BALANCE ENERGÉTICO DE UN HORNO DE LAMINACIÓN EN CALIENTE

RESUMEN
La racionalización de aquellos recursos no renovables es, sin duda, uno de los principales
desafíos a los que se enfrentan los ingenieros en la actualidad. Cobra más importancia aún, si
esta reducción en el uso de los recursos genera menores costos operativos en los procesos,
es decir mayores beneficios para las empresas. Esta coyuntura es la que induce a plantear
estudios como elpresente.
El objetivo de este trabajo fue investigar la posibilidad de aumentar el rendimiento energético,
es decir minimizar el consumo de energía, de un horno del tipo vigas galopantes, usado en
una empresa de la zona de la ciudad de San Nicolás. Dicho horno se utiliza para el
calentamiento de palanquillas de acero, que luego, mediante el proceso de laminación en
caliente, se transforman enperfiles de distintos tipos. Posee una capacidad de 33 tn/h para
palanquillas de 100 mm x 100 mm x 3000 mm y de 42 tn/h, para palanquillas de 120 mm x 120
mm x 3000 mm.
Mediante el Balance Térmico, se pudo visualizar como se distribuye en todo el proceso de
calentamiento de las palanquillas, la energía (calor) desarrollada por los quemadores de la
instalación (horno), como así también seindividualizaron y cuantificaron las pérdidas.
Una vez desarrollado este estudio, se plantearon distintas alternativas con el fin de minimizar
el consumo de combustible utilizado en el proceso.
Palabras claves: horno, gas, energía, palanquillas, calor.

I CAIM 2008

Primer Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica
Bahía Blanca, 1, 2 y 3 de octubre de 2008

1- INTRODUCCIÓN
El aumento de laeficiencia en los procesos que utilizan recursos no renovables es, sin duda,
uno de los desafíos a los que se enfrentan los ingenieros contemporáneos. Más importante aún
es, si esta reducción en el uso de los recursos, genera beneficios para las empresas en forma
de menores costos operativos en los procesos. Esta coyuntura es la que induce a plantear
estudios como el presente.
1.1 - ObjetivoEl presente trabajo tiene como objetivo investigar la posibilidad de aumentar el rendimiento
energético, es decir minimizar el consumo de energía, de un horno del tipo vigas galopantes,
usado en una empresa de la zona de la ciudad de San Nicolás. El mismo se utiliza para el
calentamiento de palanquillas de acero, que luego, mediante el proceso de laminación en
caliente, se transforman enperfiles de distintos tipos.
Para ello se estudió la manera en que se emplea la energía (calor) en el proceso y, mediante
un balance térmico, se propusieron alternativas con el fin de reducir el consumo de energía del
mismo.
2- ANÁLISIS
2.1 - Descripción del Proceso
Las palanquillas se trasladan desde el proceso anterior a la operación de calentamiento (tijera
de corte), mediante una serie derodillos, que depositan las mismas en la mesa de entrada del
horno.
Un sistema de pistones hidráulicos introduce las palanquillas a la sala del horno,
depositándolas sobre la solera del mismo. Desde allí comienza su calentamiento, atravesando
la longitud del horno, mediante un sistema de vigas galopantes que posee la solera. Cuando
llegan al otro extremo, han alcanzado ya la temperaturanecesaria para ser laminadas y son
despedidas hacia el tren laminador (etapa posterior al calentamiento) por una serie de rodillos
refrigerados por agua, a través de una puerta lateral del tipo guillotina, llamada puerta de
deshornamiento.
2.2- Descripción de la instalación
El horno como se dijo anteriormente es del tipo de vigas galopantes. Tiene una longitud total de
14 m y un ancho de 6,75 m.Provee al proceso palanquillas a una temperatura de
deshornamiento de 1240 ºC (aptas para laminación). El calentamiento se efectúa por medio de
quemadores radiantes instalados en la bóveda del horno. El combustible empleado en el Horno
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es Gas Natural de un PCI = 9,619 KW/Nm GN (información suministrada por la Empresa
proveedora de Gas Natural de la Planta).
Posee una capacidad de 33...