Hornos Resistencias

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LECCION 20 .- CEMENTOS / HORNO ROTATORIO. TIPOS
1.- INTRODUCCION.
La fabricación del clinker de cemento portland, en los primeros tiempos, se realizaba en hornos verticales cargados y
controlados manualmente. Este procedimiento exigía grandes esfuerzos físicos y presentaba el inconveniente de un
funcionamiento irregular produciendo un clinker de composición química y mineralógica variabley, a menudo, de mala calidad.
Además la capacidad de producción de dichos hornos era muy baja.
Este sistema, tan poco satisfactorio, fue reemplazado por hornos verticales automáticos, en los cuales con un buen crudo y con
un combustible conveniente, era posible obtener un funcionamiento regular del horno y, por tanto, un clinker más homogéneo.
El inconveniente que seguía presentándose era elde una producción limitada, nunca superior a las 300 toneladas por día.
A finales del siglo XIX apareció en Gran Bretaña el horno rotatorio, y hoy en día el piroprocesamiento del crudo con el fín de
obtener el clinker tiene lugar, casi exclusivamente, con este tipo de horno.
Frederik Ransome introdujo el horno rotatorio en la industria del cemento. Ransome patentó su invención, primero enInglaterra, patente inglesa n° 5442 del 2 de mayo de 1885, con el título "Perfeccionamiento en la industria del cemento" y
después en EE.UU. (patente U.S. n° 340.357 del 20 de abril de 1886 con el título "Fabricación del cemento", etc.). En la
figura 1.1 se reproduce el dibujo del horno anexo a la patente de Ransome. Ese horno estaba calentado por gas pues
entonces no se conocía la calefacción porcarbón. Más tarde se utilizó la calefacción por petróleo hasta que, finalmente,
predominó la calefacción por carbón.
Las dimensiones del primer horno rotatorio para cemento eran 1.80 - 2.0 m de diámetro, para una longitud de unos 20 - 25
m con caudales de 30-50 t/24 h.
Como se advierte en la representación de la sección transversal del horno, Ransome aplicó ya ladrillos elevadores del materialpara conseguir la mejor transmisión del calor entre los gases y el material. Decenios más tarde tales ladrillos elevadores
encontraron aplicación renovada en el horno para cemento.
La capacidad de producción de los hornos rotatorios, comparada con la de los hornos verticales, es mayor y aumento
considerablemente, especialmente después de la introducción de los sistemas de intercambiadores decalor y de
precalcinación, así como del adecuado control y automatización del proceso de piroprocesamiento. Hoy en día existen
plantas con una capacidad de producción de 10000 t. clinker/24 h. Además hay que tener en cuenta que todo esto se ha
logrado sin disminuir o incluso aumentando la calidad del clinker.
A la vista de estos hechos, solo nos limitaremos a estudiar los hornos rotativos.
2.-CONCEPCION.
Los grandes hornos de vía húmeda (p.e. capacidad : 3000 t/día , diámetro D = 6.3 m. y longitud L = 227 ), que reposaban
sobre 8 apoyos, han dejado paso en los años 80 a los hornos de vía seca de 3 apoyos equipados con precalcinador, que para
una misma producción tienen las siguientes dimensiones (Figura 2.1.a) : D = 4.2 m y L = 60 m.
Más recientemente se ha propuesto una reducciónde la longitud del horno de modo que repose solamente sobre dos apoyos
en lugar de tres ( Figura 2.1.b), con lo que la relación (L/D) pasa de tomar valores entre 14 y 18 a tomarlos entre 10 y 13. Para
una capacidad de producción igual las dimensiones serían : D = 4.4 m y L = 48 m. Simultáneamente se ha propuesto un
aumento de la capacidad de producción, así por ejemplo un horno de 7500 t/díapodría tener las siguientes dimensiones :
D = 5.6 m y L = 82 m.
Cualquiera que sea la dimensión del horno existen una serie de características comunes a todos ellos que son:
1.- El horno rotatorio consiste en un tubo cilíndrico apoyado sobre estaciones de rodadura ( 2, 3,….8), que tiene una pendiente
del orden del 3.5 % con respecto a la horizontal y que gira a velocidades de rotación...