horno cerámico

8/20/2019 Horno Cerámico

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1. HORNOS

La cocción puede considerarse la fase más delicada de todo el proceso de fabricación yaque un gran número de defectos cerámicos se manifiestan despus de esta etapa

Los !ornos industriales son los equipos o dispositi"os utili#ados en la industria$ en losque se calientan los materiales y las pie#as o elementos colocados en su interior porencima de la temperatura ambiente. %l ob&eto de este calentamiento puede ser muy"ariado$ por e&emplo'

( )lcan#ar la temperatura necesaria para que se produ#can las reaccionesqu*micas necesarias para la obtención de un determinado producto.( +ambios de estado ,-usión de los metales y "apori#ación.( )blandar para una operación de conformado posterior.( /ratar trmicamente para impartir determinadas propiedades.( Recubrir las pie#as con otros elementos

Los !ornos cerámicos se clasifican según( -orma de +alentamiento'

o %lctricoso +ombustión ,sólido$ l*quido y gas

( /ipo de procesoo +ontinuoso 0ntermitentes

( isposiciones del material con respecto a los productos de combustióno Llama libreo 2uflado

1.1 Hornos de -ritas

La fabricación de fritas utili#a !ornos de fusión de menos de 34 toneladas 5d*a decapacidad de producción. %ste proceso puede desarrollarse en continuo ,!ornoscontinuos con enfriamiento por agua o por aire o en discontinuo ,!ornos rotatorios con

enfriamiento por agua.

La industria de fritas cerámicas utili#a principalmente !ornos de fusión continuos y enraras ocasiones discontinuos. La elección del tipo de !orno depende de la escala de

producción y de la formulación del producto.

La producción permanece constante debido a la continua alimentación de las materias primas en la entrada del !orno. %l material fundido puede ser puesto en contactodirectamente con un ba6o de agua$ o puede ser enfriado entre rodillos enfriadores para

producir un producto fritado.


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Los !ornos de fritado utili#an gas natural$ y las temperaturas comunes en los !ornososcilan entre los 13748+ y los 17748+.

1.9 Hornos de cocción de baldosas

La mayor*a de las baldosas cerámicas se cuecen en la actualidad en !ornos continuos derodillos. %stos !ornos están constituidos por una cámara con uno o dos planos derodillos de material refractario por el que circulan las pie#as desde un e:tremo al otro.La longitud del !orno es "ariable y depende de la capacidad producti"a de ste$ aunquesuelen medir alrededor de 144 metros.

La temperatura de cocción y la duración del ciclo son muy "ariables y dependen del tipode soporte$ de la composición$ del formato de las baldosas$ de la producción del !orno$del tipo de esmalte$ etc.

%n general puede decirse que la temperatura má:ima de cocción se sitúa entre 1.144 y1.944 8+$ y la duración del ciclo de cocción entre ;4 y


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Los gases calientes resultantes de la operación de cocción se emiten a la atmósfera pordos focos emisores. Los !umos procedentes de la #ona de precalentamiento y cocción$se emiten al e:terior por una c!imenea que se encuentra a la entrada del !orno y los delas #onas de enfriamiento$ por una c!imenea que se encuentra a la salida del !orno. %n

algunos casos e:isten dos c!imeneas de enfriamiento.

%n general$ se aconse&a que el contenido en o:*geno m*nimo en la atmósfera del !ornono sea inferior al = ?$ pues un contenido menor dificultar*a la completa o:idación de lamateria orgánica y podr*a dar lugar a defectos. No obstante$ y en función del producto

procesado$ es posible operar con un contenido en o:*geno m*nimo inferior. La reduccióndel contenido en o:*geno se logra disminuyendo la cantidad de aire comburente en losquemadores$ es decir$ reduciendo el e:ceso de aire en la combustión.%sto conlle"a un a!orro energtico$ pues los quemadores deben calentar menos "olumende aire.

