ES2292925T3 - Procedimiento de quemar una mezcla de materias minerales. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para quemar una mezcla de material mineral de tamaño del grano diferente en una columna de producto a granel (9) atravesada por corriente de gas, que está conformado mediante la alimentación al menos de un pozo (1,2) de un horno de pozo y con evacuación del producto quemado en el área del fondo del pozo (1,2) caracterizado por el hecho de que una separación dirigida, que se produce al alimentar, con tamaño de grano en aumento es cambiada periódicamente en su dirección, de modo que la distribución dirigida de tamaños de grano cambia por capas en la columna de producto a granel (9'').

Description

Procedimiento de quemar una mezcla de materias minerales.

La invención se refiere a un procedimiento para quemar una mezcla de material mineral de tamaño del grano diferente en una columna de producto a granel atravesada por corriente de gas, que es configurada por la alimentación de al menos un pozo de un horno de pozo, y con evacuación del producto quemado en el área del fondo del pozo.

La US 5'460'517 (EP 0 560 715) del mismo solicitante describe un horno de pozo para el quemado de material de relleno mineral, como por ejemplo piedra caliza, según el procedimiento regenerativo de corriente continua MAERZ, a través de cuyo dispositivo de alimentación son suministradas dos mezclas de material de granulación más fina y más gruesa de manera alternante a un área interior radialmente y exterior radialmente de al menos dos pozos circulares cilíndricos. De esta manera, se logra en los pozos del horno con medios sencillos en proporción a través de la sección transversal del pozo una distribución de tamaños de los granos satisfactorio y, en consecuencia, también una distribución uniforme del aire de combustión, de forma que se consiguen un proceso de combustión esencialmente uniforme y una calidad de producto uniforme de manera correspondiente. Sin embargo, la separación mecánica necesaria previamente en dos mezclas de material de granulación más fina y más gruesa es costosa. La configuración básica de tales hornos de doble pozo conectados entre sí transversalmente con sección transversal circular de los pozos es igualmente costosa y cara, de modo que aquellos son construidos con secciones transversales de pozo de entre 7 y 18 m^{2} sólo para rendimientos mayores en el área de 300 a 800 toneladas por día.

Para una necesidad de potencia menor y secciones trasversales de pozo más pequeñas entre 2 y 6 m^{2}, se puede conseguir un modo de construcción más económico con forma de la sección transversal rectangular de los dos pozos. Sin embargo, un obstáculo para la aplicación de este modo de construcción más simple para rendimientos mayores de esencialmente más de 300 toneladas son las dimensiones de sección transversal mayores al cargar distribución unilateral y no uniforme que se produce en mayor medida del tamaño de grano a través de la sección transversal del pozo. Esta distribución desigual está causada por la disgregación de los tamaños de los granos que resulta en la alimentación desde una cinta transportadora a través de una trayectoria de lanzamiento o en el suministro a través de una resbaladera. Ésta tiene por consecuencia que también las resistencias de la corriente del aire de combustión y con esto las temperaturas a través de la sección transversal de la columna de producto a granel estén distribuidas de manera no uniforme. Por consiguiente, no se puede alcanzar una calidad de producto uniforme con tales hornos de pozo más económicos con sección trasversal de pozo más grande.

La invención se basa en la función de hallar un procedimiento del tipo mencionado en la introducción que garantice con medios relativamente sencillos una corriente de paso de gas más uniforme de la columna de producto a granel y que, con esto, sea garantice una calidad del producto mejor o sea más uniforme, de modo que también para secciones trasversales de pozo más grandes son posibles tipos de construcción más económicos con forma de la sección transversal más alargada o más rectangular del pozo respectivo, que no eran hasta ahora realizables debido a la calidad del producto necesaria con gastos justificables.

La solución de la tarea mencionada se realiza en un procedimiento del tipo inicialmente mencionado según la invención a través de que una disgregación dirigida que se produzca al cargar con tamaño de grano en aumento sea cambiada periódicamente en su dirección, de manera que la distribución del tamaño de grano dirigida cambie por capas en la columna de producto a granel.

