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Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. Vol. 40 Núm. 5 Septiembre-Octubre 2001

B O L E T I N D E L A S O C I E D A D E S PA Ñ O L A D E

Cerámica y Vidrio
N O T A

T É C N I C A

Simulación y optimización de un horno cerámico monocapa
J. UCHE, J. Mª MARÍN
Departamento de Ingeniería Mecánica.Universidad de Zaragoza. ESPAÑA.

La modelización matemática de un hornocerámico monocapa de rodillos, desarrollando los complejos modos de transmisión de calor existentes, se ha realizado con la ayuda de un programa informático. Con el desarrollo de diferentes parámetros de diseño, así como diferentes pastas cerámicas y diferentes composiciones de gas pueden ser introducidas en dicho programa, para estudiar la correspondiente optimización paramétrica del horno. Losresultados globales de las simulaciones
están en acuerdo con los datos de consumo específicos aportados por la industria azulejera.
Palabras clave: Cerámica, horno, rodillos, monocapa, simulación.
Simulation and Optimisation of a Single-Deck Roller Kiln for Ceramic Products
Mathematical model of a single-deck roller kiln, developing the complex heat transfer modes acting inside the kiln, is madeusing a computer program. Design parameters, as well as types of tiles and gas consumption can be introduced in the program, in order to study the parametric optimisation of the model. Global results of the simulations have a good agreement
with the data obtained from the ceramic industries.
Keywords: Roller kiln, tiles, ceramic, optimisation, simulation.
1. INTRODUCCIÓN
La aparición de los hornoscerámicos monocapa hacia el
año 1.985, ha comenzado a sustituir los tradicionales hornos
túnel, de mayor capacidad de producción pero de ciclo
mucho más largo que los hornos monocapa. El horno
monocapa tiene un rendimiento energético más elevado que
los hornos tradicionales debido a la disminución del ciclo de
cocción conseguido mediante un diseño que aumenta
considerablemente la velocidadde transmisión de calor, y
ofreciendo a la vez una mayor calidad en la producción
debido a la homogeneidad de temperaturas en el horno.
Estos hornos se emplean con profusión en la cocción de
esmalte (bicocción) ó en monococción y recientemente se
están empezando a emplear en cocción de bizcocho. El
desarrollo de esta técnica de fabricación presenta las ventajas
de disminuir el consumoenergético, aumentar la calidad de
producción, flexibilizar el proceso productivo y facilitar la
automatización de la producción. La implantación de esta
técnica constituye una vía para reconvertir el mercado de
hornos túnel de bizcocho transformados a gas y captar el
mercado de hornos túnel a fuel-oil.
Otras de las ventajas de los hornos monoestrato se
enumeran a continuación:
- Reducción delos costes de producción: mano de obra,
energía eléctrica y consumo de gas, etc.
- Reducción de la inversión por una menor ocupación de
espacio, alrededor del 70% inferior al ciclo tradicional.
- Reducción del stock de material sometido al proceso de
fabricación, debido al alto nivel de automatización del
sistema.
- Mayor uniformidad en las características técnicas del
bizcocho con mejorestirada del esmalte, textura y
uniformidad de tonos.
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- Posibilidad de controlar mejor el proceso productivo, con
lo que se reduce el porcentaje de piezas rechazadas.
La cocción de la pasta cerámica es un proceso muy
delicado que necesita una elevación gradual de temperaturas
del proceso de cocción para evitar una rotura o dañado de las
piezas. El enfriamiento de la pasta cerámicatras el proceso de
cocción tampoco puede hacerse bruscamente, especialmente
en algunos márgenes de temperatura, que luego se tendrán en
consideración.
Si la pasta cocida no ha pasado por los valores de
temperatura y tiempo adecuados para su composición
específica, sus condiciones de fragilidad, resistencia mecánica
y plasticidad no son óptimas, repercutiendo negativamente
en la calidad del...