%l calor necesario para reali#ar la cocción de las pie#as es aportado por quemadoresrepartidos a lo largo de las paredes laterales del !orno. %stos quemadores suelen serquemadores de alta "elocidad$ de me#cla en cabe#a$ y funcionan con gas natural comocombustible y aire como comburente. isponen de un sistema de regulación de lacantidad de aire y gas que llega al quemador$ que permite alcan#ar la temperatura deconsigna en cada caso.

)l tratarse de !ornos no muflados$ el contacto de los gases de combustión con el producto es directo$ lo cual me&ora la transmisión de calor por con"ección. %sto !aceque se redu#ca el consumo energtico$ disminuya la duración del ciclo de cocción y

aumente la fle:ibilidad de los !ornos en relación a los utili#ados anteriormente en lafabricación de baldosas cerámicas.


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La producción apro:imada de un !orno de tama6o medio es de ;.444 @g5! ,unos 7.444m95d*a. %l consumo espec*fico medio de la operación en un !orno de rodillos es deunos


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Esquema de un horno continuo.

2.2 Enfriamiento de la frita cerámica.

%n el enfriamiento por agua$ la masa fundida "a a parar a un rebosadero$ cayendo enforma de cortina en un depósito con agua a temperatura ambiente$ donde solidificarompindose en peque6os tro#os. %ste fraccionamiento de la masa sólida facilitará su

posterior molienda.

Esquema del dispositivo de enfriamiento por agua.

%:iste el enfriamiento por aire la frita fundida se !ace pasar a tra"s de dos rodilloslaminadores refrigerados en su interior por agua que laminan la pasta "*trea dando lugara un producto delgado que cae sobre un quebrantador("ibrador$ que las reduce a

peque6as escamas. Ina "enta&a de este tipo de enfriamiento respecto al anterior$ es queno es necesaria la etapa posterior del secado de la frita.

2.2INSTALACIÓN PLANTA O2 LIQU PARA PROCESO FRITAO

Los !ornos de fusión de fritado de fritas muc!os !an sido sustituidos por una nue"atecnolog*a llamada o:icombustión . %sto consiste en el uso de o:*geno comocombustible en "e# de aire.

%n el interior de los !ornos se reali#a una me#cla mediante la aportación de calorobtenido a partir de la combustion del gas natural con un carburante$ aire u o:*geno$ seconsigue la fusión de distintas materias primas que forman una me#cla formando unsolo producto final.


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Los !ornos generan !umos o gases de escape de la combustion. La legislacion "igenteobliga a que estos gases presenten una cantidad minima noci"a para la salud !umana yel medio ambiente por cada unidad de "olumen e:pulsada a la atmósfera.

La medida tomada para reducir el ni"el de las sustancias contaminantes es !acer pasar

los gases por un filtro llamado mangas. %l filtro de mangas presenta la limitación de quela temperatura a la que atra"iesen los !umos no debe ser demasiado alta porque sinogenerar*a una degradación de estos. Cara obtener un descenso de la temperatura de los!umos son empleados intercambiadores de calor con dos ramas separadas ,fr*a ycaliente $ los gases de escape atra"iesan de intercambiadores de tipo superficie de modoque la rama caliente la compone el gas de escape del !orno y la rama fria por aire. Losintercambiadores mantienen las corrientes separadas de este modo !ace que no seanecesario utili#ar un tratamiento medioambiental debido a que el aire se mantienelimpio de impure#as y una "e# calentado será empleado para aportar calor al ciclo.

%n todo proceso de combustión se requiere o:*geno. )l aumentar la concentración de

o:*geno del aire de combustión a tra"s de la adición de o:*geno puro$ los "alores detemperatura de la llama suben$ las tasas de transferencia de calor me&oran y elrendimiento de combustión total aumenta. 0ncluso un peque6o aumento de laconcentración de o:*geno puede tener un gran impacto sobre el control de la #ona decombustión y las operaciones de procesos$ especialmente cuando se empleancombustibles de ba&o poder calor*fico.

