ES2319005A1 - Mejoras en el objeto de la patente principal n 200202583 por perfeccionamientos en los hornos de fusion de fritas ceramicas. - Google Patents
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Abstract
Mejoras en el objeto de la patente principal n° 200202583 por "Perfeccionamientos en los hornos de fusión de fritas cerámicas". El horno comprende tres quemadores dispuestos en la pared frontal del horno opuesta al cargador/alimentador de la materia prima, de los cuales dos quemadores están instalados más cercanos a las paredes laterales del horno, y el tercer quemador está instalado en posición centrada respecto al eje longitudinal del horno.
Description
Mejoras en el objeto de la patente principal nº
P 200202583 por: "Perfeccionamientos en los hornos de fusión de
fritas cerámicas".
La presente invención tiene por objeto unas
Mejoras en el objeto de la patente principal nº 200202583 por
"Perfeccionamientos en los hornos de fusión de fritas
cerámicas".
Como se describe en la patente principal hasta
ahora, son conocidos hornos de fusión de fritas cerámicas que
funcionan con aire y GN, y consisten en un horno oblongo de
material refractario y carpintería metálica de cierre para ajustar
las dilataciones del material refractario durante el proceso de
fusión de las fritas. Dichos hornos conocidos presentan una zona de
fusión próxima al montón de fritas junto a la entrada y una zona de
maduración hacia la salida. Los citados hornos son fijos y la
solera presenta una ligera inclinación fija desde la boca de
entrada de las fritas en polvo prevista en una pared extrema
trasera hacia la boca de salida de la colada de las fritas fundidas
prevista en la pared extrema opuesta delantera. En dicha pared
delantera está previsto el quemador o quemadores cerámicos, cuya
disposición se conoce como horno de quemador (o quemadores)
frontal. La salida de humos que pasan al exterior por la chimenea
correspondiente, está situada en la bóveda del horno en el mismo
plano longitudinal principal del horno en correspondencia con la
posición del quemador o quemadores y de la boca de salida de la
colada de fritas.
Dichos hornos conocidos de quemador frontal
presentan un recorrido del calor esencialmente en U, de modo que el
calor saliente del quemador o quemadores posicionados en la pared
extrema delantera del horno circular a lo largo del horno, circulan
a lo largo del horno a contracorriente respecto de la colada de
fritas calentando las mismas, hacia el montón de fritas alimentado
por la boca de entrada prevista a cierta altura y centralmente en
la pared extrema trasera, calentando asimismo las fritas del
montón en polvo, después de lo cual el calor (y los humos) circulan
superiormente y en sentido contrario a la anterior circulación
formando la citada U, y pasan seguidamente al exterior por la
chimenea próxima a la citada pared extrema delantera.
Los mencionados hornos de quemador frontal y
recorrido en U, y cuyos quemadores funcionan con aire y GN,
presentan serios inconvenientes entre los que cabe señalar
rendimiento bajo, emisión de NO y otras partículas, consumo de GN
relativamente alto, rendimiento de la combustión bajo, producción
de fritas dura bajo, y además la circulación en U citada puede
producir un colapso del proceso.
Los citados inconvenientes han sido totalmente
eliminados mediante la patente principal nº 200202583 del mismo
titular, que en esencia comprenden un horno de material refractario
asimismo oblongo, que no es fijo sino que está soportado por una
estructura de soporte basculante hacia la salida de la colada de
fritas fundidas, presenta quemadores a ambas paredes laterales que
quedan enfrentados al tresbolillo o quemadores instalados en la
pared frontal del horno, de modo que el primer par enfrentado de
quemadores ataca la zona de fusión correspondiente al montón de
fritas, y el segundo par enfrentado y/o frontal de quemadores cubre
el pie del montón y la colada de fritas.
El horno de dicha patente nº 200202583 mejora
ostensiblemente las prestaciones de los hornos conocidos descritos,
de modo que la fusión de las fritas se realiza mediante
oxicombustión a base de Oxigeno y GN, reduce el consumo de GN,
aumenta notablemente (aproximadamente el doble) la producción de
fritas duras, disminuye a la mitad el consumo energético, aumenta
el rendimiento de la combustión, y reduce aproximadamente un 40%
las emisiones de NO y otras partículas.
