Método para el control y el mando de un horno para el quemado de material aglomerado,

incluye las etapas de: a) proporcionar un horno que tiene al menos dos secciones que terminan con una descarga respectiva; b) recoger una unidad de volumen fijada previamente de material quemado de cada una de las descargas; c) pesar esta unidad de volumen fijada previamente de material quemado; d) enviar una señal eléctrica o electromagnética a una unidad de control y mando (CCU) indicando el valor de pesada para la unidad de volumen; y e) comparar el valor de pesada para la unidad de volumen fijada previamente con un valor de peso preestablecido para esta unidad de volumen fijada previamente

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método para el control y mando de un horno para el quemado de material aglomerado. En particular, la invención trata de un método de control y mando de un horno para el quemado y la sinterización de material aglomerado, tal como caliza, dolomita y similares, que permite un control profundo de la cantidad y calidad del material quemado.

Estado de la técnica

Los hornos de cal siempre necesitan sistemas de control cada vez mejores para monitorizar la cantidad de producción y además la calidad de los productos para producir cal con características de pureza y/o reactividad adecuada para satisfacer las diferentes necesidades de las industrias de la cal, el papel, el acero, los productos químicos, los minerales, el azúcar, la bauxita, agrícolas y de la construcción.

La producción de cal se deriva del proceso de quemado muy conocido (calcinación) de caliza natural CaCO3 para obtener cal CaO gracias a la reacción:

CaCO3 + calor -> CaO + CO2

habitualmente realizada en hornos de cuba con sección circular, semicircular, elíptica, cuadrada o rectangular, un horno de doble cuba, horno regenerativo u horno anular.

En particular, la caliza, dolomita o materiales aglomerados similares se cargan desde la parte superior de un horno que se extiende a lo largo de un eje longitudinal casi vertical. El material pasa desde la parte superior hasta la parte inferior a través de una zona de precalentamiento, una zona de calcinación incluida entre dos o tres niveles de quemadores, una zona de poscalcinación, una zona de enfriamiento y una zona de descarga del material calcinado.

Por tanto, la cantidad y calidad de la cal que se obtiene proviene de diferentes etapas de tratamiento a las que se somete el material aglomerado en las diferentes zonas dentro del horno. Por tanto, es importante revisar las condiciones de funcionamiento del horno de la mejor manera posible para poder hacerse funcionar de manera eficaz en caso de anomalías en el proceso de producción y proporcionar una cantidad y cualidad constantes del producto final.

En la actualidad, no existe un método para controlar de manera sustancialmente automática ni la cantidad del producto final obtenida ni la calidad del material.

Sumario de la invención

Por tanto, el problema en el fundamento de esta invención es en general el de proporcionar un método de control y mando de un horno para el quemado de materiales aglomerados que permite comprobar la cantidad y la calidad del producto final.

Este problema se resuelve mediante un método automático de control y mando del producto de quemado de un horno para el quemado de materiales aglomerados tal como se describe en la reivindicación principal adjunta.

Un primer objeto de la invención es el de proporcionar un método de control y mando de un horno para el quemado de material aglomerado.

Un segundo objeto de la invención es un horno para el quemado de material aglomerado que permite comprobar la producción de los materiales para los campos mencionados anteriormente.

Breve descripción de los dibujos

Resultarán más evidentes ventajas y características adicionales de esta invención con la siguiente descripción detallada de la invención, proporcionada como un ejemplo no limitativo, en referencia a las siguientes figuras, en las que:

- la figura 1 representa una vista esquemática de un horno para el quemado de material aglomerado;

- la figura 2 representa un detalle del horno en la figura 1 referente a la zona de descarga;

- la figura 3 representa un diagrama de bloques del control de funcionamiento del horno en la figura 1.

Descripción detallada de la invención

La idea básica de esta invención es diseñar un método que permita controlar de una manera fácil, constante y automática la cantidad y/o calidad del producto final obtenido del quemado de los materiales aglomerados.

