 24 se apoyan en soportes de
placas de parrilla 26 dispuestas paralelamente a modo de escalones.
En dependencia del tipo del respectivo dispositivo, los soportes de
las placas de parrilla 25 se apoyan a su vez, según las
necesidades, en un armazón portante 50 y en la estructura 52
adyacente.
En las figuras 4 y 5 se representan con mayor
detalle los sistemas separados de refrigeración y de alimentación
de aire de limpieza del refrigerador de clínquer 20. Una de las
placas de parrilla 24 presenta una sección vertical de placa de
parrilla 40 y una zona base de placa de parrilla 41, con lo que se
forma un elemento que tiene aproximadamente la forma de una L. La
placa de parrilla 24 consiste preferentemente en una pieza fundida
que presenta convenientemente una resistencia general y una
resistencia al desgaste suficientes para poder soportar el clínquer
sin que el movimiento del clínquer a lo largo de la parrilla de
entrada del refrigerador provoque una deformación y un desgaste
excesivos. El hecho de que las placas de parrilla 24 son
desmontables facilita la sustitución y reparación de la parrilla de
entrada del refrigerador 22. La sección vertical 40 de la placa de
parrilla queda limitada por un borde superior 42 que puede
ajustarse a un borde inferior 44 de la zona base contigua 41 de la
placa de parrilla de manera que los dos se solapen o engranen. La
zona de base 41 de la placa de parrilla presenta al menos un
orificio de aire de refrigeración de placa de parrilla 34 por el
que puede fluir el aire de refrigeración. Tal como se explica más
detalladamente en el documento
US-A-5,322,434, la placa de
parrilla 24 se configura de modo que presente una cubierta de
ventilación 36 por encima del orificio de aire de refrigeración de
placa de parrilla 34. Como consecuencia se crea una hendidura
anular de aire de refrigeración 38 entre la superficie superior de
la zona de base de la placa de parrilla 41 y la superficie inferior
de la cubierta de ventilación 36.
El aire de refrigeración 28 entra a baja presión
desde una fuente no representada en el conducto de aire de
refrigeración 30. Por "baja presión" se entiende en el caso de
esta invención una presión inferior a 13,79 kPa, aproximadamente.
El conducto de aire de refrigeración 30 presenta al menos un
orificio de conducción de aire de refrigeración 32 por el que puede
fluir el aire. El orificio de conducción de aire de refrigeración
32 se orienta de manera que quede al mismo nivel que el orificio de
aire de refrigeración de la placa de parrilla 34 cuando dicha placa
de parrilla se apoya en el soporte de placas de parrilla 26. De este
modo, y para refrigerar el clínquer, se conduce aire de
refrigeración 28 desde el conducto de aire de refrigeración a la
hendidura anular de aire de refrigeración 38 y alrededor de la
cubierta de ventilación 36, pasando primero por el orificio de
conducción de aire de refrigeración 32 y después por el orificio de
aire de refrigeración de la placa de parrilla adyacente 34. Para
enfriar el clínquer de forma suficiente antes de que abandone el
refrigerador se aporta aire de refrigeración, preferentemente a una
presión que oscila, aproximadamente, entre 7,6 y 12,4 kPa, una
velocidad de entre 18,3 y 39,6 m^{3}/s, aproximadamente, y un
índice de fluencia de más o menos 0,028 y 0,06 m^{3}/s por
orificio de placa, dependiendo estos valores generalmente del
volumen y del tipo de clínquer a enfriar, así como de la
temperatura a la que el clínquer abandona el horno de
calcinación.
Como soporte de placas de parrilla 26 se
emplean, con preferencia, soportes huecos de sección cuadrada o
rectangular (ver figura 4). Como se puede deducir del dibujo, los
soportes de placas de parrilla 26 pueden servir al mismo tiempo de
conducto de aire de refrigeración 30. No obstante, en su lugar
también se pueden utilizar elementos de construcción especiales, en
cuyo caso el conducto de aire de refrigeración 30 se compone de
tubos situados dentro de un armazón de soporte que sirve de soporte
para las placas de parrilla 26. Los soportes de placas de parrilla
26 se disponen a modo de escalones y se apoyan en el armazón
portante 50. Cada soporte a modo de escalón de placas de parrilla
comprende además una superficie de apoyo 56 en su extremo superior
así como una contrahuella 58 que forma la cara exterior vertical
del soporte de placas de parrilla 26 a modo de escalón. Una vez
montada la placa de parrilla 24, su sección vertical 40 se ajusta
estrechamente a la contrahuella 58 mientras que la zona de base 41
de la placa de parrilla se ajusta estrechamente a la superficie de
apoyo 56.
