ES2576603T3

ES2576603T3 - Procedimiento de gestión de quemadores laterales de un horno de calentamiento

Info

Publication number: ES2576603T3
Application number: ES07788815.4T
Authority: ES
Inventors: Ludovic Ferrand; Yves Braud; Jean-Luc Renault; Arnaud Ceccotti
Original assignee: Cockerill Maintenance and Ingenierie SA
Current assignee: John Cockerill SA
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2016-07-08
Anticipated expiration: 2027-05-31
Also published as: WO2007138194A1; EP2029951B1; FR2901867B1; EP2029951A1; FR2901867A1

Abstract

Procedimiento de gestión de quemadores laterales de un horno de calentamiento siderúrgico, comprendiendo el horno una pluralidad de quemadores laterales dispuestos para calentar productos siderúrgicos que circulan de un extremo al otro de dicho horno, caracterizado porque la gestión afecta al primer y al segundo quemador que están esencialmente enfrentados (GIk, DIk) a al menos un par de quemadores laterales inferiores, en referencia al nivel de circulación de los productos siderúrgicos en el horno, en una zona (Z) del horno correspondiente a una acumulación de cascarilla que cae de dichos productos en la suela del horno, con la llama de dicho primer y segundo quemador dirigida hacia dicha acumulación de cascarilla (C), y la gestión es tal que el primer y el segundo quemador (GIk, DIk) están encendidos preferentemente de forma alternada, de manera que la alternancia de la acción mecánica ejercida por su llama favorece el esparcimiento de la cascarilla en la suela del horno, con dichos primer y segundo quemador dimensionados al efecto para desarrollar una potencia de calentamiento superior a la de los demás quemadores laterales, que solo sirven para calentar los productos siderúrgicos que circulan en el horno.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Procedimiento de gestion de quemadores laterales de un horno de calentamiento

La invencion se refiere a los hornos de calentamiento siderurgicos continuos y, mas concretamente, a la gestion de quemadores de estos hornos de calentamiento.

Antecedentes de la invencion

Los hornos de calentamiento siderurgicos permiten calentar a una temperatura adecuada semi-productos de acero, como desbastes, palanquillas, tochos, beam-blanks, lingotes, con objeto de preparar estos productos para operaciones de laminado, forjado, extrusion o, mas generalmente, cualquier otra operacion de formado en caliente.

Ya se han propuesto numerosos tipos de disposiciones para los quemadores que equipan los hornos de calentamiento. De este modo, se han propuesto quemadores denominados frontales, que estan dispuestos por delante de nichos para quemadores de nivel inferior, o por delante de salientes de boveda para quemadores de nivel superior. Los quemadores frontales forman entonces una fila de una pluralidad de quemadores dispuestos en una misma abscisa de la longitud del horno. La ventaja de estas disposiciones es el empleo de un aporte de calor sensiblemente homogeneo, pero con el inconveniente de una gran rigidez. En efecto, con las filas de quemadores dispuestos en saliente de boveda, las llamas calientan varios productos siderurgicos a la vez, en toda la anchura del horno durante el avance de los mismos, de manera que es practicamente imposible tener distintas consignas entre un producto y otro, lo que impide toda flexibilidad en el modo de utilizacion del horno de calentamiento. Ademas, la longitud axial de los salientes de boveda o de los nichos inferiores corresponde a una longitud que esta perdida para el calentamiento, lo que reduce de facto la potencia de calentamiento susceptible de emplearse para una longitud dada. Finalmente, la estructura de estos hornos es relativamente onerosa, sobre todo para hornos de gran longitud con, ademas, el riesgo de cierta fragilidad de algunas partes del horno, en particular en la zona adyacente a salientes de boveda, fragilidad que puede inducir un riesgo de rotura.