La patente nº 200202583 se caracteriza porque la
fusión de las fritas se realiza mediante oxicombustión, a base de
quemadores de oxigeno 90% a 99,9% puro y un gas combustible
preferentemente gas natural; cuyo horno está montado sobre una
estructura de soporte basculante de inclinación regulable desde el
extremo de entrada de las fritas hacia el extremo de salida,
mediante un sistema basculante trasero hacia el extremo de entrada
y unos medios hidráulicos delanteros hacia el extremo de salida,
que permiten una inclinación del horno entre dos posiciones
extremas, una de ligera inclinación durante el proceso de las
fritas y otra de mayor inclinación para un vaciado rápido de la
colada de fritas fundidas; cuya estructura oblonga del horno de
material refractario con el techo en forma de bóveda de cañón está
montada sobre la correspondiente solera, de manera que el horno
comprende en un extremo la boca de entrada de las fritas
suministradas por los medios de alimentación, cuya entrada está
posicionada central y superiormente en la pared trasera del horno,
en las paredes laterales y/o frontal delantera del horno están
dispuestos dos series de quemadores cerámicos, de manera que las
dos series de quemadores están en las paredes laterales, cuyos
quemadores están enfrentados y dispuestos descentrados ligeramente
al tresbolillo, y eventualmente la primera serie de quemadores está
en las paredes laterales enfrentados y descentrados y la segunda
serie de quemadores está en la pared frontal delantera posicionados
paralelos, en la pared frontal delantera comprende junto a la boca
de salida de las fritas fundidas posicionada centralmente, la
piedra de colada que actúa de retenedora de la colada de fritas
fundidas, en la que convergen las partes contiguas inferiores
laterales de la solera interiormente de la pared opuesta delantera,
cuya boca de salida define exteriormente la capilla de salida de
la colada, con un quemador Oxigeno/Gas combustible preferentemente
Gas Natural, denominado quemador de lengua, dispuesto hacia la
lengua de fritas fundida a la salida del horno hacia la balsa de
enfriamiento o fritador, mientras que la bóveda del horno presenta
un radio ideal para que la reflexión de la luz de la llama converja
hacia el material a fundir sin afectar las paredes laterales del
horno, comprende la salida de humos mediante la correspondiente
chimenea, cuya salida está posicionada central y próxima a la pared
trasera del horno, de manera que la boca de entrada de fritas, la
boca de salida de fritas fundidas y la salida de humos se
encuentran en el mismo plano longitudinal principal del horno; de
forma que el horno define dos zonas, una de fusión o montón y una
de maduración o afino, comprendiendo cada una respectivos
quemadores cerámicos enfrentados y descentrados que funcionan con
oxígeno y GN de forma controlada automáticamente en función de la
temperatura prefijada correspondiente a la composición de las fritas
alimentadas, presión del horno, carga de la composición de fritas,
productos de la combustión (humos) y producción del horno, de modo
que la alimentación de las fritas a través de la boca de entrada
del horno produce al inicio del mismo un montón de fritas que
cierra permanentemente la citada boca de entrada durante el proceso
de cada composición de fritas, durante el cual los dos quemadores
primeros de cada lateral, esencialmente enfrentados, dirigidos a la
zona de fusión atacan al montón de fritas, y los otros dos
quemadores segundos de cada lateral, y eventualmente frontal cubren
el pie del montón y la zona de maduración hasta la salida de las
fritas fundidas, de forma que la circulación del calor con aumento
de temperatura efectúa un recorrido que se inicia esencialmente
junto a la piedra de colada en la salida, se desliza a
contracorriente sobre la colada de fritas y continua sobre el
montón, donde se alcanzan las máximas temperaturas, y sale por la
salida de humos hacia la chimenea.
Según la invención, los medios de alimentación
de las fritas comprenden esencialmente una entrada de producto seco
y triturado en polvo de la composición de fritas elegida, cuya
entrada incorpora una mezcladora con caja de expansión, de la cual
pasa a una mezcladora en artera de palas que está provista de un
filtro de presión natural, depositándose el producto mezclado en un
silo de alimentación del horno posicionado inferiormente que
termina en un cono fluidificado provisto inferiormente de una caja
de imanes que retira las partes férricas, seguidamente el producto
pasa a un sinfín inferior e inclinado superiormente, cuyos elementos
son soportados por una estructura, después del citado sinfín el
producto de fritas pasa por otra caja de imanes antes de llegar al
alimentador del horno, que alimenta las fritas al mismo formando el
citado montón, cuyo alimentador comprende un sinfín alimentador, y
está montado en un carro desplazable alternativamente sobre la
propia estructura de soporte basculante que sustenta el horno.
