ES2220618T3 - Elemento de montaje empotrado sometido al calor y al desgaste, especialmente segmento de un tubo de inmersion ciclonico. - Google Patents

Abstract

Elemento de montaje empotrado sometido al calor y al desgaste para el ensamblado de un tubo de inmersión ciclónico, cuyo tubo de inmersión al ser utilizado penetra centralmente por arriba en un separador ciclónico revestido con material refractario perteneciente a una línea de producción de clinker de cemento y queda suspendido del techo del separador ciclónico, estando configurado el elemento de montaje empotrado como cuerpo mixto con un enrejado (11) metálico en forma de parrilla cuyas aberturas de parrilla se rellenan con una masa (12) cerámica, caracterizado porque el elemento de montaje empotrado es una pieza prefabricada que constituye un segmento del tubo de inmersión, compuesta por un cuerpo (10) de base metálico, plano y de pared delgada, sobre cuya cara que se asienta sobre la superficie exterior del tubo de inmersión están dispuestos los nervios (11) del enrejado metálico con forma de parrilla, y las aberturas de la parrilla se rellenan con la masa (12) cerámica, y porque la superficie exterior de la masa (12) cerámica se recubre con un vidriado (13) de poca porosidad que hace de cerramiento.

Description

Elemento de montaje empotrado sometido al calor y al desgaste, especialmente segmento de un tubo de inmersión ciclónico.

La invención concierne a un elemento de montaje empotrado sometido a fuerte calor y a desgaste para ensamblar un tubo de inmersión que penetra centralmente por arriba en un separador ciclónico revestido con material refractario perteneciente a una línea de producción de clinker de cemento y que se puede colgar de la tapa del separador ciclónico.

Las instalaciones para la fabricación de clinker de cemento a partir de harina cruda de cemento presentan un horno de tubos giratorio y un intercambiador de calor de lecho fluidizado con calcinador antepuesto al horno, visto en el sentido del movimiento del material. En el sistema de intercambiador de calor de lecho fluidizado la harina cruda de cemento se precalienta en una combinación de contracorriente y de corriente paralela con el gas de escape que sale muy caliente de la fase del calcinador o del horno de tubos giratorio, y el material preparado precalcinado en la etapa de calcinación se separa del gas caliente en el último ciclón de abajo del sistema del intercambiador de calor de lecho fluidizado y se introduce en el horno de tubos giratorio. Se comprende que, debido a ello, la etapa del ciclón de gas caliente del intercambiador de calor de lecho fluidizado, en particular el último ciclón de abajo que con el gas de escape muy caliente y la harina cruda muy caliente se pone a una temperatura de por ejemplo 700 a 950ºC están sometidos a una solicitación mecánica, química y térmica, y con ello a un elevado desgaste termoquímico y abrasivo. Esto es aplicable en particular para el tubo de inmersión que penetra centralmente por arriba en el separador ciclónico.

Por tanto ya es conocido (véase el documento DE-C-32 28 902), que es conveniente ensamblar el tubo de inmersión a base de varios segmentos cuando el separador ciclónico está sometido a esas solicitaciones tan elevadas y unir entre sí los segmentos de forma desmontable a fin de poder renovar segmentos sueltos del tubo de inmersión en caso de desgaste con un relativamente pequeño coste en trabajo y en tiempo y evitar deformaciones en la envolvente del tubo de inmersión incluso con elevados cambios en las solicitaciones térmicas. Para ello ya ha sido propuesto realizarlos segmentos del tubo de inmersión completamente de material cerámico que desde luego es refractario al calor pero que no soporta elevadas solicitaciones mecánicas. En consecuencia, los segmentos del tubo de inmersión se realizan en la mayoría de los casos de fundición de acero refractario al calor. Pero la fundición de los segmentos del tubo de inmersión de pared delgada está sometida a limitaciones, hasta el punto de que los segmentos, en el caso de que no deban ser de un grosor mayor que unos 15 mm, únicamente se pueden fundir sin que tengan fallos de homogeneidad hasta una longitud de unos 120 cm. Pero los grandes separadores ciclónicos de gas caliente exigen tubos de inmersión correspondientemente grandes en los cuales, los segmentos individuales tienen que ser mucho más largos que 120 cm pero que por motivos de montaje no se permite que sean excesivamente pesados.

Por el documento EP-A-0 447 802 se conoce un tubo de inmersión ciclónico con el aditamento de una rejilla metálica cuyos panales, por ejemplo hexagonales, se pueden rellenar con un material cerámico. Para la fabricación del tubo de inmersión ciclónico conocido en primer lugar se unen entre sí las partes de las rejillas vacías y se cuelgan en el ciclón, tras de lo cual los panales vacíos de la rejilla se rellenan con la masa cerámica. Una construcción de este tipo del tubo de inmersión ciclónico produce especiales dificultades cuando el material cerámico se ha de verter, inyectar, vibrar o prensar en las aberturas de los panales.