Se ha propuesto asimismo utilizar quemadores denominados de boveda, que estan asimismo dispuestos en filas transversales y estando integrados en la boveda del horno. La ventaja con relacion a la disposicion con quemadores frontales es que se calienta la zona directamente subyacente a la boveda, de manera que los productos siderurgicos se calientan mediante radiacion, sin impacto directo de las llamas en los productos. Esto permite mejorar la homogeneidad del calentamiento y obtener un funcionamiento aun mas satisfactorio, considerando que el horno de calentamiento esta muy lleno de productos siderurgicos que calentar. Sin embargo, los quemadores de boveda presentan varios inconvenientes, siendo el primero la emision de contaminantes NOx resultantes de las llamas muy calientes emitidas por los quemadores de boveda. Como los quemadores de boveda emiten una llama esencialmente giratoria alrededor del eje del quemador, las velocidades de llamas permanecen en general bajas, de manera que no se puede evitar cierto confinamiento de los NOx en la zona alta del horno de calentamiento. Ademas, el uso de quemadores de boveda se efectua generalmente con una alimentacion comun a todos los quemadores de una misma fila o de un mismo grupo de filas adyacentes, de manera que queda excluido desacoplar los quemadores de boveda. Esta ausencia de flexibilidad es especialmente desfavorable cuando se introducen en el horno de calentamiento productos de longitud transversal, notablemente inferior a la anchura del horno. En efecto, los productos siderurgicos de pequenas dimensiones estan en general dispuestos a nivel del plano vertical medio del horno de calentamiento, de manera que las areas laterales adyacentes a las paredes laterales del horno constituyen espacios sin productos que calentar y, por lo tanto, crean a nivel de estos espacios areas de sobrecalentamiento que pueden revelarse peligrosas, en particular si la temperatura a nivel de estas areas laterales alcanza temperaturas proximas a los 1.600°C, ya que nos enfrentamos entonces a un riesgo de vitrificacion irreversible del material refractario que constituye el recinto del horno. Finalmente, los quemadores de boveda de una misma fila inducen un campo termico que esta esencialmente repartido en un plano vertical, de manera que queda excluido poder calentar simultaneamente varios productos siderurgicos.

Los referidos inconvenientes de los quemadores frontales y de los quemadores de boveda han conducido a los disenadores de hornos de calentamiento a inclinarse hacia el uso de quemadores laterales integrados en las paredes laterales del horno. En efecto, la ventaja directa de los quemadores laterales es poder alinear las llamas con los productos, de manera que es teoricamente posible tratar termicamente cada producto con la llama situada en la misma abscisa en un instante dado.

Por ejemplo, se puede hacer referencia al documento JP-10 168 514 A, que describe un horno con quemadores laterales inferiores y superiores dispuestos simetricamente con relacion al plano vertical medio del horno. La ensenanza de este documento es simplemente que los quemadores inferiores y superiores (del tipo con acumulacion de calor) estan gestionados individualmente para mantener la temperatura reinante en la proximidad de cada quemador fija en un valor predeterminado.

Entre los quemadores laterales, los quemadores inferiores, por referencia al nivel de circulacion de los productos siderurgicos en el horno de calentamiento, plantean sin embargo problemas en las areas del horno donde la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

cascarilla que cae de la cara inferior de los productos siderurgicos forma un amontonamiento excesivo en la suela del horno, perturbando este amontonamiento la accion de los quemadores circundantes y obstaculizando la circulacion de los humos.

Estas areas se encuentran en particular cada vez que los productos siderurgicos sufren un choque termico y/o mecanico importante en el horno.

Estos importantes inconvenientes en un horno de calentamiento se entenderan mejor con la ayuda de la siguiente descripcion de un horno del tipo tradicional con largueros tubulares, con referencia a las figuras 1 a 4.

Las figuras 1 y 2 ilustran un horno F de largueros tubulares, de diseno tradicional, que permite emplear un calentamiento de los productos siderurgicos que circulan en dicho horno, afectando al mismo tiempo las caras superior e inferior de cada uno de los productos transportados.

El horno F comprende un recinto 10 calonfugo, cuyas paredes superior e inferior (o suela) llevan las referencias 11 y 12 y las paredes izquierda y derecha, con relacion al sentido de avance de los productos siderurgicos de referencia P en el tunel (sentido indicado por la flecha 100), llevan las referencias 13 y 14.

La figura 1, que es un corte segun I-I de la figura 2, ilustra diversos equipamientos asociados al transporte de los productos siderurgicos en el tunel, asf como otros equipamientos exteriores asociados a la evacuacion de los humos y al control del proceso, mientras que la figura 2, que es un corte segun II-II de la figura 1, permite distinguir mejor la disposicion de los quemadores laterales, previstos aqrn tanto a nivel superior como inferior con referencia al nivel de transporte de los productos siderurgicos P.

El recinto 10 comprende una zona corriente arriba de entrada en el horno 15 y una zona corriente abajo de salida del horno 16, que estan equipadas con puertas no representadas aqrn. Un sistema de entrada en el horno 17 conduce los productos P por calentar en la zona de entrada en el horno 15 y un sistema de salida del horno 18 evacua los productos P calentados a nivel de la zona de salida del horno 16.

