Mejorar el rendimiento de los hornos de fusión de aluminio
En el reciclaje de aluminio se utilizan hornos rotativos a altas temperaturas para fundir chatarra y escoria, subproductos de fundiciones anteriores de metales. Una de las principales ventajas de estos hornos es su capacidad para procesar una amplia variedad de chatarra reciclable en fundiciones. En rotación, los materiales para fundir entran en contacto directo con los gases de combustión y la pared refractaria del horno calentada por un quemador.
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La solución de la oxicombustión
Air Liquide ha desarrollado una gama de quemadores de oxicombustión para el reciclaje de chatarra de tipo II y III. Los compuestos orgánicos que contienen pueden actuar como combustible reduciendo de este modo el consumo del combustible principal del horno y, en consecuencia, el coste de energía necesario para la fusión.
Gracias a dos tipos de modos de combustión, los quemadores diseñados por Air Liquide optimizan la transferencia de la energía necesaria durante las diferentes etapas del proceso de fabricación de metal fundido. Un primer modo dirige la llama hacia la carga para garantizar una capacidad máxima de fusión de los metales. Un segundo modo mantiene una temperatura homogénea para evitar la oxidación del aluminio en los puntos calientes y preservar la vida útil de los refractarios.
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Sistema de control continuo de Air Liquide
Un sistema de control mide la temperatura del humo en tiempo real. Los picos de temperatura revelan la presencia de CO no quemado que se libera por la combustión incompleta de los compuestos orgánicos. Cuando el sistema detecta un pico de temperatura, reduce el suministro de combustible al quemador para forzar la combustión completa de los compuestos orgánicos. Toda la energía térmica que aportan estos compuestos se aprovecha para la fusión en el horno en lugar de perderla en la chimenea.
La instalación incluye un termopar ubicado en el lugar adecuado de la chimenea y una válvula de respuesta rápida dirigida por el sistema de control para ajustar el flujo de combustible de acuerdo con la temperatura.
Caso práctico
Ejemplo de un horno rotativo de 18 toneladas para producir aluminio fundido, inicialmente transformado para oxicombustión con un quemador Air Liquide.
Se supervisó el consumo de gas natural durante tres meses y se comparó con el funcionamiento al aire. La conversión de la combustión de oxígeno redujo el consumo de gas natural un 50 % y el tiempo de fusión en una hora.
Durante esta primera etapa, el rendimiento metálico del 95 % se mantuvo similar al rendimiento esperado con el funcionamiento al aire.
En una segunda fase, se puso en marcha el sistema de control de Air Liquide con todos sus equipos para poder reciclar chatarra de tipo III.
La eficiencia del horno en términos energéticos mejoró con una reducción adicional del consumo de gas natural del 6 %, con relación a la primera fase, sin efecto en los humos, con un ligero aumento del rendimiento metálico.
Los ahorros adicionales de combustible dependen de la cantidad de materia orgánica en la chatarra.
