Introducción
El horno de calentamiento de tipo empujador es un equipo fundamental en la industria del laminado de acero., Diseñado para calentar palanquillas de acero a la temperatura requerida antes de ingresar al laminador.. Esta guía proporciona una información detallada, Descripción general objetiva del horno de empuje basada en materiales de formación estándar., cubriendo sus principales sistemas, control operativo, y cálculos de parámetros clave. Si eres ingeniero, operador, o estudiante, este artículo le ayudará a comprender la estructura, función, y especificaciones técnicas de un horno de calentamiento de empujador.
1. Sistema de carga (Sistema de manipulación de materiales)
El sistema de carga se encarga de transportar las palanquillas de acero al frente del horno.. Consiste en:
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Rodillos de mesa de rodaje que transportan los billetes
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Un mecanismo de empuje que empuja las palanquillas hacia el horno
El sistema garantiza un suministro continuo y controlado de palanquillas frías al interior del horno., donde se calentarán a temperatura de rodadura.
2. Cuerpo del horno (Horno de calentamiento adecuado)
El cuerpo del horno incluye los siguientes componentes estructurales.:
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Fundación del horno – soporta todo el peso del horno
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Paredes del horno – hecho de materiales refractarios para contener el calor
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techo del horno – también con revestimiento refractario, a menudo arqueado o suspendido
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Trabajos de albañilería – la mampostería y el revestimiento refractario moldeable
Estos componentes forman el espacio cerrado donde se produce la combustión y la transferencia de calor., Proteger el entorno de las altas temperaturas y minimizar la pérdida de calor..
3. Sistema de enfriamiento
El sistema de refrigeración es esencial para proteger los componentes del horno del sobrecalentamiento.. incluye:
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Enfriamiento de tuberías de agua dentro del horno. – este es el principal requisito de refrigeración, ya que los tubos internos refrigerados por agua sostienen las palanquillas y deben soportar un calor intenso
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Refrigeración de las paredes frontales y traseras. – previene daños estructurales
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Refrigeración por ventilador – para equipos auxiliares
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Enfriamiento de la mesa de rodillos frontal (antes del empujador)
Entre estos, el sistema de enfriamiento de tubería de agua interna es el mas critico, ya que afecta directamente la vida operativa y la seguridad del horno.
4. Sistema de combustión
El sistema de combustión determina la capacidad de calentamiento del horno.. Sus componentes clave son:
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Quemadores (boquillas) – donde el combustible y el aire se mezclan y encienden
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Soplador de aire y tubería de aire – suministra aire de combustión
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Tubería de gas combustible – suministra combustible gaseoso a los quemadores
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Dispositivo de inversión (pagar) – utilizado en quemadores regenerativos o recuperativos
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ventilador de tiro inducido (ventilador de identificación) – ayuda a eliminar los gases de combustión
El rendimiento del sistema de combustión afecta directamente la velocidad de calentamiento del horno., uniformidad de temperatura, y eficiencia de combustible. Un sistema correctamente ajustado puede aumentar significativamente la productividad.
5. Sistema de escape (Sistema de gases de combustión)
El sistema de escape gestiona la eliminación de los gases de combustión del horno.. comprende:
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ventilador de tiro inducido (ventilador de identificación)
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Conductos de gases de combustión
La presión del horno se controla ajustando una compuerta o válvula frente al ventilador ID.. El control adecuado de la presión es crucial para evitar la infiltración de aire frío o la propagación de llamas., asegurando una combustión estable y ahorro de energía.
6. Sistema de control automático
Los hornos de empuje modernos están equipados con un sistema de control automático que normalmente incluye:
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Instrumentación primaria – sensores de temperatura, presión, fluir, etc..
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SOCIEDAD ANÓNIMA (Controlador lógico programable) – recibe señales de los instrumentos
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Actuadores y elementos finales de control. – regular las variables del proceso
El sistema se ajusta automáticamente temperatura, presión, y fluir para mantener condiciones óptimas de calefacción. Este control de circuito cerrado mejora la consistencia, reduce el consumo de combustible, y minimiza la intervención manual.
7. Estrategia de control de calefacción
El control adecuado del calentamiento es clave para la calidad del producto y la eficiencia del horno.. La estrategia de control se basa en el ritmo de producción del laminador.. Parámetros y directrices clave:
En producción normal
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Temperatura de la zona de calentamiento – establecer según los requisitos del proceso
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Temperatura de la zona de remojo – normalmente se pone a trabajar 50°C más bajo que la zona de calentamiento
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Temperatura de descarga – 1150–1250°C (temperatura de salida de la palanquilla)
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Temperatura de los gases de combustión – 90–170°C
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Relación aire-combustible – controlado en 0.8:1 (aire:combustible)
Durante la parada de producción (Tenencia)
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Temperatura del horno – mantenido en 1000–1100°C para evitar que se pegue (adhesión) entre palanquillas
Este rango de temperatura evita el “acero pegado”, una condición en la que los tochos sobrecalentados se fusionan entre sí., causando obstrucciones y daños en la línea de empuje.