Según la presente invención, la chimenea está
montada sobre la salida de humos que sobresale superiormente de la
bóveda, y comprende los faldones de la campana de extracción de
humos acoplados a la salida y se continúa mediante la campana de
extracción de humos, de la cual se prolonga la chimenea propiamente
dicha que está sustentada por estructuras de la instalación. Dicha
chimenea presenta una disposición de entrada de aire ambiente del
exterior hacia el interior de la chimenea mediante conductos
radiales que comunican con el conducto de salida de humos central,
cuya disposición impide la salida de humos hacia el exterior y
provoca un aumento, y en su caso disminución, de la presión en el
interior del horno, que permite establecer un equilibrio triangular
de valores para cada punto o temperatura de trabajo establecido
(set point) para cada composición de fritas, cuyos tres valores
corresponden a la temperatura (ºC) de trabajo, la presión en el
interior del horno y la cantidad de GN y O_{2} a suministrar a
los quemadores.
Según la invención, el sistema basculante
trasero y los medios hidráulicos delanteros que sustentan la
estructura de soporte basculante en la que está montado el horno,
están montados en respectivas bancadas trasera y delantera que
están cimentadas en el terreno manteniendo el horno en posición
elevada.
La citada patente principal 200202583
proporciona una solución técnica perfeccionada de estos tipos de
hornos de fusión de fritas cerámicas, no obstante, las mejoras
objeto del presente Certificado de Adición proporcionan unas mejoras
técnicas en los hornos de fusión de fritas cerámicas en relación a
la disposición, emplazamiento y distribución de los quemadores del
horno.
El objeto principal de la mejora técnica de la
presente patente de adición, es la de proporcionar una alternativa
a la distribución de la energía aportada por los quemadores
oxígeno-gas al material a fundir con el objetivo de
alcanzar en la zona de fusión (montón) más rendimiento de fusión y
combustión y menor arrastre de partículas de materia prima en el
montón por la chimenea.
Estos objetivos una vez conseguidos significan
una reducción de la energía aportada, menores corrientes gaseosas
(CO2, NOX) a la atmósfera y partículas a los sistemas de
depuración.
La presente invención se aplica al mismo horno
de la patente principal que es igualmente de material refractario,
oblongo, no fijo, soportado por una estructura de soporte
basculante hidráulico hacia la salida de material (frita) fundido,
y se caracteriza esencialmente porque comprende tres quemadores
emplazados en la pared frontal del horno relativa a la pared
opuesta al cargador o alimentador de materia prima para conseguir
la frita, de cuyos quemadores, dos están instalados en la pared
frontal más cercanos a las paredes laterales del horno para aportar
la energía a la zona del montón para su fusión, y el tercer
quemador está instalado en la pared frontal y centrado en el eje
longitudinal del horno, para aportar la energía necesaria para la
maduración/cocción de la frita en la balsa antes de su salida del
horno, cuya disposición garantiza la perfecta fusión de los
elementos que componen la materia prima para conseguir la frita así
como evitar la formación de fases intermedias o no fundidas.
La invención prevé, alternativamente, la
combinación de los quemadores frontales y de los quemadores
emplazados en las paredes laterales del horno como en la patente
principal, lo cual facilita la aportación y distribución de los
flujos de energía al horno y al material a fundir.
Estas y otras características se desprenderán
mejor de la descripción detallada que sigue, la cual, para
facilitar su comprensión, se acompaña de dos láminas de dibujos en
las que se ha representado un caso práctico de realización que se
cita solamente a título de ejemplo no limitativo del alcance de la
presente invención.
En los dibujos:
La figura 1 es una vista en planta esquemática
del horno de fusión de fritas cerámicas según la invención.
La figura 2 es una vista esquemática en sección
longitudinal del horno.
La figura 3 es otra vista en alzado en sección
longitudinal del horno.
