ES2272122B1 - Sistema de enfriamiento del clinker para la fabricacion de cemento. - Google Patents

Abstract

Sistema de enfriamiento del clinker para la fabricación de cemento. Es un sistema aplicado a enfriadores de satélites a base de inyección de agua a presión constante dirigida frontalmente al interior de los tubos satélites dispuestos alrededor del horno que gira solidariamente con los citados tubos. La inyección se hace de forma controlada, a través de al menos un inyector fijo, de manera que éste se activa cuando el tubo correspondiente está enfrentado con tal inyector y se desactiva después de un corto espacio de tiempo controlado por el sistema. También cabe la posibilidad de que la inyección dependa de una determinada temperatura de los tubos. En cualquier caso, es un proceso automático que incluye un circuito de presión, con un módulo de control, detector de situación de los tubos, tanque presurizado que asegura una presión constante, así como otros elementos necesarios.

Description

Sistema de enfriamiento del clinker para la fabricación de cemento.

Objeto de la invención

La invención consiste en un sistema de enfriamiento del clinker para la fabricación de cemento cuyo cometido es bajar la temperatura del clinker mediante inyección de agua.

En el proceso de fabricación de obtención del cemento existe un paso previo que es el de la obtención del clinker que se obtiene mediante la calcinación del crudo (material calcáreo y arcilloso) procedente de un molino, en el horno y el posterior enfriamiento del material de clinker.

La temperatura máxima que puede alcanzar el clinker en la salida del horno es de aproximadamente 1.400/1.100ºC y es necesario enfriarlo hasta 150/200ºC para su posterior molienda, con el fin de obtener el cemento.

Por otro lado, para el enfriamiento del clinker existen dos tipos de instalaciones, una denominada de enfriadores por parrillas y otra de satélites, siendo esta última la que corresponde a la invención que nos ocupa.

Antecedentes de la invención

Entre los sistemas de enfriamiento del clinker para fabricación de cemento, cabe destacar los que son del tipo satélite, donde el horno descarga el material a una serie de tubos o cuerpos tubulares que están colocados en la parte final del horno y que giran solidariamente con él. En este tipo de instalaciones el aire circula en la dirección opuesta al flujo de material, con el fin de enfriar el clinker.

En el interior de los tubos se diseñan y distribuyen diferentes zonas de enfriamiento, buscando siempre que el intercambio de calor entre el aire circulante y el material sea máximo. En muchos casos la refrigeración por aire no es suficiente, por lo que se utiliza el agua para conseguir el enfriamiento deseado.

Los sistemas de enfriamiento del clinker en este tipo de enfriadores tipo "satélites" son varios.

Un sistema conocido es el denominado de "cazos". En este caso existen unos cazos situados en el exterior de los tubos, que recogen agua desde un pozo situado en la parte baja del enfriador y descarga el agua en la parte superior. El problema que surge en este sistema radica en que la entrada al tubo se obstruye con facilidad, por lo que es necesaria la reparación y la consiguiente parada del horno.

Otro sistema es el denominado de "canaleta". En este caso se dispone de un tubo que descarga el agua sobre una canaleta que conduce el agua al interior de los tubos. Este sistema presenta los mismos problemas que el sistema anterior.

Otro sistema conocido es el de refrigeración de los tubos desde el exterior a través de agua que se impulsa al exterior de dichos tubos.

Además de los problemas derivados del medio ambiente (se genera gran cantidad de vapor), este sistema acelera el deterioro de los tubos, por lo que a largo plazo es un sistema muy costoso.

Descripción de la invención

Para solventar los problemas existentes se ha desarrollado un sistema de enfriamiento del clinker aplicado a instalaciones del tipo por enfriadores de satélites, que se caracteriza por inyectar agua a presión constante al interior de los tubos a través de un inyector que se dispone frontalmente y enfrentado a la altura del contorno circunferencial que describen los distintos ejes de los diferentes cuerpos tubulares, de modo que a medida que gira el conjunto del horno y cuerpos tubulares, estos van pasando por delante del inyector fijo.

Este inyector fijo impulsa y proyecta un potente chorro de agua rectilíneo y no pulverizado, a presión constante y comienza a inyectar agua en el momento en que el tubo correspondiente llegue a la altura del inyector y deja de hacerlo en el momento en que el correspondiente tubo deja de estar delante de él.

Para ello, se han previsto una serie de chapas que están unidas a la virola del horno, en número igual al de cuerpos tubulares, de manera que cuando durante el giro del conjunto del horno, cada tubo se enfrenta con el inyector fijo, también ocurre que la respectiva chapa se enfrenta con un detector que envía una señal al sistema de control para abrir una válvula que controla el flujo del agua, de modo que el inyector impulse el fluido de agua sobre el respectivo cuerpo tubular.

El cierre de la válvula de control del fluido se realiza en función del tiempo de inyección que se fije en el sistema.

Para garantizar una presión constante del inyector, se ha previsto un tanque presurizado, de manera que un transductor de presión lea la presión en la zona de inyección y envía la señal correspondiente al módulo de control del sistema, corrigiendo en cada momento cualquier desviación de la presión de trabajo fijada previamente en el sistema.

El sistema permite seleccionar a qué tubo se inyecta agua en cada momento, dependiendo de la temperatura de cada tubo, pudiéndose activar o anular la inyección de agua a un tubo determinado, a través del control del sistema.

El sistema de la invención incluye además entre sus elementos un doble equipo de motobomba para impulsar el agua desde un tanque hasta la zona de los inyectores.