El horno de calentamiento esta equipado con medios de transporte con referencia 20 que permiten hacer avanzar los productos siderurgicos P en el interior del tunel desde corriente arriba hacia corriente debajo de dicho tunel, con dichos productos siderurgicos sometidos a la accion de los quemadores laterales para ser objeto del calentamiento progresivo deseado en el interior de su masa. Como se puede observar mejor en la figura 2, los productos siderurgicos P son soportados por largueros moviles 21 y largueros fijos 22 dispuestos de forma alternada en la direccion longitudinal del horno. Los largueros moviles 21 poseen quillas 23 que atraviesan la pared inferior 12 del horno y se fijan a una zapata 25 que reposa sobre un chasis 26. Los largueros fijos 22 poseen quillas 24 que estan ancladas en la pared inferior 12 del recinto del horno. Como se puede observar mejor en la figura 1, el chasis 26 esta equipado con una pluralidad de rodillos 27, 28, respectivamente intercalados entre el chasis 26 y la zapata 25 y entre el chasis 26 y de los apoyos 29 con plano inclinado 29.1. Los rodillos superiores 27 son arrastrados por medios no representados aqrn. Cuando se empuja el chasis 26 por medio de gatos, no representados aqrn, a nivel de su extremo corriente arriba (como se esquematiza mediante una flecha), los rodillos inferiores 28 ruedan sobre los planos inclinados 29.1 de los apoyos 29, lo que induce una elevacion de la zapata 25 y de los largueros moviles 21 y, en consecuencia, una elevacion de los productos siderurgicos P que reposan entonces unicamente sobre los denominados largueros moviles 21 al estar liberados de los largueros fijos 22. Los rodillos 27 son entonces arrastrados y pueden proceder a un desplazamiento de un paso en la direccion longitudinal del horno del conjunto movil asf elevado y, por lo tanto, de los productos siderurgicos soportados por este, tras lo cual se detienen los rodillos 27 y se desbloquea el chasis, de manera que los rodillos 28 vuelven a descender por los planos inclinados 29.1 de los apoyos 29, para una nueva posicion axial del conjunto de productos siderurgicos. Este procedimiento de transporte paso a paso, segun un ciclo cuadrado o rectangular, es muy conocido en el ambito de los hornos siderurgicos.

En lo que se refiere a los equipamientos exteriores del horno de calentamiento, se ha ilustrado aqrn una chimenea corriente arriba 31 que sirve para la evacuacion de los humos y cuya salida esta unida a una red 32 de evacuacion de los humos procedentes de la combustion, siendo aqrn evacuados estos humos hacia medios de recuperacion de energfa con, por ejemplo, un intercambiador de calor 33 que transmite la energfa de los humos, evacuados despues por una chimenea 34, al aire de combustion conducido por un ventilador 35 a traves del intercambiador de calor 33. El control del proceso se garantiza desde un centro de control 38 que esta unido especialmente, por una lmea 37, a distintos termopares 36 integrados en la boveda del recinto del horno, que sirven para vigilar la temperatura en distintas abscisas del horno con objeto de conformarse a una curva de calentamiento predeterminada en funcion de los productos siderurgicos afectados.

Los quemadores laterales que equipan el horno F permiten calentar al mismo tiempo la cara superior y la cara inferior de los productos siderurgicos P al pasar al nivel de las llamas de dichos quemadores. Para una mejor identificacion de los distintos quemadores laterales que equipan el horno, se utilizara una referencia de dos letras seguidas por una cifra, siendo la G la primera letra para un quemador asociado a la pared lateral izquierda o la D

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

para un quemador asociado a la pared lateral derecha y siendo la segunda letra la S para un quemador lateral asociado al nivel superior, o la I para un quemador lateral asociado al nivel inferior, correspondiendo la cifra al mdice 1, 2,... k,... n de la fila de quemadores sensiblemente dispuesta en un plano vertical comun, desde corriente arriba hacia corriente abajo del horno. En este caso, se han representado siete filas de quemadores inferiores y superiores pero, naturalmente, solo se trata de un ejemplo, en la medida en que se podra prever un numero distinto de quemadores, o tambien prever dos o tres quemadores por paso de quillas en algunas zonas del horno. Con esta rotacion, el corte de la figura 2 permite distinguir asf cuatro quemadores laterales con, en el lado izquierdo, los quemadores GS2 y GI2 respectivamente superior e inferior y, en el lado derecho, los quemadores DS2 y DI2 respectivamente superior e inferior.

