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Cuatro medidas para reducir el consumo energético en la cocción de ladrillos | Tecnología del ladrillo

La combustión del combustible

Como todos sabemos, la combustión del combustible es un proceso de oxidación, en el cual se genera una gran cantidad de calor. En presencia de suficiente aire de combustión, todo el combustible se oxida por completo, lo que se denomina combustión completa. Obviamente, en condiciones de combustión completa, los gases de escape no contienen componentes combustibles como monóxido de carbono, metano, hidrógeno, azufre, etc. Si se trata de un combustible sólido, el residuo no contiene sustancias combustibles residuales, mientras que la combustión incompleta implica que el calor contenido en el combustible se maximiza.

Una condición que difiere de la combustión completa del combustible es la combustión incompleta. La llamada combustión incompleta significa que el combustible que participa en la combustión no aprovecha completamente el calor que contiene. Existen dos situaciones posibles para la combustión incompleta: una es que los gases de combustión contengan gas combustible; la otra es que el residuo contenga sustancias combustibles residuales.

La primera se conoce como combustión incompleta de gas. Se produce por la cantidad insuficiente de aire necesaria para la combustión, lo que resulta en una cantidad insuficiente de oxígeno para la reacción química del combustible, una reacción química incompleta y solo una parte de la reacción de combustión del carbono. La segunda se conoce como combustión incompleta de sólidos. Esto se debe a que, aunque la cantidad de aire sea suficiente, el combustible no entra en contacto total con el aire, lo que resulta en una cantidad insuficiente de aire local y, por consiguiente, en una combustión incompleta.

2. El horno debe tener buenas condiciones de intercambio de calor.

El proceso de cocción de ladrillos en el horno consiste en el intercambio de calor entre la pieza en bruto y el calor generado por la combustión del combustible. La temperatura a la que se produce la reacción química de los componentes permite que esta se complete y la pieza en bruto se convierta en ladrillo. El oxígeno es necesario para la combustión del combustible, y parte de este oxígeno llega a la zona de cocción mediante el flujo de aire precalentado que pasa por la zona de enfriamiento. El aire caliente a alta temperatura favorece la combustión del combustible. El calor liberado por la combustión se transfiere a la pieza en bruto. El gas caliente a alta temperatura es el medio para calentar la pieza en bruto y constituye uno de los principales métodos de transferencia de calor en el horno.

Los productos cocidos a alta temperatura deben enfriarse a temperatura ambiente para poder salir del horno, y el calor se disipa mediante el flujo de aire frío que ingresa al mismo. Las piezas húmedas en la zona de precalentamiento liberan la humedad residual, mientras que las piezas secas continúan precalentándose y calentándose, dependiendo aún del flujo de gases de combustión calientes provenientes de la zona de cocción. Por lo tanto, cuando la pieza en verde se cuece en el horno, no puede separarse del flujo de gas ni por un instante.

3. Adoptar un método razonable de enmascaramiento.

El propósito del apilamiento de piezas es formar pilas adecuadas para los requisitos de cocción. El método de codificación utilizado para formar las pilas depende de la ley de flujo de gas en el horno. Se determinan factores como las condiciones del horno y del equipo de extracción de gases, así como los requisitos para las condiciones de combustión del combustible. La importancia del apilamiento de piezas radica en que, bajo ciertas condiciones del equipo, una vez formadas las piezas, se determina el volumen de ventilación en el horno, la uniformidad de la ventilación en todas las partes de las piezas, la distribución de los combustibles internos en el horno, las condiciones de combustión y la dispersión de los combustibles externos, etc. En general, se determinan las condiciones de cocción en el horno.

Como todos sabemos, en el proceso de cocción en horno, el gas se enfrenta a dos tipos de resistencia: la resistencia por fricción y la resistencia local que encuentra al pasar por los distintos sistemas del horno, causadas por la estructura del mismo y que solo pueden modificarse artificialmente mediante cambios en la velocidad del flujo de aire, aumentando o disminuyendo en una proporción determinada. Por otro lado, el flujo de aire también encuentra resistencia en la pila de piezas, la cual sí puede modificarse. Al cambiar el método de apilamiento, se puede modificar la pila de piezas para facilitar el flujo de aire, mejorando así la ventilación del horno y las condiciones de cocción.