8. Cálculo de parámetros del horno de empuje
El diseño y funcionamiento adecuados requieren varios cálculos clave. A continuación se muestran las fórmulas y valores empíricos basados en prácticas estándar..
8.1 Ancho interno del horno
B=L+2CB = L + 2do
Dónde:
- CAMA Y DESAYUNO = Ancho interno del horno (metros)
- LL = Longitud del tocho de acero (metros)
- CC = Espacio entre el tocho y la pared del horno (típicamente 0.15–0,30 metros)
Esto garantiza que el tocho pueda moverse libremente sin un espacio lateral excesivo que desperdiciaría combustible..
8.2 Longitud del horno
La longitud del horno está determinada principalmente por la temperatura deseada. tasa de producción. Se expresa a través de la relación de empuje:
Relación de empuje = longitud de empuje (longitud del horno)Espesor mínimo de palanquilla (altura)\texto{Relación de empuje} = frac{\texto{Longitud de empuje (longitud del horno)}}{\texto{Espesor mínimo de palanquilla (altura)}}
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Buenas condiciones (bien lubricado, palanquillas rectas): relación de empuje = 250–300
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Malas condiciones (extremos de palanquilla rugosos, desalineación): relación de empuje = 200–250
Una relación de empuje más alta permite un horno más largo para la misma altura de palanquilla, aumentando la capacidad pero también empujando la fuerza.
8.3 Cálculo de la fuerza de empuje del empujador
P=Q×FP = Q veces F
Dónde:
- PÁGINAS = fuerza de empuje (toneladas o kN)
- QQ = Peso del acero que se empuja (montones)
- FF = Coeficiente de fricción (típicamente 0.5–0,6)
Esta fuerza debe superar la fricción entre los tochos y los patines de agua., así como entre los propios tochos.
8.4 Velocidad del empujador
La velocidad del empujador se selecciona según la altura de la sección transversal del tocho:
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Para palanquillas pequeñas (30–60 mm de altura): 0.05 – 0.08 EM
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Para palanquillas grandes (100–300 mm de altura): 0.10 – 0.12 EM
Las velocidades más lentas reducen el impacto y el desgaste., mientras que las velocidades más altas aumentan la productividad. La velocidad debe coincidir con el ritmo de entrada del laminador..
Tabla resumen de parámetros clave
| Parámetro | Valor / Rango |
|---|---|
| Temperatura de descarga | 1150 – 1250 °C |
| Temperatura de los gases de combustión | 90 – 170 °C |
| Desplazamiento de la zona de remojo | ~50 °C por debajo de la zona de calentamiento |
| Relación aire-combustible | 0.8 : 1 |
| Temperatura de mantenimiento (paro) | 1000 – 1100 °C |
| Espacio libre lateral del horno (do) | 0.15 – 0.30 metro |
| Relación de empuje (buenas condiciones) | 250 – 300 |
| Relación de empuje (malas condiciones) | 200 – 250 |
| Coeficiente de fricción (F) | 0.5 – 0.6 |
| Velocidad del empujador (pequeños billetes, 30–60 milímetros) | 0.05 – 0.08 EM |
| Velocidad del empujador (palanquillas grandes, 100–300 milímetros) | 0.10 – 0.12 EM |
Conclusión
El horno de calentamiento de tipo empujador es una tecnología robusta y ampliamente utilizada en aplicaciones de recalentamiento de acero.. Su rendimiento depende de la adecuada integración de múltiples sistemas.: cargando, cuerpo del horno, enfriamiento, combustión, escape, y control automático. Comprender las reglas de control de calefacción y los cálculos de parámetros básicos, como el ancho del horno., longitud, fuerza de empuje, y velocidad del empujador: permite a los ingenieros diseñar, funcionar, y solucionar problemas de estos hornos de manera efectiva.
Siguiendo las pautas de temperatura (1150–Descarga de 1250°C, 1000–1100°C durante las paradas) y mantener la relación aire-combustible correcta (0.8:1), Los operadores pueden lograr altas tasas de producción y al mismo tiempo evitar problemas comunes como la adherencia de las palanquillas y el consumo excesivo de combustible..
Para más capacitación o manuales operativos, Consulte siempre la documentación específica del fabricante de su horno y las condiciones específicas del sitio..