\newpage
Para evitar la acumulación de material de
granulado fino, retirar los trozos del revestimiento del horno de
calcinación de la entrada del refrigerador y eliminar los
"muñecos de nieve" que eventualmente se vayan formando, el
refrigerador de clínquer según la invención posee además un sistema
de aire de limpieza a alta presión que se describe a continuación
de forma más detallada. En esta invención se define por "alta
presión" una presión de más de 345 kPa. Como se puede ver en la
figura 2, al menos un cañón de aire comprimido 60 aporta aire de
limpieza al sistema de aire de limpieza del refrigerador de
clínquer. Los cañones de aire comprimido 60 envían al sistema de
aire de limpieza breves ráfagas de aire comprimido y a gran
velocidad (preferentemente con una duración de unos 0,5 a 1,2
segundos, en el ejemplo de realización especialmente preferido con
una duración de unos 0,7 segundos). Las ráfagas de aire de limpieza
suministradas por los cañones de aire comprimido 60 se conectan y
desconectan a corto plazo lo que permite provocar vibraciones y la
agitación del clínquer, mientras que en los refrigeradores
habituales se aporta aire de refrigeración "pulsante" con el
que se puede variar la presión del aire de refrigeración que se
conduce al clínquer pero no provocar ni vibraciones ni la agitación
del clínquer. El equipo Martin
BB4-24-48 constituye un ejemplo de
un cañón de aire comprimido adecuado.
El aire de limpieza de los cañones de aire
comprimido 60 se lleva por conductos de alimentación de aire de
limpieza 62. En los conductos de alimentación de aire de limpieza
62 se pueden prever válvulas de alimentación de aire de limpieza
64. Los cañones de aire comprimido 60 se controlan preferentemente
a través de mandos a distancia neumáticos o eléctricos, por ejemplo
a través del elemento de control a distancia de cañones de aire
comprimido 66.
Como se puede ver perfectamente en las figuras 3
a 5, el aire de limpieza fluye desde los cañones de aire comprimido
60 hasta la cámara de aire de limpieza 70, pasando por un conducto
de alimentación de aire de limpieza 68. La cámara de aire de
limpieza 70 se forma preferentemente mediante fijación de una
escuadra 72 de longitud determinada en la superficie interior de la
contrahuella 58 del soporte de placas de parrilla 26 (ver figura
5). La cámara de aire de limpieza de escuadra se fija en el
elemento de soporte de placas de parrilla con preferencia por medio
de una costura de soldadura continua y, por consiguiente, de forma
hermética. Se prevén a distancia unas boquillas 74 en la cámara de
aire de limpieza que a traviesan la contrahuella 58 y por los que
puede salir el aire de limpieza.
En la sección vertical 40 de las placas de
parrilla 24 se practican unos orificios de aire de limpieza 76
configuradas, por ejemplo, a modo de ranura y alineadas con las
boquillas 74 de la cámara de aire de limpieza, por lo que el aire
de limpieza puede fluir en dirección de la flecha 78 desde la
cámara de aire de limpieza 70 hasta el interior del conglomerado de
clínquer. Disponiendo los orificios de aire de limpieza 76 de
manera que el aire de limpieza fluya fundamentalmente en dirección
horizontal, la ráfaga de aire de limpieza actúa prácticamente del
todo sobre el conglomerado de clínquer, con lo que se puede
eliminar con mayor eficacia cualquier formación de "muñecos de
nieve". Una orientación horizontal de los orificios de aire de
limpieza 76 contribuye además al movimiento del lecho estático de
clínquer a lo largo de la parrilla de entrada del refrigerador. Los
orificios de aire de limpieza 76 tienen preferentemente una anchura
de 7,5 cm. y una altura de 1,25 cm., aproximadamente, previéndose
respectivamente dos orificios de aire de limpieza en cada una de las
placas de parrilla 24 a las que se aporta aire de limpieza.