En algunas zonas del horno F, en particular allf donde los productos siderurgicos son susceptibles de sufrir un choque termico y/o mecanico importante, se asiste a una acumulacion de la cascarilla que cae de la cara inferior de los productos siderurgicos.

Este fenomeno, aunque conocido por los especialistas, se ha observado especialmente en los hornos que presentan al menos una zona donde los largueros tubulares estan interrumpidos y desplazados lateralmente a nivel de esta interrupcion con, en general, una imbricacion de los extremos afectados a la manera de un peine.

Esta disposicion al tresbolillo se ilustra en la figura 3, que es un corte del horno F por un plano horizontal, en la que solo se han representado los largueros moviles 21 para mayor claridad. Se distingue en la figura 3 una zona Z esquematizada en trazo discontinuo correspondiente a la zona de interrupcion de los largueros moviles, con una imbricacion de los extremos corriente abajo de los largueros corriente arriba 21 entre los extremos corriente arriba de los largueros corriente abajo 21'. Esto es interesante para igualar la temperatura en la longitud de los productos siderurgicos: en efecto, los productos siderurgicos P calentados presentan una alternancia de zonas sobrecalentadas (a nivel del apoyo en los largueros) y de zonas infra-calentadas (entre los largueros), de manera que la disposicion al tresbolillo permite, en la transicion, calentar mas las zonas infra-calentadas y calentar menos las zonas sobrecalentadas. Se obtiene entonces un perfil de temperatura correspondiente a la curva T representada en la figura 3, cuya amplitud esta fuertemente reducida, lo que significa una mayor homogeneidad de la temperatura en los productos P.

Una zona Z de acumulacion de cascarilla puede encontrarse asimismo en otras partes del horno, mas bien en la mitad corriente abajo del horno, en particular en la zona de salida del horno de los productos siderurgicos calentados.

La figura 4, que es un corte segun IV-IV de la figura 3, por lo tanto al nivel de la zona Z de desplazamiento lateral entre los largueros 21, 21' que soportan los productos siderurgicos P, ilustra la amontonamiento de referencia C de la cascarilla que ha cafdo de la cara inferior de los productos P en la suela 12 del horno F.

Los quemadores laterales superiores GSk, DSk estan representados en trazo discontinuo ya que no estan directamente afectados. Por el contrario, los quemadores laterales inferiores Glk, DIk estan directamente afectados. En efecto, a medida que el nivel del amontonamiento de cascarilla C se eleva, queda perturbada la accion de los quemadores inferiores GIk, DIk y tambien, en menor medida, la de los quemadores inferiores que les son directamente adyacentes, y la zona central de las piezas P esta peor calentada. La circulacion de los humos queda tambien estorbada por el obstaculo que constituye el amontonamiento de cascarilla C.

En consecuencia, es necesario efectuar una limpieza periodica del horno. Ademas, la duracion de la campana entre dos descascarillados queda de facto acortada, ya que se debe detener el horno durante alrededor de ocho dfas (con tres dfas para enfriar el horno y tres dfas para calentar el horno).

Objeto de la invencion

La invencion tiene por objeto disenar un procedimiento de gestion de quemadores laterales de un horno de calentamiento siderurgico que permite paliar los inconvenientes referidos, especialmente luchar contra la formacion de un amontonamiento excesivo de cascarilla en la suela del horno.

La invencion tiene asimismo por objeto disenar un procedimiento de gestion de estos quemadores laterales, que tiene en cuenta la demanda calonfica, siendo esta muy importante, por ejemplo, al arrancar de nuevo el horno.

Descripcion general de la invencion

El problema tecnico referido se resuelve de conformidad con la invencion gracias a un procedimiento de quemadores laterales de un horno de calentamiento siderurgico, comprendiendo el horno una pluralidad de quemadores laterales dispuestos para calentar productos siderurgicos que circulan desde un extremo hasta el otro de dicho horno, caracterizado porque la gestion afecta al primer y al segundo quemador enfrentados esencialmente a al menos un par de quemadores laterales inferiores, en referencia al nivel de circulacion de los productos

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

siderurgicos en el horno, en una zona Z del horno correspondiente a una acumulacion de la cascarilla que cae de dichos productos en la suela del horno, con la llama de dichos primer y segundo quemador dirigida hacia dicha acumulacion de cascarilla, y la gestion es tal que el primer y el segundo quemador estan encendidos preferentemente de forma alternada, de manera que la alternancia de la accion mecanica ejercida por su llama favorece el esparcimiento de la cascarilla en la suela del horno, con dichos primer y segundo quemador dimensionados al efecto para desarrollar una potencia de calentamiento superior a la de los demas quemadores laterales, que solo sirven para calentar los productos siderurgicos que circulan en el horno, conforme a la reivindicacion 1.