A continuación, la invención está descrita detalladamente por medio de los dibujos. Se muestra:

Fig. 1 una sección vertical a través de uno de los pozos de un horno de doble pozo con una disposición conocida previamente para alimentar el horno y con una representación esquemática de la distribución de granos en su columna de producto a granel,

Fig. 2 una sección vertical a través de un horno de doble pozo para la realización del procedimiento según la invención,

Fig. 3 una sección longitudinal conducida a través del pozo izquierdo del horno de doble pozo según la fig. 2 y su cámara de alimentación, con una representación esquemática de la distribución de granos en su columna de producto a granel,

Fig. 4 una sección transversal a través de un horno de doble pozo según las Fig.1 ó 2 y

Fig. 5 una representación parcial aumentada del horno de doble pozo según la Fig. 3 en el área de su disposición de alimentación, con un plano de corte desplazado 90° para la representación en la Fig. 2.

La Fig. 1 muestra uno de dos pozos 1, 2 de un horno de doble pozo 3 que ha de ser accionado según el procedimiento regenerativo de corriente continua MAERZ de realización conocida. Su estructura básica puede extraerse de la representación de una realización según la invención según la realización según la Fig. 2.

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La alimentación de los pozos 1 y 2 a través de una mezcla de material granulada, mineral se realiza de manera alternante mediante el vaciado de una cámara de alimentación 5 dispuesta en el extremo superior de un pozo de alimentación 4, siendo abiertos cada vez uno de los cierres de cámara 6, 7 en el lado del fondo. Para distribuir en este caso la mezcla de material sobre la sección transversal más grande con respecto al pozo de alimentación 4 del pozo de horno 1, 2 concerniente, en el área del pozo superior está dispuesta cada vez una placa desviadora 50, desde el que aquel es desviado al área de sección transversal exterior. En este caso se ha mostrado que la disgregación de la distribución de granos dirigida transversalmente y en dirección de lanzamiento de la cinta transportadora 8, que se produce en la cámara de alimentación 5, se mantiene esencialmente hasta el alojamiento sobre la columna de producto a granel 9.

En la representaciones en corte de la Fig. 1 y la Fig. 4, están representados esquemáticamente los tamaños de granos que aumentan de manera continua en la dirección de lanzamiento de la cinta transportadora, para simplificación de la representación, con cuatro gradaciones de tamaño 10 a 13.

El tamaño del grano de la columna de producto a granel 9 que cambia en una dirección transversal al pozo 1, 2 provoca que también las resistencias de la corriente estén distribuidas de manera correspondiente para el aire de combustión que fluye a través de la entrada de aire 14. Como es sabido, son dependientes en tercera potencia del tamaño del volumen del espacio del suministro de grano respectivo. La distribución de la cantidad de aire diferente de manera correspondiente está ilustrada en la Fig. 1 a través de flechas de tamaños diversos 15 a 18. Ésta tiene por consecuencia que la combustión del combustible gaseoso, líquido o en forma de polvo que fluye a través de las lanzas de combustión 20 conduzca a corrientes de gas de combustión, que transversalmente a la dirección de la columna de producto a granel correspondientemente a la repartición de tamaños de los granos son diferentes en su cantidad, de modo que se pueden producir grandes diferencias de temperatura de por ejemplo 300°C en dirección transversal a la columna de producto a granel 9. El producto granulado, mineral evacuado en el área del fondo del pozo 1,2 a través de un dispositivo de descarga 22 tiene en consecuencia granos con grado de combustión considerablemente diferente. Ya que el grado de las diferencias de calidad correspondientes es dependiente de la longitud de la sección transversal del pozo del horno respectivo 1, 2, estas diferencias ya no se pueden aceptar a partir de un tamaño determinado de por ejemplo 6 m^{2} de la sección trasversal del pozo.

Para superar la limitación del tamaño mencionada para hornos de pozo con sección transversal alargada o rectangular de sus pozos correspondiente a la representación de la Fig. 4 y para realizar conforme a su tipo de construcción económico para grandes cantidades de rendimiento y con buena calidad del producto, un horno de pozo tiene conforme a la invención por ejemplo de manera correspondiente al ejemplo de realización según las Fig. 2 y 3 encima de su cámara de alimentación 5 con forma de pozo, rectangular en la sección transversal, un dispositivo 23 para el cambio periódico de la dirección, con el que los tamaños de los granos de la mezcla de material crecen en la cámara de alimentación 5 transversalmente al eje de cámara vertical.

