Deformation investigation of the shell of rotary kiln using terrestrial laser scanning (TLS) measurement

Investigación de la deformación de la coraza de un horno rotatorio mediante medición por escaneo láser terrestre (TLS)

Para el correcto funcionamiento del horno rotatorio es necesario asegurar que se cumplen las condiciones geométricas básicas. Para la comprobación periódica se utilizan las mediciones geodésicas. Basándose en los avances de la tecnología topográfica, se utilizan las estaciones totales geodésicas (ET) y el método de escaneo láser terrestre (TLS). El método TLS se utilizó para investigar el eje longitudinal del horno rotatorio (RK), los ejes de los neumáticos portadores y, principalmente, la deformación del armazón del horno durante su parada. En este artículo se presentan los resultados del uso experimental del método TLS para obtener la relación de ovalidad de la coraza del horno rotatorio.

INTRODUCCIÓN

Las deformaciones del revestimiento RK pueden deberse principalmente a factores mecánicos (fabricación y montaje incorrectos, peso propio y externo) y térmicos (distribución desigual de la temperatura). En general, la zona superior del horno en sección transversal se aplana bajo la influencia del peso propio y del peso del revestimiento refractario interior. El valor del radio de curvatura aumenta en esta zona. El efecto resultante es una degradación del revestimiento de ladrillos refractarios con necesidad de reparación con parada forzosa del horno. Los ladrillos refractarios pueden desprenderse, lo que provoca, en consecuencia, un sobrecalentamiento local, que es la causa principal de las deformaciones del revestimiento [1].

Un parámetro muy útil para la evaluación de la geometría de la cáscara RK es la relación de ovalidad. Para la comparación de la relación de ovalidad, es conveniente establecer el cociente ω₀, que permite comparar objetos de dimensiones diferentes.

​$ω_0= frac{(r_{max}-r_{min})}{r} cdot 100 \%$

​donde r_max y r_min son los radios máximo y mínimo de la cáscara r es el radio nominal conocido de la cáscara RK.

Las ventajas del método TLS radican principalmente en la gran cantidad de puntos medidos con una alta velocidad de medición y un alto nivel de detalle del modelo resultante [2]. TLS también permite mediciones desde un sistema de referencia de red con forma irregular y desde puntos seguros y cómodos sobre el terreno. La recopilación de datos de varias características geométricas de todo el objeto en una sola medición es una ventaja adicional del método propuesto, que minimiza el tiempo de parada del RK.

Descripción del emplazamiento y alcance del estudio

La medición se realizó en el horno rotatorio de la fábrica de cemento CRH Turňa nad Bodvou en el este de Eslovaquia (Figura 1). La longitud del RK es de 80 metros; la pendiente nominal es del 3 500 %, el diámetro interior nominal de la coraza es de 5 000 mm.