Preferentemente, la gestion del primer y el segundo quemador es independiente de la gestion de los demas quemadores laterales del horno y solo se inicia cuando la acumulacion de cascarilla en la suela del horno induce una perturbacion considerada excesiva sobre la accion de los quemadores adyacentes a la zona Z.

La referida zona Z puede ser una zona de desplazamiento lateral entre largueros que soportan los productos siderurgicos, o tambien una zona de salida del horno.

De conformidad con una caractenstica particularmente ventajosa, la gestion del primer y el segundo quemador es en modo impulso y en funcion de la demanda calonfica del par de quemadores afectado con, cuando dicha demanda calonfica supera un umbral predeterminado, un tiempo determinado de recuperacion durante el que el primer y el segundo quemador de dicho par estan ambos encendidos.

Preferentemente, cuando la demanda calonfica es inferior a dicho umbral predeterminado, el apagado del segundo quemador encendido del par afectado coincide sensiblemente con el fin del tiempo de ciclo entre dos encendidos sucesivos del primer quemador, de manera a minimizar el tiempo de recuperacion durante el que el primer y el segundo quemador estan ambos encendidos.

Tambien ventajosamente, cuando la demanda calonfica es inferior a dicho umbral predeterminado, el primer y el segundo quemador del par afectado estan encendidos exclusivamente de forma alternada durante la totalidad del tiempo de ciclo.

Entonces, en particular, cuando la demanda calonfica es inferior a dicho umbral predeterminado, el primer y el segundo quemador del par afectado se apagan durante un tiempo determinado despues del apagado del primer quemador encendido y antes del encendido del segundo quemador apagado. Se podra prever entonces que el primer y el segundo quemador del par afectado se apagan durante otro tiempo determinado, o que el apagado del segundo quemador encendido del par afectado coincide sensiblemente con el final del tiempo de ciclo entre dos encendidos sucesivos del primer quemador.

Ademas, finalmente, se podra prever que el umbral predeterminado asociado a la demanda calonfica es del orden del 50 %.

Otras caractensticas y ventajas de la invencion apareceran con mayor claridad mediante la lectura de la siguiente descripcion, con referencia a las figuras 5 a 11 de los dibujos adjuntos.

Descripcion de los dibujos

- la figura 1 es un corte longitudinal de un horno de calentamiento con largueros tubulares del tipo tradicional, y la figura 2 es un corte transversal segun la lmea II-II de la figura 1 de este horno de largueros tubulares;

- la figura 3 es una vista desde arriba del horno en corte longitudinal que ilustra una zona Z con desplazamiento lateral de largueros, que es una zona privilegiada para la cafda de la cascarilla en la suela del horno;

- la figura 4 es un corte segun IV-IV de la figura 3, que muestra la acumulacion de cascarilla en la parte central de la zona Z referida;

- las figuras 5 y 6 son vistas en corte analogas a la de la figura 4, que ilustran el procedimiento de gestion segun la invencion del par afectado de quemadores laterales inferiores, con la accion mecanica alterna de las llamas sobre la acumulacion de cascarilla;

- las figuras 7 y 8 son diagramas que ilustran la gestion de los quemadores inferiores asociados al descascarillado, respectivamente en el caso de una escasa demanda calonfica y de una fuerte demanda calonfica;

- la figura 9 ilustra una variante de la gestion en caso de fuerte demanda calonfica;

- las figuras 10 y 11 ilustran finalmente otras dos variantes de funcionamiento en caso de escasa demanda calonfica.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Descripcion detallada de los modos de realizacion preferentes de la invencion

A continuacion, se describe con mayor detalle el procedimiento de gestion en modo impulso de los quemadores laterales inferiores asociados a la accion de descascarillado conforme a la invencion.

En su definicion mas general, el procedimiento de gestion de los quemadores laterales inferiores asociados a la accion de descascarillado conforme a la invencion.