Conforme al ejemplo de realización representado, este dispositivo 23 está realizado de la manera más simple mediante una placa orientable 24, que está dispuesta en las trayectorias de lanzamiento 25, con las que los granos de la mezcla de material abandonan el dispositivo de transporte 8. Aquella puede ser girada alrededor de un eje horizontal 26 en direcciones de inclinación opuestas una a la otra, de manera que la dirección, con la cual los tamaños de los granos de la mezcla del material se cambian en la cámara de alimentación 5 transversalmente al eje de la cámara vertical, es invertida únicamente mediante el giro de la placa 24.

La placa 24 está dispuesta por ejemplo en la zona intermedia de una cámara de desviación 27 abierta arriba y abajo, dispuesta por encima de la cámara de alimentación 5 de tal forma que se apoya opcionalmente en una pared 28, 29 posterior o delantera en dirección de lanzamiento de la cámara de desviación 27 y, al suceder esto, deja libre de manera alternante entre el canto inferior de la placa 30 y un borde de orificio inferior 31, 32 una salida delantera y posterior 33, 34.

En este caso, las dos paredes 28, 29 opuestas cada una al canto inferior 30 de la placa 24 de la cámara de desviación 27 están realizadas preferiblemente en su área inferior inclinadas hacia dentro.

El cambio de la dirección de giro de la placa 24 se realiza periódicamente en intervalos de tiempo preferiblemente iguales y por ejemplo tras cada vaciado periódico de la cámara de alimentación 5 mediante la apertura de su cierre de cámara 6, 7, de modo que resulten en la columna de producto a granel capas consecutivas 35, 36 con una característica de la distribución del !grano opuesta transversalmente a la dirección del pozo, como está representado esquemáticamente en la Fig. 3 mediante las gradaciones de grano 10', 11', 12', 13'. En consecuencia, el aire de combustión al fluir a través de la columna de producto a granel 9 no puede tomar más trayectorias preferidas unilateralmente, como se ilustró en la Fig. 1, sino que obtiene una distribución uniforme, como se representa en la Fig. 3 mediante la flecha 37 del mismo tamaño.

La aplicación de la invención es especialmente ventajosa en un horno regenerativo de corriente continua según MAERZ, puesto que permite realizar uno de tales con sección transversal rectangular de sus pozos 1, 2 en tipo de construcción grande, o sea, para grandes producciones de material. Tales pozos se erigen más fácilmente como construcción. Además, la unión transversal 38 necesaria entre los pozos 1, 2 se puede configurar de manera considerablemente más sencilla en comparación con una unión transversal entre pozos redondos.

A continuación, el modo de funcionamiento conocido en sí del horno de MAERZ según la Fig.2 es explicado brevemente.

En intervalos de por ejemplo 15 minutos es calentado cada vez sólo un pozo 1 ó 2, produciéndose el suministro de combustible a través de las lanzas 20 y 40 y el conducto de alimentación de aire de combustión a través de los orificios de aire 14 de manera correspondiente periódicamente sólo a un pozo 1 ó 2. El suministro de aire de enfriamiento desde abajo en dirección de la flecha 43, 44 se realiza por el contrario de manera continua. Por consiguiente, resulta en la respectiva columna de producto a granel 9' una zona de precalentamiento superior 45, una zona de combustión intermedia 46 y una zona de enfriamiento inferior 47. Las gases de combustión abandonan la zona de combustión 46 a través del canal de comunicación 38 en dirección de la flecha 48 al pozo adyacente 2 y suben en éste hacia arriba, de modo que precalientan allí la carga del otro pozo 2 y abandonan el pozo en dirección al orificio de aire 14. En este caso, el canal de comunicación 38 se extiende entre dos lados más largos opuestos uno al otro de la sección transversal de los pozos 1, 2, de modo que la sobrecorriente de los gases de combustión hacia el otro pozo registra inmediatamente de manera uniforme la sección trasversal del pozo completo.

Después de la conmutación por intervalos del suministro de combustible sobre las lanzas 40 y después del suministro de aire de combustión sobre el orificio de aire 14 del otro pozo 2 se invierte la dirección de la corriente de los gases de combustión, de modo que la flecha 48 está entonces orientada a la inversa. La alimentación por cargas de los pozos de horno 1, 2 abriendo uno de los cierres 6, 7 respectivamente de la cámara de alimentación 5 se realiza en intervalos iguales como el cambio descrito de os modos de funcionamiento en ambos pozos de horno 1, 2 y, por ejemplo, en el mismo intervalo cada vez o, por ejemplo, tras dos, cuatro o seis intervalos, se puede también girar la placa 24 de la cámara de desviación 27.

