Operation indicators of the Rotating-Hearth furnace in restrictive manufacturing conditions

Indicadores de funcionamiento del horno rotativo en condiciones de fabricación restrictivas

Se analizó el funcionamiento de calentamiento del horno de solera giratoria con productos de acero semiacabados y se determinó el consumo específico de calor en función de la productividad del horno. El objetivo era averiguar cómo un cambio en la productividad, que no va acompañado de una modificación del régimen térmico, puede afectar a la calidad del calentamiento y a la oxidación superficial de los productos.

INTRODUCCIÓN

Para la fabricación de tubos de acero sin soldadura mediante forja en un tren de laminación se utiliza una carga de sección circular o poligonal, previamente calentada en un horno de combustión rotativo. El horno se asemeja a un túnel circular cerrado que consta de un fondo en forma de anillo, paredes laterales (exteriores e interiores) y un techo. La carga y la descarga se realizan a través de la puerta de la pared exterior. El fondo anular, provisto por debajo de dos raíles concéntricos, descansa sobre rodillos metálicos fijados a una base de hormigón. La carga se calienta con piezas separadas en el fondo, en filas de dos, una y media o una. El fondo tiene un diámetro medio de 14 m, una anchura de trabajo de 3,62 m y una superficie total de 159 m, gira con un motor eléctrico y las revoluciones se transmiten mediante una rueda dentada a una cremallera anular de dientes de sierra fijada al centro del fondo desde abajo. La estanqueidad entre el fondo giratorio y la sección fija del túnel (paredes laterales) se consigue con la ayuda de los anillos fijados en el exterior y el interior del fondo giratorio, que se hacen encajar en los bebederos de las paredes laterales del horno. La carga pasa por tres zonas térmicas: la zona de precalentamiento, la zona de calentamiento y la zona de remojo. Hay 13 bumperes en la primera zona, otros 13 en la segunda y 8 bumperes en la tercera. Los parachoques están situados en las paredes exterior e interior del horno. El horno funciona con gas natural, con un poder calorífico de unos 35900 kJ/m3. El precalentamiento del aire de combustión a una temperatura de 400 °C se realiza en un recuperador. La temperatura, la presión y la relación gas/aire se controlan automáticamente mediante reguladores que se ajustan al funcionamiento del horno y tienen dos funciones básicas: medir la temperatura zonal y enviar una señal al servomotor para que abra o cierre las válvulas de suministro de gas natural o aire (control de la relación) a fin de mantener el régimen de temperatura en el horno [1].

CONSUMO DE CALOR DURANTE EL CALENTAMIENTO DE LA CARGA

Para obtener una imagen realista de la relación entre el consumo específico de calor (q) y la productividad del horno de combustión (p), se siguió y analizó el funcionamiento del horno de combustión de solera giratoria de la planta de laminación de tubos de Sisak (Croacia) durante el periodo comprendido entre 2004 y 2006.