De hecho, se ha observado que la cantidad del producto quemado puede cambiar mucho en un periodo de tiempo específico en relación con las diferentes condiciones del horno, tales como la carga del material que va a quemarse, el tiempo de residencia en las diferentes zonas de tratamiento, la eficacia de la reacción de combustión y otras más. Además, la calidad del producto final también puede variar de manera considerable según el grado de quemado de las materias primas.

En particular, se ha observado que el material puede exponerse a un tratamiento térmico no uniforme a lo largo de toda la trayectoria en el horno, de modo que los productos finales pueden obtenerse con cantidades variables de los componentes. Por ejemplo, durante el proceso de quemado de materiales de caliza o dolomita para la producción de cal, algunas zonas del horno pueden verse influidas por los vientos que enfrían la pared externa del horno. En este caso, en esta zona específica la temperatura de combustión puede disminuir, incluso mucho, en comparación con la zona opuesta no influida por los vientos. Como consecuencia de esto, la cal debía haberse sometido a un proceso de calcinación inferior en la zona influida por el viento en comparación con la otra. En otras palabras, en la zona influida por los vientos, el material de cal habrá perdido menos componentes en comparación con la que está protegida. Es obvio que la cal que proviene de la zona del horno influida por los vientos tendrá un mayor peso en comparación con la zona opuesta porque la cal contendrá una mayor cantidad de componentes residuales (específicamente, una mayor cantidad de CaCO3).

Basándose en esta observación, se ha diseñado un método de control y mando de un horno para el quemado de materiales aglomerados que permiten monitorizar la cantidad y la calidad de este material de quemado.

El método de control y mando del horno para el quemado de materiales aglomerados según esta invención que comprende las etapas de:

a) proporcionar un horno que tiene al menos dos secciones que terminan con una descarga respectiva;

b) recoger una unidad de volumen fijada previamente de material quemado de cada una de las descargas;

c) pesar esta unidad de volumen fijada previamente de material quemado;

d) enviar una señal eléctrica o electromagnética a una unidad de control y mando (CCU, del inglés control and command unit) indicando el valor de pesada para la unidad de volumen; y

e) comparar el valor de pesada para la unidad de volumen fijada previamente con un valor de peso preestablecido para esta unidad de volumen fijada previamente.

En general, si el valor de la etapa c) fuera superior al valor fijado previamente para la comparación, se realizará una monitorización visual y/o una intervención para mantenimiento, corrección directamente en la regulación del horno. La intervención visual permite controlar, especialmente en las zonas de quemado, si hay anomalías estructurales evidentes. En consecuencia, es posible actuar en la parte exacta del horno en la que se ha observado la anomalía y realizar el mantenimiento y/o correcciones necesarios.

En particular, puede realizarse la etapa b) para recoger el volumen fijado previamente de material quemado, por ejemplo a través de medios volumétricos tales como por ejemplo una tabla volumétrica, muy conocida en el campo, que se describirá a continuación en el presente documento.

La etapa c) de pesada puede realizarse a través de medios de pesada tales como balanzas, muy conocidas también en el campo.

La etapa de enviar una señal eléctrica o electromagnética se lleva a cabo enviando, de manera constante y automática, dichas señales a la unidad de control y mando y posteriormente en el presente documento elaborarse en valores numéricos indicativos del peso del producto quemado recogido por los medios de recogida.

La etapa d) también puede realizarse así por una unidad de control y mando tal como un procesador electrónico, cuya descripción detallada vendrá a continuación, que compara los valores numéricos tomados de las señales que provienen de los medios de pesada con valores numéricos fijados previamente dependiendo de las necesidades o los requisitos. La comparación permite indicar además de la cantidad de producto exacta y real descargada por el horno también las variaciones, más o menos importantes, que... [Seguir leyendo]

1. Método para el control y el mando de un horno para el quemado de material aglomerado, incluye las etapas de: a) proporcionar un horno que tiene al menos dos secciones que terminan con una descarga respectiva; b) recoger una unidad de volumen fijada previamente de material quemado de cada una de las descargas; c) pesar esta unidad de volumen fijada previamente de material quemado; d) enviar una señal eléctrica o electromagnética a una unidad de control y mando (CCU) indicando el valor de

pesada para la unidad de volumen; y e) comparar el valor de pesada para la unidad de volumen fijada previamente con un valor de peso preestablecido para esta unidad de volumen fijada previamente.

