instrumentacion de hornos

7/25/2019 Instrumentacion de Hornos

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INSTRUMENTACION DE MEDICION

1. MEDICIONES DE FLUJO DE AIRE

Se empleara un flujometro volumtrico en el ingreso del aire al tragante:

Detalle del medidor de flujo

Unidades de razn de flujo volumtrico Gases: m3 /hr

a) ROTAMETRO METALICO para GASES

Mide e Indica Caudal Instantneo.Construido con Tubo de medicin Metlico en lugar de Vidrio es el medidor A/V (rea variable)confiable y exacto para caudales, apto para Altas Presiones y FluidosAgresivos o Difciles de Manejar.Indicador acoplado magnticamente con escalas intercambiables. Reed switch hermtico

(opcional) con novedoso doble sensor provee Alarma sin afectar la performance.Instalacin:Rosca " hembra.Rango: 0.1 a 56 litros/minuto para aire.Exactitud: 5%.Construccin: Tubo y Flotante de Inox 316L, Hastelloy, o Titanio; Sellos de Viton.Apto hasta 100 bar (modelo sin vlvula: 275 bar) e Intemperie NEMA 4.Opciones:1-Provisto de vlvula reguladora;2-Provisto de Alarma;3- Apto Zona Ex; 4-Reed Switch hermtico.

Origen: EEUUPrecio: US$ 65

DificultadesEl aire no es considerado un lubricador por consiguiente el problemas ms comn ser el desgaste

del sistema de medicin

b) Flujmetro de turbina paras gas (Axial)

Principio:Igual que el de los lquidos, pero debido a las bajas densidades de los gases, se reducegrandemente la torsin motriz (torque de impulso).El uso de un mayor dimetro en el difusor (hub) proporciona un mayor torque de impulso (esdecir: mayores velocidades)La friccin en los apoyos (cojinete) se mantiene al mnimo mediante el diseo y uso de rotores debajo peso.La frecuencia de salida es proporcional a la razn de flujo volumtrico en condiciones defuncionamiento reales.

C


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2. SONDA RADAREN MOVIMIENTO

Transmisor de radar de onda guiada para medicin de nivel e interfaces

La serie Rosemount 3300 es un transmisor inteligente alimentado por el lazo para medicin denivel e interfaces basado en la tecnologa de radar de onda guiada. El instrumento proporciona

mediciones fiables de condiciones rigurosas, gracias al avanzado procesamiento de seales con

muestreo digital y una alta relacin de seal con respecto al ruido es

Fcil instalacin y comisionamiento a travs de un transmisor de dos conductores y configurado

previamente

El funcionamiento no presenta problemas porque el transmisor virtualmente no es afectado por

polvo, vapor, obstculos interferentes ni turbulencias. Incluso es adecuado para depsitos

pequeos o de forma extraa.

Gracias a que la medicin de nivel se efecta directamente, no se requiere compensacin en los

cambios de temperatura, presin o densidad, ni en los del coeficiente de conductividad o del

coeficiente dielctrico.

Diseo modular robusto con alojamiento de compartimiento doble que se puede quitar sin abrir

el depsito.

3. Termopares para el proceso.


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a. Control de temperatura para el ingreso de aire a los talajes

TERMOPAR BASICO TIPO K

Nomenclatura adoptada por la norma ANSI. Es una combinacin dechromel y alumel.Chromel = Nquel (90%) y Cromo (10%)Alumel = Nquel (95,4%), Manganeso (1,8%), Silicio (1,6%) y Aluminio(1,2%)El rango de utilizacin va desde los200 C a los +1260 CLa f.e.m. producida es de5,891 a +50,99 mV.