+on las tecnolog*as de o:*geno en "e# de 94$A?(91? de o:*geno tendremos un a!oraentre un


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diferentes formas de suministro a tra"s de botellas$ generación de gases in situ$sistemas de suministro a granel o plantas criognicas de separación de aire.

%l proceso adoptado para producir o:*geno y nitrógeno se denomina licuefacción ydestilación fraccionada del aire dentro de la unidad de separación de aire.

%l aire se e:pande y se licua en este proceso por la e:pansión y enfriamiento en unamáquina de e:pansión y en "ál"ulas de e:pansión de presión media ,;4 Jg5cm9 a 74Jg5cm9. %l aire e:pandido y enfriado de la máquina de e:pansión y "ál"ulas dee:pansión entra en la parte inferior de la columna de destilación. %l aire en su mayor

parte ya está en estado l*quido.

%l o:*geno y nitrógeno tienen diferentes puntos de ebullición. Cuesto que el nitrógenoes más "olátil se saca de la columna de destilación en forma de "apor$ y el o:*geno$ quees menos "olátil$ será recogido en el condensador. %l o:*geno l*quido es bombeado a174@gs5cm9 para rellenar cilindros.

%l aire de la atmósfera libre es aspirado por un compresor de aire de múltiples etapas atra"s de un filtro y se comprime a la presión de traba&o. espus de cada etapa$ se

proporcionan refrigeradores intermedios y separadores de agua. %l aire comprimido pasa a tra"s del pre(enfriador y luego a la bater*a del tami# molecular donde la!umedad y el dió:ido de carbono se retiran del aire de proceso. ) continuación$ pasa atra"s del primer intercambiador donde se enfr*a con nitrógeno residual y el o:*geno

producido.

Ina parte de este aire fr*o fluye entonces a tra"s de una máquina de e:pansión y el

resto a tra"s del segundo intercambiador de calor la relación de las corrientes de aire escontrolado por una "ál"ula de e:pansión$ R1. )mbas corrientes de aire luego se unen enla columna inferior$ donde se licua parcialmente.

%l aire l*quido a continuación$ pasa a tra"s de la "ál"ula de e:pansión R9 a la columnasuperior que está a una presión más ba&a que la columna inferior. el mismo modo elnitrógeno l*quido ,l*quido pobre se despla#a desde la columna inferior de la columnasuperior a tra"s de una "ál"ula de e:pansión R3 donde se produce la separación deo:*geno y nitrógeno.

%l nitrógeno al ser más "olátil pasa en forma de gas desde la parte superior de la

columna y este nitrógeno residual fluye a tra"s de ambos intercambiadores de calor deenfriamiento en el aire que entra. el mismo modo$ el o:*geno producido$ tambin pasaa tra"s de los dos intercambiadores de calor para enfriar el aire que entra y luego alcolector de llenado a tra"s de una bomba de l*quido. Si una peque6a cantidad de aire se"entila !acia fuera de la columna superior$ puede obtenerse una mayor pure#a denitrógeno a partir de esta planta.


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3. ESTUDIO ECONÓMICO

Exclusivo Diseño de Plantas de Oxígeno

Las plantas de O:*geno tienen las siguientes maquinarias y equipos'

Co!"eso" de ai"e

%l aire es comprimido en el compresor a ;4 ( 74 @g5cm9$ dependiendo de la condiciónde la planta y los requisitos. %l compresor de aire se debe mantener correctamente segúnel manual del fabricante para obtener el má:imo rendimiento y eficiencia.

#o$as de agua% to""e de en&"iaiento ' a$landado"es de agua


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%stos equipos se suministran según las instrucciones del fabricante del compresor$ paramantenerlo en buen estado para lograr m*nimas paradas y una operación del compresorsin problemas de funcionamiento. /orres de enfriamiento que son dispositi"os desustracción de calor utili#ados para e:traer el calor residual a la atmósfera. Losablandadores de agua son equipos utili#ados para la disminución de la concentración decalcio$ magnesio$ y ciertos otros cationes metálicos en el agua dura.