Por el documento US-A-4,651,487 es conocido el hecho de aplicar por soldadura los nervios de una rejilla hexagonal u otro tipo de armadura como por ejemplo elementos huecos de anclaje o de armazón con forma de tramos de tubo sobre una pared de carcasa y rellenar las aberturas y espacios intermedios con material refractario. No es conocido cómo curvar y deformar una estructura de superficie plana de este tipo y utilizarla para el tubo de inmersión de un separador ciclónico de una línea de producción de clinker de cemento.

La invención tiene como tarea principal presentar un elemento de montaje empotrado para ensamblar un tubo de inmersión segmentado sometido a fuerte calor y a desgaste para un ciclón revestido con material refractario perteneciente a una línea de producción de clinker de cemento, en donde el elemento de montaje empotrado individual se pueda fabricar y montar con una longitud incluso mayor que 120 cm, y pueda caracterizarse por una elevada duración.

Esta tarea queda resuelta según la invención con un elemento de montaje empotrado con las características de las partes distintivas de la reivindicación 1. Otros desarrollos ventajosos de la invención se muestran en las restantes reivindicaciones.

Es una característica del elemento de montaje empotrado resistente al calor y resistente al desgaste acorde con la invención que se trata de un cuerpo mixto o compuesto formado a partir de elementos de base metálicos de paredes relativamente delgadas y de poco peso sobre los cuales se disponen nervios de un enrejado metálico con forma de parrilla cuyas aberturas del enrejado se rellenan con una masa cerámica refractaria al calor y resistente al desgaste frente a las solicitaciones mecánicas y los agentes químicos. Para ello se vierte o se inyecta y/o se compacta por vibración o por sacudidas y/o se prensa la masa cerámica resistente al calor en las aberturas del enrejado de la parrilla, la cual puede ser elástica, por ejemplo parrillas extensibles de metal. Durante la construcción del cuerpo compuesto acorde con la invención la masa cerámica resistente al calor es en todo momento fluida y también puede ser endurecida mediante un tratamiento térmico adicional como el sinterizado, el recocido, etc. La masa cerámica presenta por ejemplo carburo de silicio (SiC) y puede contener además un componente aglutinante hidráulico como por ejemplo cemento, el cual, después de su endurecimiento, proporciona a la masa cerámica una resistencia especial. En todos los casos, en los cuerpos compuestos acordes con la invención, la parrilla de enrejado integrada actúa como armadura para la masa cerámica resistente al calor, la cual ha de colocarse sobre el lado sometido al desgaste del elemento de montaje empotrado ensamblado a partir de los segmentos de cuerpo mixto acordes con la invención, por tanto en el caso del tubo de inmersión ciclónico segmentado se ha de colocar sobre la cara exterior del tubo de inmersión la cual está fuertemente sometida al muy caliente gas con suspensión de materia sólida que penetra en el interior del ciclón.

Para que en el elemento de montaje empotrado de cuerpo mixto acorde con la invención la superficie exterior presente una porosidad lo más pequeña posible, de acuerdo con la invención se propone proveer la superficie exterior de la masa cerámica con una capa de cerramiento, en particular un vidriado, un vidriado, un esmaltado, etc.

La invención y sus demás características y ventajas se explican con más detalle con la ayuda de los ejemplos de ejecución representados esquemáticamente en el dibujo.

El dibujo muestra de forma fragmentaria la sección transversal a través de un elemento de montaje empotrado o segmento de cuerpo mixto acorde con la invención, que se compone de un cuerpo 10 metálico de base resistente al calor, es decir de un material de acero laminado de pequeño espesor, por ejemplo de 5 a 15 mm, sobre el cual se puntean o se sueldan los nervios 11 de un enrejado metálico con aberturas en forma de parrilla. También sería posible apoyar suelta sobre el cuerpo 10 de base la parrilla 11 durante la construcción del cuerpo mixto. Las aberturas de la parrilla 11, que contemplada en la vista en planta pueden ser rectangulares, hexagonales, o incluso poligonales o redondas, se rellenan con una masa 12 cerámica de gran resistencia al fuerte calor, la cual se vierte, se compacta por vibración y después se endurece en las aberturas de la parrilla. Para su protección, la superficie exterior de la masa 12 cerámica presenta aún una capa 13 de porosidad lo más pequeña posible, en particular un vidriado, vidriado, esmaltado etc. El espesor de la masa 12 cerámica puede alcanzar por ejemplo 25 mm.