Aplicaciones: metalrgicas, fundicin, cemento y cal, vidrios, cermicas, etcB CONTROL DE

TEMPERATURA PARA LA CUBA

TERMOPAR BASICO TIPO K

Nomenclatura adoptada por la norma ANSI. Es una combinacin dechromel y alumel.Chromel = Nquel (90%) y Cromo (10%)Alumel = Nquel (95,4%), Manganeso (1,8%), Silicio (1,6%) y Aluminio(1,2%)El rango de utilizacin va desde los200 C a los +1260 CLa f.e.m. producida es de5,891 a +50,99 mV.Aplicaciones: metalrgicas, fundicin, cemento y cal, vidrios, cermicas, etc.

Control de temperatura para el vientre

Tipo B

Nomenclatura adoptada por la norma ANSI. Es una combinacin de platinocon rhodio y platino con rhodio.Platino (70%) y Rhodio (30%)Platino (94%) y Rhodio (6%)El rango de utilizacin va desde los 600 C a los +1700 CLa f.e.m. producida es de 1,791 a 12,426 mV.Aplicaciones: Altas temperaturas en general.

REACCIONES QUIMICAS EN EL

PROCESO


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Despus del aluminio, el hierro es el elemento metlico ms abundante en la superficie terrestre.

Las especies minerales en las que el hierro entra a formar parte pueden contarse por cientos. Es

posible encontrarlo en muchos materiales terrosos, tales como arcillas, sales y arenas en general.

En mayor o menor proporcin se le puede encontrar prcticamente en todas las rocas,

especialmente en aquellas que contienen anfiboles, piroxenos, micas u divina. Sin embargo, los

minerales de hierro ms corrientes son sus xidos, sulfuros, carbonatos y silicatos. La magnetita y

la hematita son xidos de hierro; la limonita es un hidrxido. La siderita, un carbonato, es

relativamente poco importante como material de partida en la fabricacin del hierro.

Mineral Frmula Clasificacin % Fe Terico

Magnetita FeO Fe2O3

Oxido Ferroso

Frrico 72,4

Hematita Roja Fe2O3 Oxido Frrico 70,0

Limonita 2Fe2O3 3H2O Hidrxido Frrico 59,8

Siderita CO3Fe Carbonato Ferroso 48,2

Al mismo tiempo que unas vagonetas van descargando en el horno, se van cargando otras en las

tolvas de suministro. De este modo, se consigue que la alimentacin del alto horno sea un proceso

continuo.

En la parte superior del alto horno ll temperatura es relativamente baja (unos 200C), alcanzando,

sin embargo, en su base, una temperatura de unos 1.700C.

Por la zona inferior, precisamente es por donde se insufla una corriente de aire caliente (entre

500 C y 1.000 C)

El aire precalentado se introduce en el alto horno a travs de Tinas aberturas situadas casi en su

base, denominadas toberas. El aire caliente se combina con el coque, formando anhdrido

carbnico.

C + O2 -> CO2 + Calor

Carbono + Oxgeno -> Anhdrido carbnico

Esta reaccin es exotrmica, es decir, lleva consigo la produccin de calor, y, como resultado, tiene

lugar una elevacin de la temperatura. El anhdrido carbnico que se forma asciende, encontrando

a su paso nuevas remesas de coque, mediante el cual, en estas condiciones de temperatura, se

reduce a monxido de carbono.

CO2 + C > 2 C0

Anhdrido carbnico + Carbono >Monxido de carbono

Las molculas de monxido de carbono pueden, a su vez, combinarse con otros tomos de

oxgeno, procedentes del xido de hierro, para formar, nuevamente, anhdrido carbnico, con

transformacin simultnea de hierro metlico. A este resultado se llega por medio de una


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complicada serie de reacciones qumicas, pero el proceso global es, fundamentalmente, el

siguiente:

Fe2O3 + 3 CO -> 2 Fe + 3 CO2

xido Frrico + Monxido de carbono > Hierro + Anhdrido carbnico

Cuando se introduce el mineral de hierro por la parte superior del alto horno tienen lugar dos

reacciones entre el propio mineral y los gases de salida que encuentra a su paso:

Fe2O3 + CO -> 2 Fe + 3 CO2

3 Fe2O3 + CO -> 2 Fe2O4 + CO2

A medida que el material se va calentando, tiene lugar en mayor proporcin la reaccin que forma

hierro metlico, el cual va quedando sobre la superficie del mineral. Este proceso est retardado

por la otra reaccin. La direccin en la que se produce la reaccin:

CO2 + C 2 CO

depende de la temperatura y de las cantidades relativas de CO y C02 presentes en los gases de

accin. Segn se va deslizando hacia abajo, el mineral pierde gradualmente una parte de suoxgeno, cedindolo a los gases que ascienden. Alrededor de los 590 C la forma ms estable del

mineral es FeO (xido ferroso) y la magnetita, u xido ferroso-frrico, se reduce segn la reaccin:

Fe3O4 + CO > 3 FeO + CO2

El contacto entre el coque y el xido ferroso, en esta zona, da como resultado la formacin neta

de hierro metlico. Cuando se alcanza la temperatura de 800 C (hacia la mitad del alto horno y a

unos 10 metros por encima de las toberas) el hierro toma una forma esponjosa. A esta

temperatura la caliza comienza a perder anhdrido carbnico, segn:

CO3Ca -> CaO + CO2

Carbonato clcico -> xido clcico + Anhdrido carbnico

Al mezclarse el hierro con el carbn disminuye su punto de fusin, por lo que, en la mitad inferiorde la columna, el hierro y la escoria comienzan a fundirse y a deslizarse hacia su base. La

proporcin de la reduccin que sufren las impurezas en esta etapa del fundido es la principal

determinante de las caractersticas del hierro que haya de obtenerse. En esta zona, los elementos

se disuelven en el hierro, mientras que los que permanecen en el estado de xidos pasan a formar

parte de la escoria. El azufre, presente como sulfuros fundidos, es absorbido tambin por la

escoria.

El hierro formado va depositndose en el fondo del alto horno. A esta altura existen unos orificios

de salida, que generalmente estn cerrados, y que se abren una vez cada cuatro o cinco horas,

para sacar unas 300 400 toneladas de hierro fundido.

El hierro as obtenido contiene del 3 al 4,5 % de carbono. La mayora de las impurezas del mineral

han sido separadas mediante la piedra caliza. En efecto, al fundirse sta, se combina con las

impurezas para formar la escoria, sustancia vtrea que tambin se desliza hacia el fondo del lugar

dos reacciones entre el propio mineral y los gases de salida que encuentra a su paso:

Fe2O3 + CO -> 2 Fe + 3 CO2

3 Fe2O3 + CO -> 2 Fe2O4 + CO2


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A medida que el material se va calentando, tiene lugar en mayor proporcin la reaccin que forma

hierro metlico, el cual va quedando sobre la superficie del mineral. Este proceso est retardado

por la otra reaccin. La direccin en la que se produce la reaccin:

CO2 + C 2 CO

depende de la temperatura y de las cantidades relativas de CO y C02 presentes en los gases de

reaccin. Segn se va deslizando hacia abajo, el mineral pierde gradualmente una parte de su

oxgeno, cedindolo a los gases que ascienden. Alrededor de los 590 C la forma ms estable del

mineral es FeO (xido ferroso) y la magnetita, u xido ferroso-frrico, se reduce segn la reaccin:

Fe3O4 + CO > 3 FeO + CO2

El contacto entre el coque y el xido ferroso, en esta zona, da como resultado la formacin neta

de hierro metlico. Cuando se alcanza la temperatura de 800 C (hacia la mitad del alto horno y a

unos 10 metros por encima de las toberas) el hierro toma una forma esponjosa. A esta

temperatura la caliza comienza a perder anhdrido carbnico, segn:

CO3Ca -> CaO + CO2

Carbonato clcico -> xido clcico + Anhdrido carbnicoAl mezclarse el hierro con el carbn disminuye su punto de fusin, por lo que, en la mitad inferior

de la columna, el hierro y la escoria comienzan a fundirse y a deslizarse hacia su base. La

proporcin de la reduccin que sufren las impurezas en esta etapa del fundido es la principal

determinante de las caractersticas del hierro que haya de obtenerse. En esta zona, los elementos

redticidos se disuelven en el hierro, mientras que los que permanecen en el estado de xidos

pasan a formar parte de la escoria. El azufre, presente como sulfuros fundidos, es absorbido

tambin por la escoria.

