ES2211265A1 - Horno para la expansion de perlita. - Google Patents
Horno para la expansion de perlita.Info
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Abstract
Horno para la expansión de perlita. Comprende un cuerpo tubular interior (2) y un cuerpo exterior (1) que lo rodea, entre los cuales quedan definidas una cámara de regulación (6) y una cámara de aislamiento (7); unos tubos de alimentación (9) de la perlita cruda en el cuerpo tubular; un quemador (16) en la base del horno; y una toma superior (11) de aire de combustión. La expansión de la perlita se realiza a medida que la misma asciende a través del cuerpo tubular interior (2). El cuerpo tubular interior (2) comprende unos soportes superiores (3) del cuerpo exterior (1) y unas guías (4) del cuerpo tubular interior, solidarias de la parte interna del cuerpo exterior, de forma que el cuerpo tubular interior se puede dilatar libremente en sentido axial guiado por dichas guías. Los tubos de alimentación (9) están dotados de unos medios de precalentamiento de la perlita cruda.
Description
Horno para la expansión de perlita.
La presente invención se refiere a un horno para
la expansión de perlita, del tipo de los que comprenden un cuerpo
tubular interior; un cuerpo exterior que lo rodea, entre los cuales
queda definida una cámara de regulación; una pluralidad de tubos de
alimentación de la perlita cruda en el cuerpo tubular, distribuidos
radialmente alrededor de este último a una altura intermedia del
mismo; un quemador dispuesto substancialmente en la base del horno
y que proporciona una llama dirigida hacia arriba; y una toma
superior de aire de combustión, a través de la cual entra el aire
para el quemador en proporciones muy superiores a las
estequiométricas, atravesando la cámara de regulación. La expansión
de la perlita se realiza a medida que la misma asciende a través
del cuerpo tubular interior del horno, impulsada por la llama y el
aire caliente excedente de la combustión, y saliendo la perlita
expandida por el extremo superior del cuerpo tubular interior.
La perlita es un mineral no metálico de origen
volcánico, formado principalmente por silicatos de aluminio y de
naturaleza vítrea y textura perlítica, una de cuyas características
más destacables es la cantidad de agua ocluida, que puede llegar a
ser del 6%. Cuando se calienta rápidamente hasta su punto de
reblandecimiento, esto es entre 850 y 1100°C, la perlita se
expande, hasta unas veinte veces su volumen, lo cual es favorecido
por el agua ocluida en su matriz vítrea, produciéndose en ésta
pequeñas burbujas.
La perlita expandida es relativamente dura,
inerte y resistente a las temperaturas elevadas, gozando de unas
excepcionales propiedades aislantes y de porosidad, lo cual la hace
particularmente apta para múltiples aplicaciones, entre las que
cabe destacar, entre otras, su utilización como medio filtrante,
aislante térmico y acústico, refractario, aligerante de materiales
constructivos tales como el yeso, escayolas y hormigones, e incluso
como componente abrasivo para pasta dentífrica (EP 0 630 227).
Para la obtención de la perlita expandida
comercial, la mena del mineral de perlita, o perlita cruda, debe
primeramente triturarse hasta conseguir una granulometría adecuada
y posteriormente someterla a altas temperaturas en hornos
especiales para producir la expansión.
Existe un buen número de hornos para la expansión
de perlita. Ya la patente US 2.639.132 describe un horno para la
expansión de perlita, de tipo vertical, provisto de una llama que
opera con grandes cantidades de aire, de manera que la expansión se
realiza a medida que la perlita asciende a través del horno.
En la patente US 4.521.182 se describe un horno
para la expansión de perlita que comprende una camisa interior que
canaliza la llama y el aire de combustión, así como la perlita en
tratamiento, y en que la mena de perlita se introduce por una
pluralidad de emplazamientos distribuidos radialmente alrededor de
la llama. En este caso, el quemador es de posición superior y la
llama está dirigida hacia abajo, aunque también son conocidas
realizaciones de hornos en que el quemador es inferior y la llama
dirigida hacia abajo.
En todo caso, la citada camisa está sometida a
elevadas temperaturas, del orden de 1000°C, y por tanto a fuertes
solicitaciones de tipo térmico, presentando ineluctablemente el
inconveniente de la producción de grietas y roturas por los
anclajes en un tiempo relativamente corto.
Como resultado de las actividades de
investigación y desarrollo de los presentes inventores, se da a
conocer un nuevo horno para la expansión de perlita que, estando
exento de estos inconvenientes, puede gozar de una vida útil mucho
más prolongada que la posible en los hornos afines de la técnica
actual.
