ES2228516T3 - Equipo para la alimentacion uniforme de material pulverulento a un quemador de concentrado de un horno de fusion de suspensiones. - Google Patents
Equipo para la alimentacion uniforme de material pulverulento a un quemador de concentrado de un horno de fusion de suspensiones.Info
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Abstract
Equipo para igualar la alimentación de material pulverulento en un quemador de concentrado de un horno de fusión de suspensiones, en el que el quemador de concentrado (2) consiste en elementos de alimentación de gas de reacción (13, 14) elementos de alimentación de material pulverulento (5, 10) y un distribuidor de concentrado (11), caracterizado porque se posiciona un alimentador vibratorio (9) entre un tanque de material pulverulento (3) y tuberías de alimentación de material pulverulento (10), y porque la tubería de alimentación del quemador de concentrado (10) está equipada con por lo menos un tabique (12) para dividir el material.
Description
Equipo para la alimentación uniforme de material
pulverulento a un quemador de concentrado de un horno de fusión de
suspensiones.
Esta invención se refiere al equipo para la
alimentación de material pulverulento a un quemador de concentrado
de un horno de fusión de suspensiones, que permite la alimentación
de material sólido finamente dividido dentro del horno para
distribuirlo uniformemente en el quemador de concentrado. De acuerdo
con la invención se localiza un alimentador vibratorio entre el
transportador de material en bruto y el quemador propiamente dicho,
y los tubos de alimentación del quemador de concentrado están
equipados con palas para dividir el material.
En un horno de fusión de suspensiones, la
alimentación de material pulverulento, tal como concentrado,
fundente y polvo de humo, tiene lugar vía el quemador de concentrado
que está situado encima de la cuba de reacción del horno. En
obsequio de la simplicidad, el término concentrado se usará en
adelante en el texto para significar todo el material pulverulento
alimentado dentro del horno vía el quemador de concentrado. Resulta
extremadamente importante para el funcionamiento exitoso del
quemador de concentrado que el concentrado y el aire de proceso se
mezclen uniformemente al ser descargados desde el quemador dentro
del espacio de reacción, es decir, la sección superior de la cuba de
reacción del horno de fusión de suspensiones. Si no es éste el caso,
el resultado es, por una parte, un área de concentrado que ha
reaccionado insuficientemente donde el concentrado se encuentra por
encima de la razón aire de proceso/concentrado perseguida y, por
otra parte, un área de concentrado que ha reaccionado en exceso
donde el concentrado se encuentra por debajo de la razón aire de
proceso/concentrado perseguida, por lo que se produce una gran
cantidad de magnetita en las reacciones. La magnetita se
disuelve lentamente y deteriora la calidad de la escoria
producida, por lo que aumenta la viscosidad de dicha escoria,
y la alta viscosidad ralentiza a su vez la separación de la mata
y la escoria en el horno inferior.
La mala distribución del concentrado tiene
también un efecto evidente en el perfil de temperatura de la cuba de
reacción: se generan áreas calientes en el horno, donde el
revestimiento autógeno formado por el concentrado y que protege a la
cuba de reacción, sufre gran esfuerzo térmico y el resultado, en el
peor de los casos, puede conducir a la destrucción de la pared de la
cuba de reacción. Han existido también indicaciones de que la
formación de polvo es más marcada cuando el quemador no funciona
bien debido a la mala distribución del concentrado.
En las soluciones usadas corrientemente, el
concentrado es llevado al quemador de concentrado desde el silo de
alimentación de concentrado principalmente por el transportador
Redler o rascador, desde donde el flujo de material en bruto para la
descarga es conducido primeramente a la tolva del quemador de
concentrado y desde allí a lo largo de las tuberías de alimentación
de concentrado al quemador de concentrado propiamente dicho. El
equipo está construido de acuerdo con los espacios usados, por lo
que el transportador y las tuberías de concentrado pueden formar un
ángulo de 90º entre sí, de manera que al cambiar la dirección de
flujo en la tolva del quemador de concentrado, el concentrado, que
se encuentra en un estado ligeramente fluidizado, se comporta como
un líquido, y el flujo y especialmente la distribución del
concentrado en el área en sección transversal de la tubería de
concentrado es irregular, debilitando más la distribución del
concentrado en el quemador.
