Un horno rotatorio es un equipo industrial crítico utilizado para el procesamiento a alta temperatura de materiales como cemento, cal y minerales.Su diseño gira en torno a componentes estructurales clave y parámetros operativos que garantizan una transferencia de calor y una transformación de materiales eficientes.El horno consta de un cilindro giratorio de acero revestido de materiales refractarios, soportado por anillos de rodadura y accionado por un sistema motorizado.Los parámetros clave son la velocidad de rotación (0,2-5 rpm), el ángulo de inclinación (1-4°) y las zonas de temperatura (de secado a enfriamiento).El material se desplaza por estas zonas debido a la gravedad y la rotación, experimentando reacciones químicas como la calcinación.La eficiencia térmica se mejora mediante el intercambio de calor a contracorriente y la optimización del quemador en el extremo de descarga.
Explicación de los puntos clave:
1. Componentes estructurales
- Casco del horno:Cilindro de acero revestido de materiales refractarios para soportar temperaturas de hasta 1.450°C.El revestimiento refractario protege la estructura metálica y retiene el calor.
- Conjunto motriz:Consta de motores, engranajes y piñones para hacer girar el horno a velocidades controladas (0,2-5 rpm).Esto garantiza un movimiento uniforme del material.
-
Sistema de soporte:
- Anillas de equitación :Distribuye el peso del horno entre los rodillos de apoyo.
- Rodillos de empuje :Evitan la deriva axial durante la rotación.
- Ruedas de muñón :Facilitan una rotación suave.
- Sellos:Los cierres estancos al gas en ambos extremos minimizan la pérdida de calor y mantienen la atmósfera interna.
- Quemador:Situado en el extremo de descarga, genera las altas temperaturas necesarias para las reacciones (por ejemplo, 1.400°C para el clínker de cemento).A horno de prensado en caliente comparte requisitos similares de alta temperatura, pero funciona en condiciones estáticas.
2. Parámetros de funcionamiento
- Velocidad de rotación:Normalmente 0,2-5 rpm, ajustado en función del tiempo de retención del material y de la cinética de reacción.
- Ángulo de inclinación:Una pendiente de 1-4° facilita el flujo de material por gravedad desde el extremo de alimentación hasta el de descarga.
-
Zonas de temperatura:
- Zona de secado :Elimina la humedad (100-400°C).
- Zona de precalentamiento :Prepara los materiales para la descomposición (400-900°C).
- Zona de calcinación :Desencadena reacciones químicas (por ejemplo, la piedra caliza se convierte en cal a 900-1.200°C).
- Zona de enfriamiento :Reduce la temperatura del producto para su manipulación.
- Flujo de calor:El diseño a contracorriente (los gases calientes se mueven en sentido contrario al flujo de material) maximiza la eficiencia térmica.
3. Procesamiento del material
- Tiempo de retención:Tiempo que el material pasa en cada zona, calculado mediante análisis químicos/térmicos para garantizar reacciones completas.
-
Transformaciones:
- Secado :Eliminación de la humedad.
- Calcinación :Liberación de CO₂ de los carbonatos.
- Sinterización :Fusión parcial para formar clínker (por ejemplo, producción de cemento).
4. Sistemas auxiliares
- Campana de horno:Captura el calor del clínker y recicla el aire caliente para reducir el uso de combustible.
- Sistemas de alimentación/descarga:Control de las tasas de entrada/salida de material.
- Manipulación de gases de escape:Gestiona las emisiones y la recuperación de calor.
5. Aplicaciones
- Se utiliza principalmente en la producción de clínker de cemento, pero también para el tratamiento de cal, alúmina y residuos.La versatilidad del horno radica en sus parámetros ajustables, como la temperatura y el tiempo de retención.
Al equilibrar estos componentes y parámetros, los hornos rotatorios consiguen un procesamiento térmico preciso, lo que los hace indispensables en la industria pesada.Su diseño contrasta con sistemas estáticos como el horno de prensado en caliente Sin embargo, ambos se basan en entornos controlados de alta temperatura para la transformación del material.
Tabla resumen:
| Componente/Parámetro | Descripción |
|---|---|
| Cáscara del horno | Cilindro de acero revestido de materiales refractarios para soportar altas temperaturas (hasta 1.450°C). |
| Conjunto motriz | Motores, engranajes y piñones para hacer girar el horno (0,2-5 rpm). |
| Sistema de soporte | Anillos de rodadura, rodillos de empuje y ruedas de muñón para mayor estabilidad y suavidad de rotación. |
| Velocidad de rotación | 0,2-5 rpm, ajustada para la retención de material y la cinética de reacción. |
| Ángulo de inclinación | Inclinación de 1-4° para facilitar el flujo de material por gravedad. |
| Zonas de temperatura | Secado (100-400°C), precalentamiento (400-900°C), calcinación (900-1.200°C), enfriamiento. |
| Flujo de calor | Diseño de contraflujo para una máxima eficiencia térmica. |
| Aplicaciones | Procesamiento de cemento, cal, alúmina y residuos. |
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