Así, el objeto de la invención es un horno para
la expansión de perlita del tipo explicado al inicio, de novedoso
diseño y funcionalidad, que se caracteriza porque el cuerpo tubular
interior comprende unos soportes superiores, sobre los que queda
suspendido del cuerpo exterior, y unas guías para el desplazamiento
axial del cuerpo tubular interior, solidarias de la parte interna
del cuerpo exterior, de forma que el cuerpo tubular interior puede
dilatar libremente en sentido axial guiado por dichas guías.
Según otra característica de la presente
invención los tubos de alimentación están dotados de unos medios
de precalentamiento de la perlita cruda.
Dichos medios de precalentamiento de la perlita
cruda pueden estar constituidos por múltiples elementos de
incremento de la superficie de contacto de la perlita con la pared
interna de los tubos de alimentación, provistos en correspondientes
tramos verticales de los tubos que quedan en la citada cámara de
regulación.
A continuación se realiza la descripción
detallada de una forma de realización preferida, aunque no
exclusiva, del objeto de la invención, para cuya mejor comprensión
se acompaña de unos dibujos, dados meramente a título de ejemplo no
limitativo, cuya única figura es una vista en alzado esquemática de
una forma preferida de realización del mismo.
En dichos dibujos puede verse que el horno tiene
un cuerpo exterior 1, que puede ser cilíndrico o prismático,
forrado interiormente de fibra cerámica para minimizar las pérdidas
por radiación. Dentro de este cuerpo exterior 1 hay dispuesto un
cuerpo tubular interior 2, sujeto por su parte superior mediante
varios soportes 3, y suelto en su parte media e inferior,
permitiendo su libre dilatación en sentido axial. Además, la parte
inferior del cuerpo tubular interior 2 está centrada y guiada
mediante una placa guía 4, que a la vez sirve de tabique separador
para la cámara de regulación 6 y la cámara de aislamiento,
determinadas entre el cuerpo tubular interior 2 y el cuerpo
exterior 1.
El conjunto de los soportes superiores 3 y de la
placa guía 4 libera de esfuerzos axiales al cuerpo tubular interior
2 del horno, previniendo de esta forma las roturas de dicho cuerpo
tubular debidas a dilataciones y contracciones térmicas en el
mismo.
Una toma de aire 11 y una tubería 12 conectada a
un ventilador 14 se introduce aire primario caliente procedente de
la cámara aislante 7 a un quemador inferior 16, cuya llama 20 está
dirigida hacia arriba.
El gas utilizado como combustible es introducido
en el quemador 16 por un conducto 15 con rampa de gas de regulación
y control (que no se muestra en los dibujos).
Una compuerta de regulación 13, interpuesta en la
tubería 12, permite regular el flujo de aire que accede al
quemador 16.
Por debajo del quemador 16 hay también dispuesta
otra compuerta de regulación 17, que permite regular el caudal y
temperatura del aire secundario que accede al quemador 16,
mezclándose con el aire primario.
La combustión se realiza en condiciones muy
superiores a las estequiométricas, de forma que hay un gran
excedente de aire caliente que atraviesa ascendentemente el horno
sin participar en la combustión.
La alimentación de la perlita cruda se realiza a
través de un tolvín 8, que desemboca en unos tubos de alimentación
y precalentamiento 9, dispuestos de forma tal que retardan la
entrada de la perlita a la cámara de expansión 5, o espacio interno
del cuerpo tubular interior en donde se verifica la expansión de la
perlita. Los tubos 9 comprenden unos medios de precalentamiento de
la perlita cruda, constituidos por múltiples elementos 21 de aleta,
que permiten aumentar la superficie de contacto de la perlita con
la pared interna de los tubos de alimentación 9. Las aletas 21
están provistas en unos tramos verticales 22 de los tubos 9 que
quedan en la citada cámara de regulación (6) existente entre el
cuerpo exterior 1 y el cuerpo tubular interior 2. Ello permite
aumentar la temperatura de la perlita antes de su entrada en la
cámara de expansión, y alimentarla así a una temperatura óptima
para la realización de la expansión.
Preferentemente, el horno consta de dos tubos 9,
dispuestos a lados contrarios del horno y cuyos respectivos tramos
finales que quedan dentro de la cámara de expansión 5, están
dispuestos a una cierta angularidad, de suerte tal que la perlita
se vierta en el centro del horno, justo en el punto en donde las
características de la llama 20 son las mejores para producir la
expansión de la perlita.