En la mayoría de los casos el concentrado es
llevado al quemador de concentrado usando dos transportadores de
concentrado separados. En estos casos, la distribución del
concentrado en el quemador es dependiente de la sincronización de
los transportadores. El funcionamiento a largo plazo con un solo
transportador ocasiona problemas similares a los anteriores ya que
el concentrado se distribuye irregularmente en las tuberías de
alimentación de concentrado.
Se ha desarrollado ahora un equipo para igualar
el material pulverulento alimentado a un quemador de concentrado de
un horno de fusión de suspensiones con el fin de resolver los
problemas descritos más arriba. El flujo de material en bruto
descargado desde el transportador de concentrado es alimentado a un
alimentador vibratorio corto justamente delante del quemador
propiamente dicho, donde se ajusta la frecuencia de dicho
alimentador de manera que el concentrado sea ligeramente compactado
en el alimentador, y se distribuye por tanto uniformemente a lo
largo de la superficie horizontal del alimentador. Las tuberías de
alimentación de concentrado, que alimentan el material en bruto
desde el alimentador vibratorio hasta el quemador de concentrado,
están equipadas con tabiques. Los rasgos esenciales de la invención
resultarán evidentes en las reivindicaciones anexas de la
patente.
El alimentador vibratorio perteneciente al equipo
de alimentación del quemador de concentrado se localiza en relación
con el quemador de concentrado propiamente dicho de tal manera que
el flujo de concentrado procedente del alimentador sea perpendicular
al eje vertical del quemador, por lo que el flujo de concentrado
pueda distribuirse uniformemente después del alimentador en la
cantidad deseada. Aunque el cambio de dirección del flujo de
concentrado fue considerado una desventaja más arriba, en este caso
no lo es, ya que las tuberías de concentrado instaladas después del
alimentador vibratorio están equipadas con tabiques que dividen el
concentrado uniformemente en toda la área en sección transversal de
las tuberías. La división está también asegurada formando pequeños
repartidores en el alimentador que mejoran la dispersión exacta en
ciertos puntos. La distribución del concentrado lograda por el
alimentado vibratorio es preservada dividiendo las tuberías de
alimentación del alimentador vibratorio al quemador de concentrado
con tabiques, o palas.
El equipo de alimentación de acuerdo con la
presente invención, como se ha descrito más arriba, trabaja
excelentemente en el caso de un solo alimentador, igualando el
flujo de concentrado tanto en el tiempo como en el lugar. No
obstante, si la disposición incluye dos transportadores de
concentrado y si se desea hacerles funcionar asíncronamente, el
resultado es una vez más una distribución irregular del material
en bruto. Esta situación puede resolverse de dos modos, dependiendo
de que la alimentación asíncrona tenga lugar con regularidad o
raramente.
Si se desea una alimentación asíncrona o se está
obligado a usarla según una base bastante regular, es preferible
dividir ambos lados del área de admisión de concentrado del quemador
de concentrado propiamente dicho en cuatro segmentos de manera que
el material penetre en los cuatro segmentos del canal de descarga
anular distribuido uniformemente.
Sin embargo, la realización de la modificación
del equipo detallada más arriba en los tipos de quemadores más
antiguos requiere cambios sustanciales. Por consiguiente, en los
viejos quemadores de concentrado y en los casos en los que ocurre
raramente el funcionamiento con un alimentador, resulta más fácil
interrumpir el proceso y equipar las tuberías de alimentación del
quemador de concentrado y el canal de descarga con palas extra en el
interior, para dividir la alimentación procedente de un lado
solamente en cuatro secciones. Las palas están diseñadas de manera
que puedan usarse en sentido inverso independientemente de cuál de
los dos alimentadores de concentrado esté en funcionamiento.