En términos generales, reducir la resistencia puede aumentar el volumen de aire. Al modificar la densidad del lingote, la velocidad del viento y el volumen de aire en el horno cambian, y con ello, las condiciones de combustión del combustible. Cuando la densidad del lingote es baja, la resistencia es pequeña y el volumen de ventilación es grande; la velocidad del viento es alta y las condiciones de combustión del combustible son óptimas, lo que resulta en un alto coeficiente de transferencia de calor, favoreciendo así el proceso de sinterización. Por lo tanto, la calidad de la forma de apilamiento, la densidad de la pila y la calidad de la operación de apilamiento no solo afectan directamente la producción del horno y la calidad de la cocción, sino que, aún más importante, influyen en la cantidad de energía consumida y en el nivel de consumo energético de la combustión.

Entonces, ¿cómo determinar el método de apilamiento de las planchas? Independientemente de la forma de apilamiento que se utilice, dentro de cierto grado, es un principio que debe cumplirse según el código de tolerancias. Además, según se trate de un ladrillo de combustión externa o interna, se aplican diferentes métodos de apilamiento.

Para la distribución de densidad de la sección del horno, si se trata de un ladrillo de combustible externo, se debe adoptar el método de "densidad superior e inferior", "densidad media, densidad interna, espesor externo" y "densidad horizontal y suavidad". El horno curvo debe ser "denso en el interior y delgado en el exterior". Si se trata de un ladrillo de combustión interna, se debe adoptar el método del código de "densidad superior y dilución inferior" y "densidad de borde y dilución media". Durante el proceso de apilamiento de las palanquillas, las pilas de palanquillas en las chimeneas externas deben ser "tiradas" para asegurar un flujo de aire uniforme durante el proceso de cocción, de modo que el flujo de aire pueda fluir uniformemente sobre la sección del horno.

4. Adoptar un método de operación razonable.

El proceso de cocción en horno es complejo y abarca múltiples aspectos. Solo cuando se abordan todos los aspectos con seriedad y sensatez se puede lograr el objetivo de reducir el consumo energético de la cocción.

En primer lugar, es necesario controlar estrictamente el contenido de humedad residual de la palanquilla seca que entra en el horno, reducir la energía térmica consumida mediante la eliminación de la humedad, aumentar la velocidad de calentamiento y reducir el consumo de energía en la etapa de precalentamiento.

En segundo lugar, es necesario controlar la longitud de cada banda y la estabilidad de cada banda durante el disparo, de modo que la longitud de cada banda no sea inestable, ni se alargue o acorte repentinamente, ni cada banda no pueda fijarse en la posición requerida, lo que provocaría el fenómeno de "deriva", que además consume mucha energía de disparo.

En tercer lugar, utilice de forma racional la compuerta de aire del horno e intente aprovechar el calor residual. Cuanto mayor sea la tasa de aprovechamiento del calor residual, menor será el consumo energético de la cocción en el horno.

En cuarto lugar, es fundamental reforzar la inspección del sellado del horno para evitar fugas de gas caliente y la entrada de aire frío. Tanto las fugas de gas caliente como la entrada de aire frío representan una pérdida de energía térmica, lo que incrementa el consumo energético del horno durante la cocción.

Quinto, acelerar los ciclos del horno reduce la pérdida de calor almacenado en el cuerpo y el carro del horno, permitiendo así el aprovechamiento total de la energía térmica almacenada y, por consiguiente, la reducción del consumo energético durante la cocción. Sexto, mejorar el rendimiento de la cocción es la forma más directa y eficaz de reducir el consumo energético. Al aumentar el rendimiento, no solo se ahorra mucha energía térmica, sino también energía eléctrica, mano de obra y costes de materia prima, además de prolongar la vida útil del equipo.

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