La expansión de la perlita cruda se realiza, de
un modo en sí conocido, a medida que la misma asciende a través
del cuerpo tubular interior 2 del horno, sometida a una temperatura
de entre 850 y 1100°C, impulsada por la llama y el aire caliente
excedente de la combustión. La perlita sale, en forma ya de perlita
expandida, con un volumen unas veinte veces superior al inicial,
por el extremo superior 10 del cuerpo tubular interior 2, que puede
estar conectado a un conducto de suministro de un tanque de
almacenamiento o similar (no mostrado).
En pruebas piloto, los inventores han podido
constatar que el horno de la invención presenta unos rendimientos
térmicos de entre 100 y 130 Te por m^{3} de perlita expandida
producida, lo cual, según entenderán los expertos en la técnica,
supone unos costes energéticos de operación reducidos.
La regulación de los flujos se realiza a través
de las señales captadas por dos sondas de temperatura 18 y 19, que
controlan la temperatura de la llama 20 y de los gases de salida,
para automatizar el funcionamiento del horno.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de
la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, así como ser reemplazados por sus equivalentes
técnicos, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (3)
1. Horno para la expansión de perlita, del tipo
de los que comprenden un cuerpo tubular interior (2); un cuerpo
exterior (1) que lo rodea, entre los cuales quedan definidas una
cámara de regulación (6) y una cámara de aislamiento (7); una
pluralidad de tubos de alimentación (9) de la perlita cruda en el
cuerpo tubular, distribuidos radialmente alrededor de este último a
una altura intermedia del mismo; un quemador (16) dispuesto
substancialmente en la base del horno, que proporciona una llama
(20) dirigida hacia arriba; y una toma superior (11) de aire de
combustión, a través de la cual entra aire para el quemador en
proporciones muy superiores a las estequiométricas, atravesando la
cámara de regulación (6), todo ello adaptado de manera que la
expansión de la perlita se realiza a medida que la misma asciende a
través del cuerpo tubular interior (2) del horno, impulsada por la
llama y el aire caliente excedente de la combustión, y saliendo la
perlita expandida por el extremo superior (10) del cuerpo tubular
interior, estando el horno caracterizado porque el cuerpo
tubular interior (2) comprende unos soportes superiores (3), sobre
los que queda suspendido del cuerpo exterior (1), y unas guías (4)
para el desplazamiento axial del cuerpo tubular interior,
solidarias de la parte interna del cuerpo exterior, de forma que
el cuerpo tubular interior puede dilatar libremente en sentido
axial guiado por dichas guías.
2. Horno para la expansión de perlita, según la
reivindicación 1, caracterizado porque los tubos de
alimentación (9) están dotados de unos medios de precalentamiento
de la perlita cruda.
3. Horno para la expansión de perlita, según la
reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios de
precalentamiento de la perlita cruda están constituidos por
múltiples elementos (21) de incremento de la superficie de contacto
de la perlita con la pared interna de los tubos de alimentación
(9), provistos en correspondientes tramos verticales (22) de los
tubos que quedan en la citada cámara de aislamiento (7).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200102901A ES2211265B1 (es) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | Horno para la expansion de perlita. |
Applications Claiming Priority (1)
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| ES200102901A ES2211265B1 (es) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | Horno para la expansion de perlita. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2211265A1 true ES2211265A1 (es) | 2004-07-01 |
| ES2211265B1 ES2211265B1 (es) | 2005-09-16 |
Family
ID=32695750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200102901A Expired - Fee Related ES2211265B1 (es) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | Horno para la expansion de perlita. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2211265B1 (es) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2572484A (en) * | 1947-09-17 | 1951-10-23 | Howle | Apparatus for expanding perlite and the like |
| US2782018A (en) * | 1950-06-05 | 1957-02-19 | Combined Metals Reduction Comp | Method of heat processing finely divided materials and furnace therefor |
| ES8103778A1 (es) * | 1978-10-23 | 1981-03-16 | Johns Manville | Un aparato para la expansion de perlita |
| US4318691A (en) * | 1980-10-10 | 1982-03-09 | Strong William A | Furnace for expanding mineral ores |
| US4347155A (en) * | 1976-12-27 | 1982-08-31 | Manville Service Corporation | Energy efficient perlite expansion process |
-
2001
- 2001-12-28 ES ES200102901A patent/ES2211265B1/es not_active Expired - Fee Related
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| US4318691A (en) * | 1980-10-10 | 1982-03-09 | Strong William A | Furnace for expanding mineral ores |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2211265B1 (es) | 2005-09-16 |
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Effective date: 20181004 |