Debido a la construcción de acuerdo con la invención del elemento de montaje empotrado de cuerpo mixto, el cuerpo 10 metálico de base ya no necesita estar compuesto de una fundición resistente al fuerte calor cuyo espesor en el caso de segmentos con longitudes de gran formato tenía que estar un poco por encima de 15 mm. En cambio, con la construcción acorde con la invención se pueden fabricar segmentos de cuerpo mixto resistentes al fuerte calor y al desgaste con una longitud incluso mayor de 120 cm sin que el espesor del cuerpo 10 metálico de base tenga que sobrepasar 15 mm. Cuando se ensambla a partir de segmentos de cuerpo mixto el tubo de inmersión de un ciclón del sistema de intercambiador de calor de lecho fluidizado o sistema de pre-calcinación de una instalación de combustión de cemento el cual está fuertemente sometido a solicitaciones mecánicas y térmicas, entonces se dispone la masa 12 cerámica resistente al fuerte calor sobre la superficie exterior del cuerpo 10 metálico de base, es decir la cara sobre la cual afluye la corriente abrasiva de gas muy caliente con suspensión de materia sólida que allí penetra. Pero también existe la posibilidad de disponer la capa de cubrición del cuerpo mixto acorde con la invención sobre las dos caras de la chapa 10 de metal que constituye el material de base. En todo caso la duración de los elementos constructivos de cuerpo mixto o segmentos de cuerpo mixto acordes con la invención es elevada.

Cuando el cuerpo 10 metálico de base está hecho de fundición de acero el enrejado metálico con forma de parrilla con sus nervios 11 se puede construir total o parcialmente como cuerpo de fundición de una sola pieza a continuación junto con el cuerpo 10 de base.

Los cuerpos mixtos acordes con la invención se pueden utilizar además de para la fabricación de tubos de inmersión ciclónicos segmentados de las instalaciones de combustión de clinker de cemento también para la protección de otros componentes sometidos a un elevado desgaste termoquímico y abrasivo, en particular para la protección de los elementos de control y/o regulación insertados en las tuberías de gases muy calientes y conducciones de polvos, harinas o áridos muy calientes como por ejemplo válvulas giratorias de redireccionamiento, compuertas de impacto, o similares.

Claims (7)

1. Elemento de montaje empotrado sometido al calor y al desgaste para el ensamblado de un tubo de inmersión ciclónico, cuyo tubo de inmersión al ser utilizado penetra centralmente por arriba en un separador ciclónico revestido con material refractario perteneciente a una línea de producción de clinker de cemento y queda suspendido del techo del separador ciclónico, estando configurado el elemento de montaje empotrado como cuerpo mixto con un enrejado (11) metálico en forma de parrilla cuyas aberturas de parrilla se rellenan con una masa (12) cerámica, caracterizado porque el elemento de montaje empotrado es una pieza prefabricada que constituye un segmento del tubo de inmersión, compuesta por un cuerpo (10) de base metálico, plano y de pared delgada, sobre cuya cara que se asienta sobre la superficie exterior del tubo de inmersión están dispuestos los nervios (11) del enrejado metálico con forma de parrilla, y las aberturas de la parrilla se rellenan con la masa (12) cerámica, y porque la superficie exterior de la masa (12) cerámica se recubre con un vidriado (13) de poca porosidad que hace de cerramiento.

2. Elemento de montaje empotrado según la reivindicación 1, caracterizado porque los nervios (11) del enrejado metálico están unidos por puntos y/o están soldados sobre el cuerpo (10) de base.

3. Elemento de montaje empotrado según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo (10) metálico de base está compuesto de un material de acero laminado de pared delgada.

4. Elemento de montaje empotrado según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo (10) metálico de base está compuesto de fundición de acero, y porque el enrejado metálico con forma de parrilla con sus nervios (11) está fabricado eventualmente como cuerpo de fundición de una sola pieza juntamente con el cuerpo (10) de base.

5. Elemento de montaje empotrado según la reivindicación 1, caracterizado porque la masa (12) cerámica resistente al calor se vierte fundida y/o se inyecta y/o se compacta por vibración o por sacudidas y/o se prensa en las aberturas de la parrilla del enrejado (11).

6. Elemento de montaje empotrado según las reivindicaciones 1 ó 5, caracterizado porque la masa (12) cerámica resistente al calor contiene carburo de silicio (SiC).

7. Elemento de montaje empotrado según las reivindicaciones 1, 5 ó 6, caracterizado porque la masa (12) cerámica resistente al calor contiene cemento como aglutinante hidráulico.