2. Método según la reivindicación 1, en el que si el valor detectado en la etapa c) es superior al valor fijado previamente se realiza o bien una intervención visual para monitorizar el horno y/o bien un mantenimiento del horno.

3. Método según las reivindicaciones 1 ó 2, que incluye también una etapa, en la que dicha unidad de control y mando envía señales eléctricas o electromagnéticas a los medios de distribución de combustible y/o distribución de comburente para regular el quemado de estos materiales después de la etapa e) de comparación.

4. Método según la reivindicación 3, en el que esta etapa se realiza enviando señales a medios de regulación del combustible y comburente, tales como las válvulas de dichos medios de distribución de combustible y/o comburente.

5. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 anteriores, en el que la etapa b) se realiza a través de medios de recogida volumétricos tales como tablas volumétricas.

6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 anteriores, en el que la etapa c) se realiza a través de una balanza.

7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 anteriores, en el que la unidad de control y mando (CCU) comprende un procesador electrónico que recibe dichas señales de medios (3) de pesada y los convierte en valores numéricos, representativos del peso del material quemado para compararlos con valores numéricos preestablecidos.

8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 anteriores, realizándose este método independientemente en una o más partes de la zona de descarga del material quemado.

9. Horno (1) para el quemado de los materiales aglomerados, que comprende: -al menos dos secciones que terminan con una descarga respectiva; comprendiendo dicho horno para cada descarga: -medios (2) para la recogida de un volumen fijado preestablecido del material aglomerado después de la calcinación

de cada una de las descargas; -medios (3) para la pesada del material recogido por estos dichos medios de recogida; -medios para la comparación del valor de pesada para la unidad de volumen fijada previamente con valor de peso

preestablecido para esta unidad de volumen fijada previamente.

10. Horno (1) según la reivindicación 9, en el que una unidad de control y mando (CCU) está conectada a estos medios (3) de pesada para recibir señales eléctricas y electromagnéticas que representan valores numéricos referidos al peso del material recogido por los medios de recogida y compararlos con valores numéricos preestablecidos indicativos del peso de estos materiales.

11. Horno (1) según la reivindicación 10, en el que esta unidad de control y mando (CCU) también está conectada a los medios (61) de combustión para enviar señales de mando para regular la distribución de combustible y comburente dentro del horno.

12. Horno (1) según la reivindicación 11, en el que dichos medios (61) de combustión están representados por haces de quemadores que comprenden lanzas para la distribución del combustible y contenidos en cajas para cada lanza o grupos de lanzas para la distribución de comburente.

13. Horno (1) según la reivindicación 12, en el que esta unidad de control y mando (CCU) envía señales a estos medios para la regulación de combustible y/o comburente de dichos medios (61) de combustión.

5 14. Horno (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, que comprende desde la parte superior hasta la parte inferior a lo largo de un eje casi vertical una zona (4) de carga, una zona (5) de precalentamiento, al menos dos zonas (6) de combustión, una poscalcinación (7), una zona (8) de enfriamiento, una zona (9) de descarga.

15. Horno (1) según la reivindicación 14, en el que la zona (4) de carga incluye una abertura (41) de carga equipada con un tapón (42) cónico de apertura/cierre para el paso y la distribución del material aglomerado en uno o más tubos (5) bifurcados que distribuyen este material uniformemente a toda la sección transversal del horno.

16. Horno (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15, en el que la zona (9) de descarga incluye una o

más tolvas (10) de descarga acopladas a estos medios (2) de recogida. 15

17. Horno (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 16, en el que estos medios (2) de recogida incluyen una tabla (21) de descarga volumétrica.

18. Horno (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17, en el que estos medios (3) de pesada incluyen

20 balanzas (31) ubicadas en correspondencia con los medios (2) de recogida para recibir el material quemado que cae.

19. Horno (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 18, en el que el horno es un horno de doble cuba, horno regenerativo u horno anular de sección circular, semicircular, elíptica, cuadrada o rectangular.