El sistema de alimentación de aire de limpieza
antes descrito debería permitir la aportación de breves ráfagas del
aire de limpieza a una presión elevada de entre al menos 345 y 690
kPa, una velocidad de entre al menos 100 y 200 m/seg y un índice de
fluencia de entre al menos 1,13 y 1,7 m^{3}/seg. El entendido en
la materia sabe que en el comercio se puede encontrar una serie de
cañones de aire comprimido diferentes que permiten la aportación
apropiada de aire de limpieza de acuerdo con estos parámetros. Para
generar ráfagas de aire que cumplan estos criterios resulta
necesario instalar un sistema de distribución de aire de limpieza
independiente del sistema de alimentación de aire de refrigeración
y capaz de funcionar a una presión entre 10 y 50 veces mayor que la
del sistema de refrigeración. Como consecuencia, las presiones y
las velocidades del aire de limpieza que fluye por los orificios de
aire de limpieza 76 son mucho mayores que las presiones y
velocidades del aire de refrigeración que fluye a través de los
orificios 34 de las placas de parrilla hasta el clínquer.
Mediante el empleo controlado de uno o varios
cañones de aire comprimido 60 el aire de limpieza se puede dirigir
a secciones o zonas determinadas de la parrilla de entrada del
refrigerador 22. El elemento de control 66 de los cañones de aire
comprimido permite el accionamiento de los cañones de aire
comprimido por medio de un mando a distancia a fin de controlar la
aportación de aire de limpieza. Gracias a la disposición de cámaras
de aire de limpieza separadas a la derecha e izquierda de la línea
central 69 de la parrilla de entrada del refrigerador 22 es posible
dividir adicionalmente la parrilla de entrada del refrigerador e
introducir el aire de limpieza en zonas determinadas de la parrilla
de entrada del refrigerador 22. En la disposición conforme a la
figura 2, por ejemplo, el aire de limpieza se puede insuflar
opcionalmente en una de las zonas correspondientes a uno de los ocho
cañones de aire comprimido 60 de los que cuatro se sitúan a la
derecha y cuatro a la izquierda de las líneas centrales 69.
Alternativamente, la cámara de aire de limpieza 70 se puede
desarrollar sin interrupción desde un lado de la parrilla de
entrada del refrigerador 22 al otro o presentar barreras de aire o
válvulas desmontables que permitan una división de la cámara de
aire de limpieza en un número discrecional de zonas.
En las representaciones según las figuras 3 y 4,
cada placa de parrilla 24 presenta orificios de aire de limpieza
76, algo que no es absolutamente necesario. En las secciones
identificadas con una "X" de la parrilla de entrada del
refrigerador representada en la figura 2, los orificios de aire de
limpieza 76 se prevén únicamente en determinadas placas de parrilla
24 para permitir la aplicación las ráfagas de aire de limpieza
según las necesidades con objeto de eliminar posibles acumulaciones
de material finamente granulado dentro del refrigerador. No
obstante, resulta deseable dotar un número suficiente de placas de
parrilla 24 distribuidas de forma apropiada de orificios de aire de
limpieza 76 para garantizar la aportación de aire de limpieza por
prácticamente toda la anchura de la parrilla de entrada del
refrigerador 22. La disposición de estas placas de parrilla varía
necesariamente y depende de diversos factores, tales como la
construcción y el tamaño de la parrilla de entrada del refrigerador
22.
Cambiando el número de placas de parrilla 24
dotadas de orificios de aire de limpieza 76 se puede regular de
forma acertada la intensidad de las ráfagas de aire de limpieza. Si
se dotan, por ejemplo, todas las placas de parrilla 24 de orificios
de aire de limpieza 76, se consigue una distribución más o menos
uniforme del aire de limpieza procedente de los cañones de aire
comprimido por toda la anchura de la parrilla de entrada del
refrigerador 22. Con esta disposición de las placas de parrilla la
intensidad de la ráfaga de aire de limpieza aportada a través de
los distintos orificios de aire de limpieza 76 se reduce a un
mínimo. Si los orificios de aire de limpieza 76 se prevén únicamente
en la mitad de las placas de parrilla 24, la ráfaga de aire
comprimido aportada aumenta al doble de la intensidad mínima antes
mencionada. Por otra parte, la intensidad de la ráfaga de aire de
limpieza que pasa por un orificio de aire de limpieza alcanza su
valor máximo cuando sólo una de las placas de parrilla está dotada
de un orificio de aire de limpieza 76.
