Alto horno

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Alto horno (opciones de nombre: calentador de aire , regenerador , cowper ): un aparato para calentar aire (chorro frío proveniente de un soplador ) antes de alimentarlo a un alto horno [1] . La introducción de calentadores de aire se ha convertido en la forma más eficiente de ahorrar combustible ( coque ) en la historia de la producción de altos hornos.

Historia y modernidad

La producción de altos hornos existe desde aproximadamente el siglo XIV, pero la idea de soplar aire caliente en el alto horno, y no aire frío, que había estado a la temperatura del aire durante siglos, surgió solo a principios del siglo XIX. El 11 de septiembre de 1828, James Beaumont Nielson fue el primero en obtener una patente para el uso de chorro caliente ( patente británica No. 5701) [2] y en 1829 llevó a cabo el calentamiento del chorro en la planta de Clyde en Escocia [1] . Su dispositivo, que consistía en tubos de hierro fundido en forma de V que pasaban por el horno, permitía calentar el aire a una temperatura de 150 °C. El uso de chorro calentado solo a 150 °C en lugar de chorro frío en un alto horno condujo a una disminución del consumo específico de carbón utilizado en la fundición de alto horno en un 36 %. Posteriormente, el uso de un chorro más calentado (350–400 °C) en los altos hornos de coque permitió reducir el consumo relativo de coque [1] en un 25–35 %.

Debido a su alta eficiencia, el calentamiento por explosión pronto se generalizó. Actualmente, la explosión se calienta a 1100-1200°C y más [1] . En toda la historia de la existencia de la producción en altos hornos, ninguna medida ha dado una disminución tan grande en el consumo específico de combustible como el uso de aire caliente.

En las primeras décadas del uso de la calefacción por chorro, había varios tipos de calentadores de aire (HH) y sus variedades, que en su mayoría eran recuperadores . Hoy en día, en la producción de altos hornos en Rusia y en muchos otros países, solo se utilizan calentadores de aire de tipo regenerativo , que funcionan con gas de alto horno o su mezcla con otros gases combustibles, natural o coque (es decir, gas mixto) no debe ser confundirse con otro tipo de mezcla de gases ). Los primeros calentadores de aire de este tipo fueron inventados en 1857 ( patente británica n.° 1404) [3] por el ingeniero inglés Edward Cowper . Numerosas variedades de calentadores de aire de tipo regenerativo todavía son llamados "coupers" por muchos expertos por conveniencia [1] .

Se requiere un mínimo de dos calentadores de aire para suministrar continuamente el alto horno con explosión. Por lo general, se construye un bloque de tres o cuatro HV en el complejo del horno, que alternativamente calientan la ráfaga.

Descripción del diseño

Cowper es un cilindro abovedado ubicado verticalmente de hasta 50 m de altura y 9-10 m de diámetro.

Desde el exterior, el calentador de aire está encerrado en una carcasa de acero, que está revestida desde el interior con ladrillos termoaislantes y refractarios [1] para evitar el sobrecalentamiento local, la formación de grietas y deformaciones de la carcasa, así como para reducir pérdidas de calor a la atmósfera. El espacio interno está dividido por una pared vertical, que no llega a la parte superior, en dos partes: una cámara de combustión y una boquilla refractaria. En la parte superior hay un espacio de cúpula que conecta las dos partes del calentador de aire.

Los cowpers se utilizan en la producción de altos hornos con cambios de diseño significativos hasta ahora.

Cómo funciona

El gas de alto horno y el aire para la combustión del gas se suministran a la cámara de combustión. La mezcla se quema, los productos de la combustión ascienden a través de la cámara de combustión, rodean la parte abovedada del calentador de aire y luego, bajo la acción del tiro de la chimenea, atraviesan la boquilla en dirección descendente. Además, los gases ingresan al espacio debajo del paquete, los cerdos y una chimenea, a través de los cuales se liberan a la atmósfera. Al pasar por la boquilla, los productos de combustión la calientan. Se acumula una gran cantidad de calor en la boquilla.

Los calentadores de aire funcionan cíclicamente. Se utilizan 3-4 calentadores de aire para cada horno. Mientras algunos calentadores de aire se calientan, otros suministran aire al alto horno. Después de que el cowper se enfríe, se pone otro en el chorro y el enfriado se vuelve a calentar.

Hay cuatro modos de soplado: secuencial, paralelo, par-paralelo y mixto. El modo de funcionamiento más común de los calentadores de aire es secuencial, cuando los calentadores de aire funcionan por turnos, uno tras otro se disparan.

Tipos de calentadores de aire

Notas

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 Cowper // Kazajistán. Enciclopedia Nacional . - Almaty: Enciclopedias kazajas , 2005. - T. III. — ISBN 9965-9746-4-0 .  (CC POR SA 3.0)
  2. ↑ Woodcroft B. Índice de materias (hecho solo a partir de títulos) de patentes de invención, desde el 2 de marzo de 1617 (14 James I.) hasta el 1 de octubre de 1852 (16 Victoriae  ) . - Londres, 1857. - Pág. 347.
  3. ↑ Woodcroft B. Índice cronológico de patentes solicitadas y patentes concedidas, para el año  1857 . - Londres: Oficina de Patentes del Gran Sello, 1858. - Pág. 86.

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