Post en&"iado"es !a"a Plantas de Oxígeno

%stos son tanques cil*ndricos equipados con serpentines de aire. %l aire que sale delcompresor enfr*a por circulación de agua.

Coole"s Cascade !a"a Plantas de Oxígeno

%ste tanque es el*ptico$ equipado con serpentines de aire. %stas bobinas están mediosumergidas en agua$ !ay un burbu&eo de nitrógeno seco a tra"s de este agua paracon"ertirse en gas !úmedo. +omo el agua se e"apora el agua se enfr*a. e esta manerael aire dentro de la tuber*a se enfr*a.

Se!a"ado"es de (uedad en las !lantas de gas de oxígeno


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Se suministran dos separadores de !umedad$ uno despus del post enfriador$ otrodespus del tanque de enfriamiento. La !umedad se condensa y el agua se separa ydrena periódicamente.

Tan)ue ' unidad de en&"iaiento

%ste tanque de refrigeración es cil*ndrico con serpent*n de aire y serpentines derefrigeración. %l agua se enfr*a por la unidad de refrigeración y serpentines derefrigeración. %n esta unidad de aire se enfr*a aún más.

*dso"$edo" de aceite !a"a Plantas de Oxígeno

%l absorbedor de aceite está lleno de bolas de alúmina acti"ada. )qu* son eliminados los"apores de aceite arrastrados del compresor. %s deseable drenar la !umedad de la parteinferior de la unidad de adsorción de aceite a inter"alos regulares y tambin cambiar laalúmina despus de un per*odo especificado

Secado"es tai+ olecula"

%stos tanques secadores gemelos están llenos de tamices moleculares. ) medida que el

aire pasa a tra"s del proceso de tamices moleculares$ los tamices moleculares adsorben"apor de agua y dió:ido de carbono ,+O9 del aire y !acen que el aire salga seco.espus de 14 !oras$ los tamices moleculares se saturarán y tendrán que serregenerados por soplado de aire caliente o nitrógeno. +uando el gas caliente se sopla atra"s de los tamices moleculares saturados$ el +O9 y el "apor de agua se descargan y elsecador está listo para ser usado de nue"o.

,ilt"o de !olvo

%l aire seco se filtra en esta unidad con un material especial y e"ita que las part*culas de pol"o entren en la unidad de separación de aire.

Descongelado" Calentado"


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) pesar de la purificación y filtración de aire$ queda algo de "apor de agua y +O9 quelogra pasar de los secadores de tami# molecular y entra en la unidad de separación deaire y se deposita en los tubos de intercambiadores de calor$ "ál"ulas y en los filtros dela bomba de O:*geno l*quido. Cara eliminar este depósito$ se lle"a a cabo ladescongelación de la planta . Cara esto se pasa aire seco$ calentado en este

descongelador(calentador$ dentro de la unidad de separación$ y de esta manera losdepósitos se funden y se eliminan.

Unidad de se!a"aci-n de ai"e

%l proceso adoptado para producir o:*geno y nitrógeno se denomina licuefacción ydestilación fraccionada del aire dentro de la unidad de separación de aire.

%l aire se e:pande y se licua en este proceso por la e:pansión y enfriamiento en unamáquina de e:pansión y "ál"ulas de e:pansión de presión media. ,;4 @g5cm9 a 74@g5cm9. %l aire e:pandido y enfriado de la máquina de e:pansión y "ál"ulas de

e:pansión entrará en la parte inferior de la columna de destilación. %l aire en su mayor parte está en estado l*quido.