También es posible variar a elección la
intensidad de la ráfaga de aire de limpieza aportada al clínquer
mediante el empleo controlado de válvulas. Se podría utilizar, por
ejemplo, al menos un cañón de aire comprimido para proporcionar
aire de limpieza a un sistema de distribución común desde el cual
se alimentan más de un conducto de aire de limpieza. A través de la
apertura y del cierre de determinadas válvulas de aire de limpieza
las ráfagas de aire de limpieza podrían pasar a uno o varios
conductos de alimentación de aire de limpieza, condicionando un
número menor de conductos una intensidad mayor de la ráfaga de aire
de limpieza generada.
Para facilitar la aportación controlada de aire
de limpieza al clínquer es posible instalar en el refrigerador de
clínquer 20 unos dispositivos de control, por ejemplo una cámara de
rayos infrarrojos 90 (ver figura 1). Como alternativa al control de
la temperatura se puede prever una videocámara de circuito de
regulación habitual o incluso una ventana o un orificio de visión
en concepto de dispositivo de control. En el supuesto de que para
la cámara de rayos infrarrojos 90 se disponga un monitor 92
colocado por separado, los operarios pueden vigilar el refrigerador
de clínquer desde otro lugar. Al detectar la formación de
"muñecos de nieve", los operarios pueden insuflar de forma
controlada ráfagas de aire de limpieza en la zona de la parrilla de
entrada del refrigerador en la que se observa dicha acumulación,
utilizando para ello el elemento de control de la válvula de aire
de limpieza 66 manejado a distancia. En su lugar también se pueden
prever elementos de control mecánicos o electrónicos a fin de
insuflar las ráfagas de aire de limpieza sucesivamente u
ocasionalmente en las diversas zonas de la parrilla de entrada del
refrigerador 22.
En la práctica el material procedente del horno
de calcinación, que contiene clínquer 12 y material de granulado
fino 14, se cierne sobre la parrilla de entrada del refrigerador 22
y se transporta a lo largo de la parrilla, más o menos en dirección
de la flecha 19. Mientras que el clínquer se mueve a lo largo de la
parrilla de entrada del refrigerador, es enfriado por el aire de
refrigeración 28 a baja presión aportado de la manera antes
descrita. Si existen medios para el control a distancia, los
operarios pueden vigilar generalmente el transporte del clínquer y
detectar de este modo la posible formación de "muñecos de
nieve". En el momento de detectar tales acumulaciones, los
operarios pueden insuflar de forma controlada ráfagas de aire de
limpieza a alta presión en la zona correspondiente de la parrilla de
entrada del refrigerador 22 con ayuda del elemento de control de
los cañones de aire comprimido 66 manejado a distancia. Estas
ráfagas de aire de limpieza se envían a través de orificios
practicados en las zonas de contrahuella de la parrilla de entrada
escalonada del refrigerador.
Normalmente, el aire de limpieza fluye
horizontalmente desde la parrilla de entrada del refrigerador en
dirección del caudal de clínquer. Las ráfagas de aire de limpieza
tienen la intensidad suficiente como para hacer vibrar y agitar el
clínquer de manera que el lecho de clínquer ya no se mantenga
estable, por lo que los "muñecos de nieve" eventualmente
formados se caen, se resbalan por la inclinación del lecho de
clínquer y se rompen. La dirección del aire de limpieza así como su
respectivo punto de insuflado influyen también positivamente en el
flujo del lecho estático de clínquer. Dado que las ráfagas de aire
de limpieza se insuflan a la altura de la parrilla, el aire se
expande al calentarse durante su paso por el lecho de clínquer
caliente, con lo que aumenta la intensidad de la ráfaga de
aire.