En su definicion mas general, el procedimiento de gestion se refiere al primer y al segundo quemador que se encuentran esencialmente enfrentados a al menos un par de quemadores laterales inferiores en la zona Z del horno correspondiente a una acumulacion de cascarilla C que cae de los productos siderurgicos en la suela del horno, con la llama del primer y del segundo quemador dirigida hacia dicha acumulacion de cascarilla, y la gestion es tal que el primer y el segundo quemador se encienden preferentemente de forma alternada, de manera que la alternancia de la accion mecanica ejercida por su llama favorece el esparcimiento de la cascarilla en la suela del horno.

En las figuras 5 y 6, se ha ilustrado esta accion alternada de los quemadores de descascarillado conforme a una caractenstica esencial de la invencion.

En la figura 5, el primer quemador Glk esta encendido y el segundo quemador DIk esta apagado. La llama del quemador Glk esta dirigida hacia el amontonamiento de cascarilla C, y la accion mecanica de esta llama actua directamente en una zona CG del amontonamiento de cascarilla.

En la figura 6, el segundo quemador DIk esta encendido y el primer quemador Glk esta apagado. La llama del quemador DIk esta dirigida hacia el amontonamiento de cascarilla C y la accion mecanica de esta llama actua directamente sobre una zona CD del amontonamiento de cascarilla.

Se entiende entonces que la alternancia del encendido de los quemadores Glk, DIk favorece el esparcimiento de la cascarilla en la suela 12 del horno. Los posibles quemadores superiores GSk, DSk podran gestionarse de forma continua o alternada segun las necesidades.

Los quemadores de descascarillado podran formar parte de los quemadores de calentamiento con, entonces, una gestion dedicada, donde seran quemadores exclusivamente reservados para el descascarillado con, entonces, una gestion que es independiente de la gestion de los demas quemadores laterales del horno. La ventaja de utilizar quemadores especialmente dedicados al descascarillado es que se pueden prever quemadores dimensionados para desarrollar una potencia de calentamiento superior a la de los demas quemadores laterales, que solo sirven para calentar los productos siderurgicos que circulan en el horno. Por supuesto, se podra utilizar mas de un par de quemadores dedicados al descascarillado, especialmente en areas con fuerte concentracion de cascarilla.

Preferentemente, la gestion de los quemadores de descascarillado solo se activa cuando la acumulacion de cascarilla en la suela del horno induce una perturbacion considerada excesiva sobre la accion de los quemadores adyacentes a la zona Z.

Como se ha indicado anteriormente, la zona denominada “zona Z” podra ser otra zona del horno, en particular la zona de salida del horno donde los productos siderurgicos sufren siempre un choque termico y/o mecanico mas o menos importante.

Por otra parte, es interesante prever que la gestion de los quemadores de descascarillado GIk, DIk es en modo impulso, es decir todo o nada, y funcion de la demanda calonfica del par de quemadores afectado.

Se recuerda que la “demanda calonfica” corresponde a la relacion entre el tiempo de encendido de un quemador y el tiempo de ciclo, cuyo tiempo de ciclo corresponde a la duracion entre dos encendidos sucesivos de un mismo quemador, por ejemplo el primer quemador del par de quemadores afectado.

La gestion en funcion de la demanda calonfica permite tener en cuenta situaciones particulares, por ejemplo un nuevo arranque del horno para el que la demanda calonfica es muy elevada, o tambien en caso de acumulaciones de cascarilla que son variables debido al calentamiento de distintos productos siderurgicos.

Preferentemente, cuando la demanda calonfica supera un umbral predeterminado, la gestion de los quemadores de descascarillado impone un tiempo At de recuperacion durante el que el primer y el segundo quemador del par afectado estan encendidos.

A continuacion, se hace referencia a las figuras 7 a 11, que ilustran diversos modos de ejecucion de este procedimiento de gestion en modo impulso, con alternancia de los quemadores de descascarillado.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

En los diagramas de las figuras 7 a 11 se ha ilustrado un funcionamiento en todo o nada, conforme al modo impulso, con los quemadores bien encendidos, bien apagados, correspondiendo el encendido a una ordenada constante durante una duracion determinada y el apagado a una ordenada nula. Para el o los quemadores de la izquierda, la potencia de calentamiento lleva la referencia Qg, mientras que para el o los quemadores de la derecha, la potencia de calefaccion lleva la referencia Qd. El intervalo de tiempo maximo representado, limitado por una lmea vertical discontinua, corresponde a la duracion del tiempo de ciclo, es decir al intervalo de tiempo que separa dos encendidos sucesivos del o de los primeros quemadores, en este caso los quemadores de la izquierda.