%l o:*geno y nitrógeno tienen diferentes puntos de ebullición. Cuesto que el nitrógenoes más "olátil se saca de la columna de destilación en forma de "apor y el o:*geno quees menos "olátil será recogido en el condensador. %l o:*geno l*quido es bombeado a 174@g5cm9 para el llenado de cilindros

M)uina de ex!ansi-n

Se trata de una máquina de pistón de tipo oscilante "ertical de simple efecto. %sta produce el fr*o necesario para la operación de la planta.

%l aire a alta presión entra a tra"s de la "ál"ula de entrada en el inicio de la carreradescendente del pistón y se e:pande.


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urante la carrera !acia arriba la "ál"ula de salida se abre y el aire e:pandido esempu&ado !acia afuera.

%l motor elctrico se utili#a para arrancar el motor inicialmente$ a partir de entonces elmotor es mo"ido por la presión de aire en s* y el aire se enfr*a. %ste enfriamiento es

mayor que en las "ál"ulas de e:pansión.

La temperatura desciende en este motor en 74 K+ a


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Las capacidades "an desde 94 lts5! !asta =44 lts5!$ pure#a AA a AA$?$ ,gas nitrógenodisponible como subproducto

Plantas de Oxígeno ' Nit"-geno 0í)uido

+apacidades de o:*geno que "an desde 94 lts5! !asta =44 lts5!$ pure#a AA a AA$? ,gasnitrógeno disponible como subproducto. )l mismo tiempo$ la producción de nitrógenol*quido AA a AA$? de pure#a.

P"oceso )ue se utili+a en las !lantas de oxígeno1 C"iogenia de 2ltia tecnología

%l proceso utili#ado es criognico que implica una profunda refrigeración 5 enfriamientodel aire por deba&o de cero grados cent*grados$ !asta (1A4 8+ al estado l*quido y luegouna separación de aire en o:*geno l*quido y nitrógeno l*quido. %l ciclo del proceso es elciclo de ba&a presión y ba&o consumo de energ*a$ y se !a demostrado que es la me&ortecnolog*a en todo el mundo.

Mate"ia !"ia !a"a las !lantas de oxígeno

La materia prima utili#ada es el aire atmosfrico libre.

Consuo de ene"gía de las !lantas de gas de oxígeno

%l consumo de energ*a es muy ba&o debido a la ba&a presión y alta producción deo:*geno 5 nitrógeno.

Planta de Oxígeno /as OP/

• +apacidad' 94 m35! !asta =44 m35!.

• 2odelo' OCG(94 a OCG(=44.

• Cure#a' AA$?.

• Cresión' 174 bar a 974 bar ,opcional.

Planta de Oxígeno OP0

• +apacidad' 94 m35! !asta =44 m35!

• 2odelo' OCL(94 a OCL(=44.

• Cure#a' AA$?.

• Cresión' 4$ Jg5cm9.


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tabla costes planta de oxigeno

CUADRO ECONOMICO

CARBUROSMETALICOS

CAPACIDAD PLANTA 2 TM!DIA

CAUDAL "#$ N%$!&

CONSUMO ELECTRICO ESPECIFICO(según fabricante y con garantia)

0!"# $%&' N#

Precio $%&' 00* +$%&'

COSTE ELECTRICO ESPECIFICO '$(2) +N#

CUOT, FI-, MENSU,L .*&000 +Mes

COSTE FI-O ESPECIFICO ')2#( +N#

COSTES*+I,O - ELECTRICO.

'/01 !N%$

COSTE ,IRE COMPRIMI/O 0 +N#

,LUILERES T,NUES 0 +Mes

COSTE ESPECIFICO ,LUILER

T,NUES000000 +N#

TOTAL COSTES PLANTA '/01 !N%$

COSTE O1I2ENO LIUI/O(bac3 45 o e6cesos cons4o)

7*8" +T

0.0"0# +N#

COSTE O1I2ENO LIUI/O(5or a9erias :e 5;anta)

'$(2) +N#

COSTE /ESC,R2, #0 +

00080. +N#

TOTAL COSTE O3I4ENO LI5UIDO '1/" !N%$

horno cerámico

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