ES2235872T3 - Metodo para enfriar el flujo de gas en un horno de fusion. - Google Patents

Abstract

Método para impedir que se sintericen las partículas pulverizadas que fluyen con un flujo de gas de escape de un horno de fusión en la salida de gases de escape del horno de fusión y en el equipo de postratamiento, en el que el gas de escape es enfriado en el horno de fusión con el fin de enfriar las partículas en fusión contenidas en el flujo de gas por debajo de su punto de fusión antes de que el gas salga del horno.

Description

Método para enfriar el flujo de gas en un horno de fusión.

La presente invención se refiere a un método para enfriar el flujo de gas que sale a través de la admisión en un horno de fusión tal como un horno de fusión rápida con pulverizaciones de líquido finamente dispersadas, que impiden la coalescencia y sinterización de las partículas de materia sólida contenidas.

Como es bien sabido, un horno de fusión rápida consiste en un pozo de reacción, horno inferior y admisión. El concentrado a fundir y los aditivos se alimentan dentro del pozo de reacción, donde se funden y sedimentan en el horno inferior, formando al menos capas de mata y escoria del concentrado y fundente. Los gases de escape que se forman y reaccionan durante la manipulación, son retirados en la admisión, donde la parte más fina de las gotitas de fusión tienden a retirarse en forma de polvo de humo junto con los gases. Los gases son usualmente enfriados y depurados en la caldera de calor residual y el precipitador electrostático situado después de la admisión. La finalidad de la sección de radiación de la caldera de calor residual es enfriar los gases, de manera que las partículas en fusión se solidifiquen y la temperatura descienda por debajo de la temperatura de sinterización de las partículas. Los gases que salen del horno de fusión pueden tratarse también de un modo diferente.

La temperatura de los gases que salen a través de la admisión de un horno de fusión rápida es del orden de 1300ºC, dependiendo en cierto grado del material que se esté fundiendo. A menudo, las gotitas en fusión que fluyen junto con los gases de escape tienden a sinterizarse juntas y pegarse a las paredes, y por ejemplo a la salida que va desde la admisión hasta el equipo de postratamiento, el denominado cuello de la admisión. La retirada de acumulaciones del cuello sólo es posible mediante cincelado o disparos, lo que puede causar interrupción en la producción.

En ciertos casos, por ejemplo el proceso de fusión rápida para níquel, las partículas de humo que fluyen con los gases de escape son oxídicas, usualmente Fe o Ni. En este caso, el documento US-A-4.568.065 describe un método para separar las partículas fundidas, es decir, gotitas de plomo o escoria de los gases de escape de hornos metalúrgicos con el fin de devolverlas nuevamente al espacio del horno en forma líquida. Por esta razón se usa un ciclón como máquina de condensación dentro del horno para separar el polvo del gas, en el que se puede disponer un miembro de enfriamiento que utilice un agente de enfriamiento, tal como por ejemplo agua, en el paso que va al ciclón con el propósito de poder enfriar el gas de escape para lograr una condensación principalmente completa en el ciclón de manera que el plomo del gas se condense en gran parte en partículas de niebla de metal. El punto de fusión del polvo de humo generado en el horno de fusión rápida puede alcanzar un punto tan elevado, que no sea posible mantener las partículas de humo fundidas fuera de la admisión, aunque la temperatura de dicha admisión puede elevarse en cierto modo quemando allí combustible adicional. Esto da lugar a acumulaciones causadas por las partículas de polvo particularmente en el punto de salida del gas.

Se ha desarrollado ahora un método para superar la desventaja anteriormente descrita, a saber, la retirada de las acumulaciones formadas por partículas de polvo y el método reduce la formación de dichas acumulaciones y altera la naturaleza de la acumulación. De acuerdo con el método desarrollado, se baja en la etapa de admisión la temperatura del flujo de gas de escape y partículas de polvo contenidas en el mismo que proceden del horno de fusión por una pulverización de líquido finamente dispersado, de manera que las partículas no se sintericen ni se agarren a las superficies sino que por el contrario se desplacen junto con el flujo de gas fuera del horno. El polvo que se sedimenta en el cuello es tan quebradizo y de grano fino que puede ser soplado fácilmente desde la salida sin interrumpir el proceso. Los rasgos esenciales de esta invención resultarán evidentes en las reivindicaciones anexas de la patente.

En la práctica, el enfriamiento del polvo se produce pulverizando gotitas de agua muy finas en la admisión, por ejemplo, vía boquillas radiales desde las paredes de la admisión al interior del horno. La cantidad de agua a pulverizar debería ser suficientemente pequeña para que se evapore totalmente, de forma que ni un sola gota de agua pudiera ocasionar riesgo de explosión en la superficie de la masa fundida. Se ha comprobado que se puede lograr una caída de temperatura suficiente en las partículas de polvo cuando la cantidad de agua a pulverizar es 40-120 Kg/1000 Nm^{3} del flujo de gas en el pozo de admisión.

La invención está ilustrada adicionalmente en el adjunto diagrama esquemático 1.

La figura 1 presenta un horno de fusión 1, consistente en un pozo de reacción 2, un horno inferior 3 y una admisión 4. El concentrado, fundente, polvo de humo y gas de reacción son alimentados dentro del horno vía un quemador de concentrado 5 encima del pozo de reacción. El material sólido alimentado dentro del pozo de reacción se funde y reacciona tanto con el gas de reacción portador de oxígeno como entre sí. En el horno inferior se forman al menos dos capas en fusión, una capa de escoria 6 encima y una capa de mata 7 debajo. Los gases de escape generados en la reacción abandonan el horno vía la admisión hasta un cuello de la admisión 8, y las partículas en fusión más finas fluyen con el gas. La admisión está equipada con boquillas pulverizadoras 9 a través de las cuales se pulveriza agua sobre los gases calientes. Esto rebaja la temperatura de las partículas en fusión hasta bastante por debajo de su punto de fusión, y preferiblemente hasta debajo de su temperatura de sinterización. De este modo, los gases son enfriados dentro de una gama de temperatura de 1000-1150ºC. Resulta ventajoso disponer por lo menos algunas de las boquillas pulverizadoras en la proximidad del cuello de admisión, y dichas boquillas pulverizadoras pueden disponerse en una o varias capas. El resultado del chorro de pulverización es que algunas de las partículas de materia sólida vuelven a caer en la masa fundida en el horno inferior y algunas continúan su desplazamiento como partículas quebradizas hasta una unidad de postratamiento de los gases.

Claims (8)

1. Método para impedir que se sintericen las partículas pulverizadas que fluyen con un flujo de gas de escape de un horno de fusión en la salida de gases de escape del horno de fusión y en el equipo de postratamiento, en el que el gas de escape es enfriado en el horno de fusión con el fin de enfriar las partículas en fusión contenidas en el flujo de gas por debajo de su punto de fusión antes de que el gas salga del horno.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se enfría el flujo de gas con pulverizaciones de agua finamente dispersada.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos parte de las pulverizaciones de agua se localizan cerca del punto de salida de gas.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el horno de fusión es un horno de fusión rápida.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el flujo de gas se enfría en la admisión de un horno de fusión rápida.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas en fusión que están contenidas en el flujo de gas se enfrían por debajo de su punto de sinterización.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas en fusión contenidas en el flujo de gas se enfrían a una gama de temperatura de 1000-1150ºC.

8. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la cantidad de agua a pulverizar vías las boquillas para fines de enfriamiento es 40-120Kg por 1000 Nm^{3} de flujo de gas en la admisión.