La disposición de equipo de acuerdo con la
presente invención es descrita adicionalmente a la vista de los
dibujos anexos, donde
la figura 1 muestra un diagrama básico de un
horno de fusión de suspensiones y su equipo de alimentación,
la figura 2 es una sección vertical del equipo de
alimentación de un quemador de concentrado de acuerdo con la
presente invención,
las figuras 3A y 3B son una vista lateral y
sección transversal de una cierta disposición de tuberías de
alimentación de concentrado y canal de descarga,
las figuras 4A y 4B son una vista lateral y
sección transversal de otra alternativa, y en las figuras 5A, 5B, y
5C la figura A es una sección vertical, B es una vista lateral de
diferentes puntos de tuberías de alimentación de concentrado y un
canal de descarga y C es la sección transversal correspondiente de
una alternativa de acuerdo con la presente invención.
La figura 1 muestra un horno de fusión rápida 1,
dentro del cual se alimenta un material sólido pulverulento vía un
quemador de concentrado 2. El concentrado se transfiere desde un
tanque 3 sobre un transportador 4 a la sección superior de un canal
de descarga 5, por lo que el material cae en flujo continuo a través
de dicho canal 5 a la sección superior 7 de la cuba de reacción 6
del horno 1. El gas de reacción es encaminado vía elementos de
alimentación de gas 8 alrededor del canal de concentrado paralelo a
la cuba de reacción dentro de su parte superior.
La figura 2 muestra con más detalle un equipo
para una distribución uniforme de concentrado al quemador de acuerdo
con la presente invención donde la alimentación tanto de concentrado
como de gas de reacción ocurre desde dos direcciones. El concentrado
es llevado por el transportador a los tanques de concentrado 3, que
están conectados en su sección inferior a los alimentadores
vibratorios 9. Los alimentadores vibratorios están equipados también
con repartidores para asegurar la distribución uniforme del
concentrado, pero los repartidores no están representados en el
dibujo. Los alimentadores vibratorios están conectados a su vez a
las tuberías de alimentación de concentrado 10 desde las cuales
fluye el concentrado dentro del canal de descarga 5. Un distribuidor
de concentrado 11 está localizado en el centro del canal de
descarga. La sección inferior de una superficie deslizante 12 está
perforada con agujeros a través de los cuales el aire alimentado
esparce horizontalmente el flujo de concentrado hacia arriba. Dado
que el distribuidor de concentrado es conocido en la técnica
anterior, el equipo relacionado con el mismo no será mostrado con
más detalle.
La disposición de alimentación de gas 13 para el
quemador de concentrado está también bipartida en su sección
superior y se combina en la base en un dispositivo de alimentación
anular 14 alrededor del canal de descarga de concentrado 5. El gas
se descarga desde dicha disposición en la sección superior 7 de la
cuba de reacción. El quemador se compone en su totalidad de
elementos de alimentación de gas de reacción, elementos de
alimentación de concentrado y el distribuidor de concentrado
localizado centralmente, y si es necesario, se puede colocar
elementos de alimentación de combustible extra y/o gas extra dentro
del distribuidor de concentrado.
Las figuras 3A y 3B presentan un modo en el que
se puede uniformar la alimentación de concentrado, equipando las
tuberías de alimentación de concentrado con tabiques, cuando la
alimentación de concentrado sale de dos tuberías de alimentación 10
en direcciones opuestas, dentro del canal de descarga 5. Las
tuberías de alimentación están equipadas con un tabique 15 que
divide las tuberías esencialmente en dos canales igual de grandes
16. Los tabiques de dentro del canal de descarga se extienden hasta
el distribuidor de concentrado 11. Tabiques, o palas 17, están
formados también en el canal de descarga 5, perpendicularmente a los
tabiques de las tuberías de alimentación. De esta manera el flujo de
concentrado se divide en el horno mediante cuatro segmentos 18
simétricos entre sí.
Cuando es necesario los segmentos o secciones
pueden ser de diferentes tamaños con relación entre sí.