Claims (10)

1. Procedimiento para quemar una mezcla de material mineral de tamaño del grano diferente en una columna de producto a granel (9) atravesada por corriente de gas, que está conformado mediante la alimentación al menos de un pozo (1,2) de un horno de pozo y con evacuación del producto quemado en el área del fondo del pozo (1,2) caracterizado por el hecho de que una separación dirigida, que se produce al alimentar, con tamaño de grano en aumento es cambiada periódicamente en su dirección, de modo que la distribución dirigida de tamaños de grano cambia por capas en la columna de producto a granel (9').

2. Procedimiento según reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el cambio de la dirección de tamaño del grano creciente se realiza mediante una resbaladera (24), cuya dirección de transporte es cambiada periódicamente a una dirección contraria mediante giro.

3. Procedimiento según reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la dirección de transporte de la resbaladera (24) es invertida después de cada vaciado por cargas de una cámara de alimentación (5) o después de varios vaciados por cargas de la misma, de manera que el volumen de las cargas (35, 36) de la columna de producto a granel (9') con distribución de separación dirigida de manera opuesta una a la otra se corresponde con el volumen de una o varias cargas.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3; caracterizado por el hecho de que las dos direcciones de transporte cambiantes de la resbaladera (24), con respecto a un pozo (1,2) alargado en la sección transversal, discurren de manera paralela a un plano que se corresponde con la dirección longitudinal de la sección trasversal del pozo.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la dirección de la distribución de tamaños de los granos es cambiada tras una o varias inversiones de la marcha del vaciado de una cámara de carga (5) en uno de varios pozos (1,2) de un horno de varios pozos según el procedimiento regenerativo de corriente continua.

6. Horno de pozo para la realización de un procedimiento según la reivindicación 1, con al menos un pozo (1, 2) alargado o rectangular en la sección transversal, un dispositivo de transporte (8) para el suministro de la mezcla de material granulado, que ha de quemarse en la corriente de gas, a través de una trayectoria de lanzamiento (25) en una cámara de alimentación (5) dispuesta por encima del pozo (1,2), que está limitada hacia abajo por un dispositivo de cerrada (6,7), para la alimentación por cargas del al menos un pozo (1,2), caracterizado por un dispositivo (23) para el cambio periódico de la dirección, con el cual los tamaños de los granos de la mezcla del material aumentan transversalmente al eje vertical de la cámara en la cámara de alimentación, de modo que la distribución de tamaños de los granos formada en el pozo del horno cambia por capas en la columna de producto a granel (9').

7. Horno de pozo según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que el dispositivo (23) para el cambio de dirección periódico está formado por una resbaladera (24) dispuesta en la trayectoria de lanzamiento (25), que es girable alrededor de un eje horizontal (26) en direcciones de inclinación opuestas entre sí.

8. Horno de pozo según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que la resbaladera se compone de una placa (24) que está alojada de manera giratoria en el área central de una cámara de desvío (27) abierta arriba y abajo, dispuesta por encima de la cámara de alimentación (5), de modo que aquella se apoya opcionalmente en una pared (28, 29) de la cámara de desvío (27) posterior o delantera en dirección de la trayectoria de lanzamiento (25) y, al suceder esto, deja libre de manera cambiante entre el canto inferior de la placa (30) y un borde de orificio inferior (31) una salida delantera y posterior (33, 34).

9. Horno de pozo según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que las dos paredes opuestas (28, 29) de la cámara de desvío (27) cada vez al canto inferior (30) de la placa (24) están inclinadas hacia dentro en su área inferior.

10. Horno de pozo según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por dos pozos (1, 2) conectados entre sí a través de un canal transversal (38) para gases de combustión (48) con sección transversal rectangular, en lo cual el canal transversal (38) conecta entre sí dos lados más largos opuestos uno al otro de la sección transversal de los pozos (1, 2) y la sección transversal libre de los pozos (1, 2), rellenada cada una mediante una columna de producto a granel, es más grande que 6'5 m^{2}.