Las ráfagas de aire de limpieza también pueden
mover los trozos del revestimiento del horno de calcinación que
puedan haber entrado en el refrigerador de clínquer, separándolos
de la entrada del refrigerador en dirección del caudal de clínquer,
con lo que se eliminan los potenciales puntos de partida para la
formación de "muñecos de nieve". Estos resultados se consiguen
además sin necesidad de instalar piezas móviles en las proximidades
del refrigerador de clínquer.
\vskip1.000000\baselineskip
- 10
- Salida del horno de calcinación/materiales procedentes del horno de calcinación
- 12
- Clínquer
- 14
- Material de granulado fino
- 16
- Zona de entrada del refrigerador
- 17
- Extremo superior (de la parrilla de entrada del refrigerador)
- 18
- Extremo inferior ('')
- 19
- Flecha
- 20
- Refrigerador de clínquer
- 22
- Parrilla de entrada del refrigerador
- 24
- Placa de parrilla
- 26
- Elemento de soporte de placas de parrilla
- 28
- Aire de refrigeración
- 30
- Conducto de aire de refrigeración
- 32
- Orificio de conducción del aire de refrigeración
- 34
- Orificio de aire de refrigeración de las placas de parrilla
- 36
- Cubierta de ventilación
- 38
- Hendidura de aire de refrigeración
- 40
- Sección vertical de las placas de parrilla
- 41
- Zona de base de las placas de parrilla
- 42
- Borde superior
- 50
- Armazón portante
- 52
- Estructura
- 56
- Superficie de apoyo
- 58
- Contrahuella
- 60
- Cañón de aire comprimido
- 62
- Conducto de alimentación de aire de limpieza
- 64
- Válvulas de aportación de aire de limpieza
- 66
- Elemento de control
- 68
- Conducto de alimentación de aire de limpieza
- 69
- Línea central
- 70
- Cámara de aire de limpieza
- 72
- Escuadra
- 74
- Boquilla de la cámara de aire de limpieza
- 76
- Orificios de aire de limpieza
- 90
- Cámara de rayos infrarrojos.
Claims (13)
1. Procedimiento para la refrigeración de un
material caliente que comprende material de granulado fino (14) en
un refrigerador (20) en el que el material caliente es alimentado a
la parrilla de entrada (22) del refrigerador (20) y aire de
refrigeración (28), a través de orificio de aire de refrigeración
de las placas de parrillas para dicho aire de refrigeración, es
introducido desde un sistema de alimentación de aire de
refrigeración a baja presión para refrigerar el material situado
dentro del refrigerador (20), y en el que se puede insuflar
adicionalmente aire comprimido intermitentemente al material por lo
menos en una zona seleccionable de la parrilla,
caracterizado porque
a) el material es controlado dentro del
refrigerador (20) ante posibles acumulaciones de material fino y
formaciones de compactaciones y
b) que la parrilla de entrada (22) del
refrigerador tiene una superficie escalonada que comprende como
mínimo una superficie de apoyo (56) y al menos una contrahuella
(58) de manera que los orificios (34) de aire de refrigeración
estén dispuestos en la superficie de apoyo (56) y unos orificios de
aire de refrigeración de las placas de parrillas (76) para aire de
limpieza están dispuestos en la contrahuella (58) y se insufla aire
de limpieza específicamente desde un sistema de alimentación de
aire de limpieza a alta presión a una presión superior a 345 kPa a
través de los orificios de aire de refrigeración de las placas de
parrillas de aire de limpieza (76) en dirección aproximadamente
horizontal hacia dentro de una o varias zonas de la parrilla que
puedan posiblemente contener acumulaciones y "muñecos de
nieve" a efectos de eliminar dichas acumulaciones y "muñecos de
nieve".
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el aire de limpieza es alimentado en
ráfagas de una duración menor de 1 segundo a una presión
comprendida aproximadamente entre 345 y 690 kPa a una velocidad
aproximadamente comprendida entre 100 y 200 m/s y con un caudal
aproximado de entre 1,13 y 1,7 m^{3}/s.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la intensidad a la que se introduce el
aire de limpieza en la zona de las parrillas se varía de manera
específica.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la alimentación de aire de limpieza
hacia dentro de una o varias zonas de la parrilla (22) es
controlada con ayuda de medios de temporización.