Las figuras 4A y 4B presentan una disposición de
alimentación en la que la alimentación de concentrado procede de
una sola tubería de alimentación. En este caso la tubería de
alimentación 10 está también dividida con un tabique 15 que se
extiende hasta el distribuidor de concentrado 11. El canal de
descarga 5 es dividido adicionalmente por palas 19 también en cuatro
segmentos hasta el quemador de concentrado, cuyas palas están más o
menos en la misma dirección con el tabique 15 de la tubería de
alimentación. De estos cuatro segmentos, los segmentos más internos
20 (vistos desde el flujo de concentrado) son de sección transversal
más pequeña que los segmentos más externos 21. Además, el tabique no
usado de la tubería de alimentación funciona como un tabique
continuo entre los segmentos. En caso de no existir segunda tubería
de alimentación, la parte posterior del canal de descarga (visto
desde el flujo de concentrado) se divide en dos por una placa en la
misma dirección que el tabique 15 de la tubería de alimentación.
Segmentos de distinto tamaño pueden ocasionar un cierto grado de
desigualdad en la distribución de la alimentación, pero esta
solución sólo se pretende generalmente que sea temporal, y en
cualquier caso ofrece un mejor resultado que el canal de descarga
individual usado anteriormente.
Las figuras 5A, 5B y 5C muestran otra alternativa
de acuerdo con la presente invención, donde las tuberías de
concentrado 10 están divididas con varios tabiques. Los tabiques
centrales 15 se posicionan radialmente en el canal de descarga para
dividir las tuberías de concentrado y el canal de descarga en dos
secciones como en las soluciones anteriores. En este caso, los
tabiques exteriores 22 o las tuberías de concentrado son básicamente
paralelos al tabique central 15. Las palas 23 del interior del canal
de descarga son también principalmente paralelas a los tabiques
exteriores de las tuberías de concentrado pero no se extienden hasta
el distribuidor de concentrado 11. Están posicionadas entre la pared
del canal de descarga y el distribuidor de concentrado. Es evidente
que se puede modificar algo la forma de las palas sin alterar la
idea de la invención.
Claims (8)
1. Equipo para igualar la alimentación de
material pulverulento en un quemador de concentrado de un horno de
fusión de suspensiones, en el que el quemador de concentrado (2)
consiste en elementos de alimentación de gas de reacción (13, 14)
elementos de alimentación de material pulverulento (5, 10) y un
distribuidor de concentrado (11), caracterizado porque se
posiciona un alimentador vibratorio (9) entre un tanque de material
pulverulento (3) y tuberías de alimentación de material pulverulento
(10), y porque la tubería de alimentación del quemador de
concentrado (10) está equipada con por lo menos un tabique (12) para
dividir el material.
2. Equipo de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la tubería de alimentación de
concentrado (10) está conectada a un canal de descarga anular (5),
que está equipado también con palas (19, 23) para dividir el
material.
3. Equipo de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el tabique de distribución central (15)
de la tubería de alimentación de concentrado se extiende hasta el
distribuidor de concentrado (11) dentro del canal de descarga anular
(5).
4. Equipo de acuerdo con la reivindicación 2,
caracterizado porque las palas (19) del canal de descarga (5)
están posicionadas sensiblemente perpendiculares al tabique (15) de
la tubería de alimentación.
5. Equipo de acuerdo con la reivindicación 2,
caracterizado porque las palas (19) del canal de descarga
(5) están posicionadas paralelamente al tabique central (15) de la
tubería de alimentación y se extienden hasta el distribuidor de
concentrado (11).
6. Equipo de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la tubería de alimentación de
concentrado (10) está dividida por varios tabiques sensiblemente
paralelos (15, 22).
7. Equipo de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porque las palas (19, 23) del canal de
descarga (5) están posicionadas para ser sensiblemente paralelas a
los tabiques (15, 22) de la tubería de alimentación.
8. Equipo de acuerdo con la reivindicación 1 de
la patente, caracterizado porque el número de tanques de
material pulverulento (3), alimentadores vibratorios (9) y tuberías
de concentrado (10) es dos.
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