DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
Las fritas se preparan principalmente fundiendo materias primas en un horno de fusión de tanque, a altas temperaturas de entre 1350 y 1550 ºC. El material se carga en la pared trasera mediante un cargador de tornillo que forma una pila, se funde y luego se enfría en agua, convirtiéndose así en un material sólido, insoluble y fragmentado. En comparación con la industria del vidrio, estos tanques son bastante pequeños, de 8 a 15 m², y producen una media de 20 t/día. El aire de combustión tiene un bajo precalentamiento recuperativo de 350 a 500 °C.
APLICACIÓN DEL GAS
Además de la combustión tradicional de aire natural y gas, un número significativo de hornos utilizan la combustión con oxígeno (principalmente en Italia y, recientemente, en Turquía), lo que representa alrededor del 30 % del total de hornos en Europa. El enriquecimiento del aire de combustión con cantidades variables de oxígeno, con el fin de proporcionar una temperatura más alta en el horno de fusión y, en última instancia, aumentar la tasa de producción, se utiliza ampliamente, especialmente en España. Los hornos de combustión con oxígeno presentan valores energéticos más bajos. Debido a la disminución de los niveles de contaminación, la mayoría de los hornos nuevos funcionan con oxígeno. Las razones para la combustión enriquecida con oxígeno son:
- El nitrógeno se elimina del proceso de combustión
- El volumen de gases de escape se reduce en un 75 %
- Menor pérdida de calor a través del sistema de escape
- Menor pérdida de lote debido a la menor velocidad de escape, menor emisión de polvo
- Se puede reducir el área del canal de gases de combustión.
- Mayor temperatura de la llama.
- Mejor transferencia de calor gracias a las moléculas de 3 átomos que se producen en la combustión.
- Mejor distribución del calor.
- Mayor tasa de extracción (hasta >200 %).
- Enriquecimiento con oxígeno.
- En el proceso de combustión del horno de solera, el agente oxidante suministrado puede enriquecerse con oxígeno, por lo que el caudal de oxígeno en función de la temperatura de los gases de escape y/u otros parámetros del proceso se controlan específicamente.
Combustión con oxígeno
Los quemadores de aire-combustible se sustituyen por quemadores de oxígeno que utilizan oxígeno puro. Además, los quemadores de oxígeno se utilizan para regular el calor de la corriente de flujo. La conversión de estos hornos a oxígeno tiene como resultado:
- Aumento sustancial de la capacidad (hasta el doble)
- Mejor calidad del producto
- Menores valores de emisión
SOLUCIÓN DE MESSER
En la tabla siguiente se muestran ejemplos de las mejoras de capacidad y las reducciones de emisiones en el caso de un horno de solera. Los datos proceden de una unidad de producción de fritas en la que los quemadores de aire-combustible recuperativos se sustituyeron por quemadores de oxicombustible del tipo Oxipyr.