El circuito del sistema incluye además otros elementos necesarios para la inyección, como son distintas electroválvulas, llaves de paso, filtros, válvula de seguridad, válvula antirretorno, manómetros, caudalímetros... etc.

El tanque se conecta a la instalación general, para lo cual se han previsto los correspondientes filtros, llaves de paso y los elementos de control de llenado del agua.

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

Breve descripción de los dibujos

Figura 1.- Muestra una vista frontal del sistema de enfriamiento del clinker para la fabricación de cemento, objeto de la invención.

Figura 2.- Muestra una vista de un sistema de detección que forma parte de la invención.

Figura 3.- Muestra un esquema simple del circuito que alimenta y controla unos inyectores de agua de acuerdo con lo representado en la figura 1.

Descripción de realización preferida

Considerando la numeración adoptada en las figuras, el sistema de enfriamiento es del tipo de satélites y se determina a partir de una serie de tubos 3 en número variable que se sitúan en un eje circular concéntrico a la virola 2 del horno 1 y que giran de forma solidaria a dicho horno.

El enfriamiento del clinker en el interior de los tubos 3 se realiza mediante inyección de agua a través de un inyector fijo 4 que se dispone en una zona situada a la altura de los tubos 3, de manera que dichos tubos 3 van pasando por delante del inyector 4 para impulsar un chorro de agua rectilíneo y no pulverizado a presión constante en el momento en que el tubo 3 correspondiente llegue a la altura del inyector 4, dejando de hacer dicha impulsión en el momento en que el tubo 3 deja de estar delante de él.

En las figuras se han representado dos inyectores 4 y 5 que funcionan de la misma forma.

La detección de la posición se realiza de acuerdo con la invención, a través de una serie de chapas 6 unidas a la virola 2 del horno 1, habiéndose previsto tantas chapas 6 como tubos 3 de enfriamiento existan. Cuando la chapa 6 correspondiente se enfrenta a un detector 7, éste envía una señal al control 12 del sistema, que abre una válvula de accionamiento neumático 14 que controla el flujo del agua.

El cierre de la válvula 14 se controla en función del tiempo de inyección, que se fija en el sistema. Este tiempo suele oscilar entre 0,3 y 0,8 segundos.

Para garantizar la presión constante, se utiliza por cada punto de inyección un tanque presurizado 10. Un transductor 13 de presión, lee la presión de trabajo en la zona de inyección y envía la señal correspondiente al control 12 del sistema, corrigiendo en cada momento cualquier desviación a la presión de trabajo fijada en el sistema.

Existe la posibilidad de escoger a qué tubos 3 se inyecta el agua en cada momento, dependiendo de la temperatura de cada tubo. Desde el control 12 del sistema se puede activar o anular la inyección de agua a un tubo determinado.

El sistema representado en la figura 1 incluye dos puntos de inyección 4 y 5, habiéndose previsto un tanque presurizado 10 para cada punto de inyección.

En el caso que nos ocupa para que el sistema sea redundante se ha previsto un doble equipo de motobomba 9 a través de las cuales se impulsa el agua desde el tanque 8 de agua hasta la zona de los inyectores 4 y 5.

El tramo que va desde el tanque hasta la zona de impulsión, incluye, además de los tanques presurizados 10 de los inyectores 4 y 5 y de las válvulas de accionamiento neumático correspondientes 14 y 15, la llaves de paso 16, filtro 17, válvula de seguridad 18, válvulas antirretorno 19, manómetros 11 y 20, caudalímetros, 21, etc.

Por otro lado, el tanque 8 se conectará a la instalación general de agua.

En los sistemas actualmente existentes, las averías provocan necesariamente la parada en el horno que es una situación grave y costosa.

Cualquier problema en el sistema preconizado, se puede reparar sin necesidad de parar el horno, siendo la ausencia de agua para el enfriamiento del clinker la única consecuencia mientras dure el problema.

Claims (4)

1. Sistema de enfriamiento del clinker para la fabricación de cemento, en la que dicha fabricación se realiza a través de un horno que descarga el material en unos tubos que giran solidarios con el horno, caracterizado porque dicho enfriamiento se realiza a través de una inyección de al menos un chorro de agua a presión constante dirigido frontalmente al interior de los tubos (3) a través de al menos un inyector fijo, cuando cada tubo pasa por la posición del inyector asociado a un circuito de presión.

2. Sistema de enfriamiento del clinker para la fabricación de cemento, según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye un detector (7) de la posición de los tubos (3) cuando están enfrentados unitariamente con el inyector fijo, detector que controla el inicio de la inyección en cada uno de los tubos, a la vez que dicho detector se enfrenta con una porción de chapa (6) solidaria del horno cuando se debe inyectar frontalmente el chorro de agua sobre el respectivo tubo (3), estando dicho detector (7) asociado también al módulo de control (12) del sistema, mientras que el final de la inyección es en función de un tiempo de inyección predeterminado controlado por un módulo de control (12) del sistema.

3. Sistema de enfriamiento del clinker para la fabricación de cemento, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito de presión incluye al menos un tanque presurizado (10) vinculado al módulo de control (12) por mediación de un transductor de presión (13); todo ello en orden a mantener una presión constante al menos en el tramo de circuito final donde se conectan los inyectores fijos (4 y 5).

4. Sistema de enfriamiento del clinker para la fabricación de cemento, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye medios para controlar la activación y desactivación de los inyectores (4 y 5) dependiendo de la temperatura unitaria de los tubos (3), medios que consisten básicamente en unas sondas de temperatura asociadas al módulo de control (12).