El hierro formado va depositndose en el fondo del alto horno. A esta altura existen unos orificios

de salida, que generalmente estn cerrados, y que se abren una vez cada cuatro o cinco horas,

para sacar unas 300 400 toneladas de hierro fundido.El hierro as obtenido contiene del 3 al 4,5 % de carbono. La mayora de las impurezas del mineral

han sido separadas mediante la piedra caliza. En efecto, al fundirse sta, se combina con las

impurezas para formar la escoria, sustancia vtrea que tambin se desliza hacia el fondo del

horno. La escoria no es tan densa como el hierro fundido y flota sobre

su superficie, de donde se recoge a travs de un orificio situado por

encima del depsito de hierro.


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Estufas para Precalentamiento del Aire .El calentamiento del aire soplado al Alto Hornopresenta las siguientes ventajas:


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- Aumento de la temperatura de combustin en la nariz de la tobera, por lo cual se mejora lamarcha.

- Disminucin del consumo de coque y de los combustibles en general.

Se estima que, por un aumento de la temperatura de soplo de 100C, la disminucin del consumo

de combustibles es del 1.5 al 2% para una marcha con 60% de sinter.

- Aumento de la produccin del Alto Horno.

Se ha constatado un aumento de la produccin de arrabio cuando se diminuye el consumo decombustible por tonelada de arrabio.

- Posibilidad de inyectar combustibles auxiliares:

El calentamiento del aire permite la inyeccin de combustibles auxiliares lquidos, slidos ogaseosos, manteniendo una temperatura suficientemente alta en la zona de combustin. Lainyeccin de estos combustibles provoca un efecto refrigerante en la zona adyacente a la tobera.

Hay tres estufas para precalentar el aire de soplo. Cada estufa es un intercambiador de calorrevestido con ladrillo refractario y envuelto por una lmina de acero. La base es plana y la partesuperior tiene forma de domo. Las estufas calientan el aire para el soplo antes de que este entreen el Alto Horno.

La estufa tpica tiene dos partes: (1) la cmara de combustin donde se quema el gas del AltoHorno, y (2) un amplio sistema de intercambio de calor constituido por pilares de ladrillos huecos(Checkers) los cuales se colocan unos encima de otros, formando un gran enrejado refractario. Laeficiencia de la estufa se mide por la temperatura de los gases que salen de ella, la cual debeencontrarse cercana a los 1200C.

El gas del Alto Horno es lavado para remover la mayor parte del material slido en suspencin,

antes de ser quemado en las estufas. El gas pasa hacia arriba a travs de la cmara decombustin en donde se quema; los gases calientes producidos por la combustin del gas pasanentonces hacia abajo a travs de los ladrillos recuperadores (Checker bricks), transmitindoles sucalor sensible y luego salen a la atmsfera. El aire fro de soplo que entra, pasa hacia arriba atravs de los recuperadores en donde se calienta, luego voltea hacia abajo por la cmara decombustin y sale al ducto principal de aire caliente, habiendo alcanzado una temperaturaaproximadamente 900C, gracias al calor extrado de los ladrillos (Checkers) recuperadores decalor. Con tres estufas disponibles para el Alto Horno, dos pueden estar en calentamiento con gasy una podr estar soplando en cualquier momento.

Las estufas utilizan aproximadamente del 25 al 30% del gas producido por el Alto Horno, paracalentar el aire de soplo y tener as una eficiencia trmica de aproximadamente 25%.

Maquinas soplantes. El aire de soplo que se introduce por la toberas despus de serprecalentado a mas o menos 800C en las estufas, es suministrado por una mquina denominada"soplador", la cual es accionada por una turbina de vapor y un ventilador centrfugo de tipo axial oradial..

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