En la presente descripcion, se entiende por “escasa demanda” una demanda calonfica (DC) inferior a un umbral predeterminado, por ejemplo del orden del 50 %. Por encima de este umbral predeterminado, se considerara que la demanda calonfica (DC) se denomina “fuerte”.

En la figura 7, la situacion es la de una escasa demanda calonfica (DC), de manera que los rectangulos sombreados correspondientes al encendido de los quemadores de la izquierda o de la derecha son de escasa longitud.

Preferentemente, la gestion se elegira de tal manera que el primer y el segundo quemador del par o de cada par corriente arriba afectado se enciendan exclusivamente en alternancia durante la totalidad del tiempo de ciclo. Se observa entonces un intervalo de tiempo de referencia Ati durante el que el primer y el segundo quemador de cada par estan apagados. El intervalo Ati, que es mas o menos largo, separa por lo tanto el apagado del o de los primeros quemadores encendidos del encendido del o de los segundos quemadores apagados. Se observa asimismo en la figura 7 que el apagado del o de los segundos quemadores encendidos del par o de cada par corriente arriba afectado coincide sensiblemente con el fin del tiempo de ciclo entre dos encendidos sucesivos del primer quemador (At2=0). Esto solo constituye un caso particular y se ha ilustrado en la figura 10 una variante en la que, aun teniendo un encendido exclusivamente en alternancia durante la totalidad del tiempo de ciclo, se observa un intervalo de tiempo de referencia At2 durante el que el primer y el segundo quemador del par o de cada par corriente arriba estan encendidos tras el apagado del segundo quemador encendido.

La alternancia exclusiva que se acaba de describir para el caso de un funcionamiento con escasa demanda calonfica aparece como la mas ventajosa segun las simulaciones efectuadas por la solicitante. Sin embargo, la invencion no se limita a este modo de gestion y se podra prever, como variante, un tiempo de recuperacion At durante el que el o los primeros y el o los segundos quemadores estan todos encendidos. Esta variante se ilustra en la figura 11. Es facil entender que esta variante es a priori ligeramente menos eficiente que la gestion segun la figura 7 o la figura 10, en la medida en que el tiempo de recuperacion At corresponde a una accion simetrica simultanea de las llamas de los dos quemadores, lo que “rompe” menos el amontonamiento de cascarilla, de manera que este tiempo de recuperacion At debera, en la practica, reducirse al mmimo.

La figura 8 corresponde a un modo de funcionamiento en caso de fuerte demanda calonfica (DC), por ejemplo superior al 50 %.

La longitud de cada rectangulo sombreado correspondiente a un penodo de encendido del o de los quemadores de la izquierda o de la derecha es entonces mas larga que anteriormente. En este caso, de conformidad con una caractenstica de la invencion, existe un tiempo At de recuperacion durante el que el primer y el segundo quemador del par o de cada par corriente arriba afectado estan ambos encendidos.

Las simulaciones efectuadas por la solicitante tienden a mostrar que los mejores resultados se obtienen efectivamente minimizando el referido intervalo de recuperacion At. Esta optimizacion corresponde al diagrama de la figura 8, para el que el apagado del segundo quemador encendido del par o de cada par corriente arriba afectado coincide sensiblemente con el fin del tiempo de ciclo. Esto corresponde a una hipotesis en la que el intervalo de tiempo At2 es nulo.

Naturalmente, se podra prever como variante un intervalo de tiempo At2 no nulo, es decir un intervalo de tiempo durante el que el primer y el segundo quemador del par o de cada par corriente arriba afectado estan apagados tras el apagado del segundo quemador encendido. Esta hipotesis se ilustra en la figura 9. Sin embargo, en este caso, cuanto mas importante sea la demanda calonfica, mayor sera el intervalo de recuperacion At, y se tendera entonces a perder cada vez mas las ventajas de la alternancia debido a una excesiva recuperacion.

Mas adelante, los diagramas de las figuras 7 y 8, correspondientes respectivamente a un funcionamiento con escasa y fuerte demanda calonfica (DC), ilustran una gestion que se considera optima en relacion con las simulaciones efectuadas por la solicitante.

