Horno rotatorio de cal

Horno rotatorio de cal (también conocido como horno rotatorio de tambor)

El horno rotatorio de cal es un equipo industrial esencial, diseñado específicamente para calcinar caliza y producir cal activa (compuesta principalmente por óxido de calcio). Facilita la descomposición de la caliza en óxido de calcio y dióxido de carbono a alta temperatura, y su función abarca todo el proceso de procesamiento de la materia prima, el aprovechamiento de la energía térmica y el control de calidad del producto. Gracias a su avanzado diseño estructural, su eficiente capacidad de intercambio de calor y su estable rendimiento operativo, este equipo se emplea ampliamente en sectores de la industria pesada como la de materiales de construcción, la ingeniería química y la metalurgia. Constituye un eslabón fundamental que conecta las materias primas de caliza con las necesidades de las industrias transformadoras.

En cuanto a su estructura central, el horno rotatorio de cal combina estabilidad y especialización. Consta principalmente de componentes clave, como el cuerpo del horno, el sistema de accionamiento, el dispositivo de soporte, el dispositivo de combustión y el dispositivo de sellado. El cuerpo del horno está fabricado en acero resistente a altas temperaturas y a la corrosión, revestido internamente con materiales refractarios compuestos. Este revestimiento protege el cuerpo del horno de la erosión por altas temperaturas y reduce la pérdida de calor por radiación. El cuerpo del horno está diseñado con una inclinación del 3,5 % al 4 %, y su relación longitud-diámetro se mantiene típicamente entre 11 y 16, lo que le permite adaptarse a una deflexión del cuerpo del horno de hasta ±150 mm. El sistema de accionamiento está equipado con un motor de control de velocidad continuo, junto con accionamientos auxiliares y fuentes de alimentación de emergencia, lo que garantiza una rotación lenta y constante del cuerpo del horno. El dispositivo de soporte soporta con precisión el peso del cuerpo del horno, garantizando un funcionamiento suave.

Un aspecto fundamental es la estructura de sellado. El cabezal y la cola del horno emplean un sello de escamas combinado, compuesto por escamas metálicas y materiales flexibles, que logra un coeficiente de fuga de aire inferior al 10% y mantiene un ambiente estable a alta temperatura dentro del horno. Además, se complementa con un precalentador vertical de baja caída de presión y un enfriador vertical compacto, conformando un sistema completo de intercambio de calor.

Su principio de funcionamiento se centra en "accionamiento rotatorio continuo + intercambio de calor por zonas," dividido en tres etapas: precalentamiento, calcinación y enfriamiento. La materia prima de piedra caliza entra primero en el precalentador vertical, donde el precalentamiento eficiente resulta en una tasa de descomposición del 20%-25% antes de entrar al horno. Puede utilizar directamente materias primas de grano fino de 10-15 mm, mejorando la utilización de recursos. El material precalentado entra al cuerpo del horno desde la cola del horno (extremo superior). Utilizando la inclinación del horno y la rotación lenta, gira uniformemente en la dirección circunferencial y se mueve axialmente a una velocidad constante hacia la cabeza del horno (extremo inferior). El dispositivo de combustión en la cabeza del horno proporciona calor basado en el tipo de combustible (carbón, gas natural, petróleo pesado, etc.), estabilizando la temperatura de calcinación dentro del horno entre 1250-1350 °C, donde la piedra caliza experimenta su reacción de descomposición del núcleo. La cal calcinada entra entonces en el enfriador vertical. El enfriador permite una ventilación por zonas, enfriando la cal descargada a temperatura ambiente de +80 °C, lo que facilita su posterior transporte y almacenamiento. Simultáneamente, puede precalentar el aire secundario que entra al horno a más de 700 °C, lo que permite la recuperación y reutilización del calor residual, reduciendo así el consumo de combustible. Los gases de escape, como el dióxido de carbono producido por la combustión, se tratan antes de su emisión. Todo el proceso permite un funcionamiento continuo y altamente eficiente.

Las principales ventajas técnicas del horno rotatorio de cal se concentran en tres dimensiones: eficiencia térmica, rendimiento de sellado y estabilidad.

1. Alta eficiencia térmica: Gracias al efecto sinérgico del precalentador vertical de baja caída de presión y el enfriador vertical, la recuperación y el aprovechamiento del calor residual mejoran significativamente. Esto no solo reduce la longitud del horno (la relación longitud-diámetro puede reducirse a 14-15) y la disipación de calor, sino que también disminuye el consumo de energía por unidad de producto.

2. Excelente rendimiento de sellado: La estructura de sellado de escala combinada controla eficazmente la tasa de fugas de aire. Junto con el revestimiento refractario compuesto, reduce aún más la pérdida de calor, garantizando un entorno térmico estable dentro del horno.

3. Funcionamiento estable y fiable: El sistema de control de velocidad continuo permite ajustar con precisión la velocidad de rotación del horno para adaptarse a las diferentes necesidades de producción. La configuración de accionamientos auxiliares y fuentes de alimentación de emergencia evita interrupciones de la producción causadas por fallos repentinos. Además, el equipo cuenta con pocas piezas vulnerables y una alta tasa de funcionamiento.

Además, al controlar con precisión la temperatura de calcinación y el tiempo de residencia del material, se pueden evitar de manera efectiva fenómenos como la combustión excesiva o insuficiente, produciendo cal de alta actividad que cumple con los estrictos requisitos de calidad de la materia prima de las industrias posteriores.

En términos de escenarios de aplicación, el horno rotatorio de cal exhibe una fuerte adaptabilidad y es parte integral de varios sectores industriales fundamentales.

• En la industria de materiales de construcción, se utiliza para producir cal de construcción, proporcionando materias primas fundamentales para el hormigón, mortero y otros materiales de construcción.

• En la industria química, actúa como proveedor clave de materia prima para la producción de productos químicos como carburo de calcio, carbonato de sodio y polvo blanqueador.

La industria metalúrgica es uno de sus principales campos de aplicación. La cal activa producida se utiliza como fundente en los procesos de fabricación de acero para la desulfuración y desfosforación, mejorando directamente la calidad del acero.

El mercado ofrece hornos rotatorios de cal en diversas especificaciones y modelos. Los equipos a gran escala ofrecen ventajas como una alta capacidad de producción y un rendimiento estable, ideales para grandes empresas. Los equipos a pequeña escala, caracterizados por una menor inversión y una rápida rentabilidad, satisfacen las necesidades de las pequeñas y medianas empresas. Las empresas pueden seleccionar el modelo adecuado según sus necesidades de capacidad de producción y sus condiciones operativas reales.