5. Mecanismo para la refrigeración de material
caliente que comprende material de granulado fino (14) que
comprende
a) una parrilla de entrada (22) del refrigerador
(20) que está formada para soportar el material (12, 14) y que está
dotada de orificio de aire de refrigeración de las placas de
parrilla (34) para el aire de refrigeración,
b) un sistema de alimentación de aire de
refrigeración a baja presión para alimentar aire de refrigeración
(28) a los orificios de aire de refrigeración de las placas de
parrillas (34),
c) un sistema de alimentación de aire comprimido
para insuflar adicionalmente aire comprimido de forma intermitente
en al menos una zona seleccionable de la parrilla,
caracterizado porque
d) la parrilla (22) de entrada del refrigerador
tiene una superficie escalonada que comprende como mínimo una
superficie de apoyo (56) y al menos una contrahuella (58),
e) que los orificios de aire de refrigeración de
las placas de parrilla (34) de aire de refrigeración están
dispuestos en la superficie de apoyo (56) y unos orificios de aire
de limpieza (76) de las placas de parrilla están dispuestos en la
contrahuella (58),
f) un sistema de alimentación de aire de
limpieza a alta presión queda dispuesto en el refrigerador (20)
para alimentar de manera específica e intermitente aire de limpieza
a una presión que supera 345 kPa a través de los orificio de aire
de limpieza de las placas de parrillas (76) en dirección
aproximadamente horizontal a, como mínimo, una zona de la parrilla
y
g) unos medios (90) están dispuestos para
controlar y detectar la posición de posibles acumulaciones y
"muñecos de nieve" de manera tal que, después de localizar
tales acumulaciones y "muñecos de nieve", el aire de limpieza
puede ser insuflado específicamente y de forma intermitente en al
menos una zona de la parrilla correspondiente, a efectos de
eliminar estas acumulaciones y "muñecos de nieve".
6. Dispositivo de refrigeración según la
reivindicación 5, caracterizado porque la parrilla (22) de
entrada de refrigerador comprende una serie de placas de parrilla
desmontables (24).
7. Dispositivo de refrigeración según la
reivindicación 5, caracterizado porque el sistema de
introducción de aire de limpieza a alta presión comprende al menos
una tobera de aire comprimido (60).
8. Dispositivo de refrigeración según la
reivindicación 7, caracterizado por una conformación del
cañón de aire comprimido (60) de manera tal que el aire de limpieza
puede ser alimentado a los orificios de aire de refrigeración de
las placas de parrilla (76) en ráfagas de una duración de menos de 1
segundo a una presión comprendida entre como mínimo 345 y 690 kPa a
una velocidad aproximada de 100 o 200 m/s y con un caudal de
aproximadamente entre 1,13 y 1,7 m^{3}/s.
9. Mecanismo de refrigeración según la
reivindicación 7, caracterizado porque la parrilla (22) de
entrada del refrigerador está dividida al menos en dos zonas y el
sistema de alimentación de aire de limpieza a alta presión tiene
una serie de conducciones de alimentación de aire de limpieza (62,
68) cada una de las cuales se encuentra en conexión en línea con
una de estas zonas.
10. Mecanismo de refrigeración según la
reivindicación 9, caracterizado porque el cañón de aire
comprimido (60) es controlable desde situación lejana para
alimentar aire de limpieza hacia dentro de una o varias de dichas
zonas.
11. Mecanismo de refrigeración según la
reivindicación 9, caracterizado porque se disponen medios de
temporización para accionar el cañón de aire comprimido (60) a fin
de alimentar aire de limpieza a, como mínimo, una de dichas
zonas.
12. Mecanismo de refrigeración según la
reivindicación 9, caracterizado porque las intensidades de
ráfaga para la alimentación de aire de limpieza se pueden variar de
manera específica variando el número de orificios (76) en las
placas de parrillas.
13. Mecanismo de refrigeración según la
reivindicación 5, caracterizado por disponer de medios para
dividir el sistema de alimentación de aire de limpieza a alta
presión en un mínima de dos zonas de manera tal que los chorros de
aire de limpieza pueden ser introducidos solamente en las zonas en
las que se han descubierto acumulaciones de material de granulado
fino (14).
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|---|---|---|---|
| US57322295A | 1995-12-15 | 1995-12-15 | |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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