Por lo tanto, se ha conseguido disenar un modo de gestion de los quemadores laterales inferiores asociados a una o varias zonas del horno con fuerte acumulacion de cascarilla en la suela de dicho horno que favorece el esparcimiento de la cascarilla en dicha suela, y ello en funcion de las necesidades, a la vez que se conserva la maxima flexibilidad para el funcionamiento del horno.

Ademas de las ventajas directas relativas a la disminucion de las perturbaciones inducidas por un amontonamiento excesivo de cascarilla en la suela del horno y a la mejora del escape de los humos, la invencion proporciona un notable aumento de las duraciones de campana entre dos descascarillados del horno de calentamiento, ya que la cascarilla tarda mas tiempo en alcanzar el nivel de llenado maximo admisible.

5

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de gestion de quemadores laterales de un horno de calentamiento siderurgico, comprendiendo el horno una pluralidad de quemadores laterales dispuestos para calentar productos siderurgicos que circulan de un extremo al otro de dicho horno, caracterizado porque la gestion afecta al primer y al segundo quemador que estan esencialmente enfrentados (Glk, DIk) a al menos un par de quemadores laterales inferiores, en referencia al nivel de circulacion de los productos siderurgicos en el horno, en una zona (Z) del horno correspondiente a una acumulacion de cascarilla que cae de dichos productos en la suela del horno, con la llama de dicho primer y segundo quemador dirigida hacia dicha acumulacion de cascarilla (C), y la gestion es tal que el primer y el segundo quemador (Glk, DIk) estan encendidos preferentemente de forma alternada, de manera que la alternancia de la accion mecanica ejercida por su llama favorece el esparcimiento de la cascarilla en la suela del horno, con dichos primer y segundo quemador dimensionados al efecto para desarrollar una potencia de calentamiento superior a la de los demas quemadores laterales, que solo sirven para calentar los productos siderurgicos que circulan en el horno.
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la gestion del primer y el segundo quemador (Glk, DIk) es independiente de la gestion de los demas quemadores laterales del horno y solo se activa cuando la acumulacion de cascarilla en la suela del horno induce una perturbacion considerada excesiva sobre la accion de los quemadores adyacentes a la zona (Z).
3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, caracterizado porque la zona (Z) es una zona de desplazamiento lateral entre largueros (21, 21') que soportan los productos siderurgicos.
4. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, caracterizado porque la zona (Z) es una zona de salida del horno.
5. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, caracterizado porque la gestion del primer y del segundo quemador (Glk, DIk) es en modo impulso y funcion de la demanda calonfica del par de quemadores afectado con, cuando dicha demanda supera un umbral predeterminado, un tiempo (At) de recuperacion durante el que el primer y el segundo quemador de dicho par estan ambos encendidos.
6. Procedimiento segun la reivindicacion 5, caracterizado porque cuando la demanda calonfica es inferior a dicho umbral predeterminado, el apagado del segundo quemador encendido (DIk) del par afectado coincide sensiblemente con el fin del tiempo de ciclo entre dos encendidos sucesivos del primer quemador (GIk), para minimizar el tiempo de recuperacion (At) durante el que el primer y el segundo quemador (GIk, DIk) estan ambos encendidos.
7. Procedimiento segun la reivindicacion 5 o la reivindicacion 6, caracterizado porque cuando la demanda calonfica es inferior a dicho umbral predeterminado, el primer y el segundo quemador (GIk, DIk) del par afectado estan encendidos exclusivamente de forma alternada durante la totalidad del tiempo de ciclo.
8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, caracterizado porque cuando la demanda calonfica es inferior a dicho umbral predeterminado, el primer y el segundo quemador (GIk, DIk) del par afectado estan apagados durante un tiempo (At-i) tras el apagado del primer quemador encendido (GIk) y antes del encendido del segundo quemador apagado (DIk).
9. Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado porque cuando la demanda calonfica es inferior a dicho umbral predeterminado, el primer y el segundo quemador (GIk, DIk) del par afectado estan apagados durante un tiempo (At2).
10. Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado porque, cuando la demanda calonfica es inferior a dicho umbral predeterminado, el apagado del segundo quemador encendido (DIk) del par afectado coincide sensiblemente con el fin del tiempo de ciclo entre dos encendidos sucesivos del primer quemador (GIk).
11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque el umbral predeterminado asociado a la demanda calonfica es del orden del 50 %.