La figura 4 es otra vista en alzado en sección
transversal del horno considerable desde el extremo de alimentación
del horno.
La figura 5 es otra vista en planta y en sección
longitudinal del horno.
De conformidad con los dibujos, las mejoras de
la presente invención se refieren a los hornos de fusión de fritas
cerámicas, con la referencia general (1), de material refractario
que en la pared trasera (13) presenta la entrada (11) de
alimentación de las fritas, y junto a la misma sobresale del techo
(9') en forma de cañón, la chimenea (22) de salida de humos.
El horno (1) presenta en la pared delantera (17)
los tres quemadores (16A), (16B) y (16C) que se comentarán a
continuación, y exteriormente comprende la capilla (20) de recogida
de la colada correspondiente.
Como se ilustra en las figuras, los tres
quemadores están dispuestos de la siguiente forma, dos quemadores
(16A) y (16C) están instalados en la pared frontal o delantera
(17), en posición cercana a las paredes laterales (14), (15) del
horno (1), los cuales aportarán la energía a la zona del montón (M)
de fritas para su fusión.
El tercer quemador (16B) está instalado en la
pared frontal (13), en posición centrada en el eje longitudinal del
horno, el cual aportará la energía necesaria para la maduración o
cocción de las fritas en la balsa antes de su salida del horno.
La citada disposición de los tres quemadores,
central (16A) y laterales (16A) y (16C), garantiza la perfecta
fusión de los elementos que componen la materia prima para
conseguir la frita, y para evitar la formación de fases intermedias
o no fundidas.
Como se observa en los dibujos, ángulos de
incidencia, horizontalidad, longitudinalidad y de proyección, del
quemador central (16B) y de los dos quemadores laterales (16A) y
(16C) son distintos (ver figuras 1, 2, 3 y 4).
Adicionalmente, la presente invención presenta
una alternativa que combina la disposición de quemadores frontales
en la pared frontal, como se ha descrito y se ilustra en los
dibujos, y de quemadores laterales en las paredes laterales como se
describe y se ilustra en la patente principal, cuya disposición
facilita la aportación y distribución de los de energía al horno y
al material a fundir.
La invención, dentro de su esencialidad, puede
ser llevada a la práctica en otras formas de realización que
difieran solo en detalle de la indicada únicamente a título de
ejemplo, a las cuales alcanzará igualmente la protección que se
recaba. Podrá, pues, realizarse estas mejoras en el objeto de la
patente principal nº 200202583 por "Perfeccionamientos en los
hornos de fusión de fritas cerámicas" con los medios,
componentes y accesorios más adecuados, pudiendo los elementos
componentes ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes,
por quedar todo ello comprendido dentro de las
reivindicaciones.
Claims (2)
1. Mejoras en el objeto de la patente principal
nº 200202583 por "Perfeccionamientos en los hornos de fusión de
fritas cerámicas", cuyo horno (1) está montado sobre una
estructura basculante de inclinación regulable desde el extremo de
entrada de las fritas hacia el extremo de salida, cuyo horno tiene
techo (9') en forma de bóveda de cañón, y presenta dos quemadores
(16) en las paredes laterales (14, 15), caracterizadas
porque comprenden tres quemadores (16A, 16B, 16C) dispuestos en la
pared frontal (17) del horno (1), opuesta al cargador/alimentador
(11) de la materia prima para conseguir la frita, de los cuales
dos quemadores (16A, 16C) están instalados en la pared frontal (17)
más cercanos a las paredes laterales (14, 15) del horno (1), los
cuales aportan la energía a la zona del montón (M) para su fusión,
y el tercer quemador (16B) está instalado en la pared frontal (17)
en posición centrada respecto al eje longitudinal (e) del horno
(1), el cual aporta la energía necesaria para la maduración/cocción
de la frita en la balsa antes de su salida (10) del horno.
2. Mejoras, según la reivindicación anterior,
caracterizadas porque comprende la combinación de quemadores
frontales (16A, 16B, 16C) dispuestos en la pared frontal (17) y
quemadores laterales (16, 16, 16, 16) dispuestos en las paredes
laterales (14, 15), que facilitan la aportación y distribución de
los flujos de energía al horno (1) y al material a fundir.
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