REFRACTARIO AUMENTO DE PERFORMANCE ING. MARCIO GERALDO DE OLIVEIRA MAGNESITA REFRÁTARIOS SA

Transcripción

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2 REFRACTARIO AUMENTO DE PERFORMANCE AUTOR: COMPAÑÍA: ING. MARCIO GERALDO DE OLIVEIRA MAGNESITA REFRÁTARIOS SA

3 INTRODUCCIÓN Refractario es una tecnología preparada para suportar elevadas temperaturas en ambientes químicos agresivos y de stress mecánico. En un horno de clínker todos estos los factores actúan en el refractario por lo cual debe soportar hasta su limite. La performance del refractario debe ser optimizada de acuerdo con un análisis de proceso (investigación) y una correcta especificación de la tecnología para lograr una performance deseada para el horno de clínker.

4 OBJETIVO DE PERFORMANCE 12 meses 18 meses 10 meses 6 meses Entender el proceso... Optimizar el refractario Medir el costo/beneficio

5 REFRACTARIO - PERFORMANCE Para aumentar la performance del refractario, es importante entender su mecanismo de desgaste y conocer los limitantes del proceso.

6 PROCESO Y SUS EFECTOS Proceso Aspectos Efectos Llama Debe ser centralizada y con energía suficiente para permitir la quema estable de los combustibles (fuel, carbón, petcoque, etc) Una llama incorrecta (forma y posición) lleva al aumento de consumo de refractario. Hay un aumento localizado de carga térmica en el refractario. Módulos químicos Combustibles y Alternativos Mecánicos Operación (Harina y Clínquer) Deben ser controlados al menor desvío químico posible. Su composición debe ser la más estable posible con un sistema de inyección confiable y constante. La estructura mecánica del horno rotativo debe ser estable (ovalización, holgura, alineación). Operación inadecuada, cambios constantes de procedimientos, falta entrenamientos. El descontrol químico aumenta el consumo de refractario debido a los cambios en la calidad de la fase liquida (viscosidad y reactividad) Cambios en los combustibles alteran la carga térmica del horno y afecta el consumo de refractario. De igual manera, una estructura mecánica inestable lleva a un consumo elevado de refractario. Una operación inadecuada puede llevar a inestabilidad operacional de horno y como consecuencia aumento de consumo de refractario.

7 MECANISMO DE DESGASTE TERMICO QUIMICO MECANICO

8 ASPECTO TERMICO INESTABILIDAD TERMICA - HORNO Desvío de llama Forma inadecuada de la llama Balanza del combustible inestable Proyecto del quemador Desequilibrio operacional Calidad y tipo de combustible Choque Térmico INVESTIGACIÓN Hay una alteración de la estructura del refractario y formación de otras fases con menor refractariedad debido la incidencia de una elevada energía térmica.

9 ASPECTO TERMICO SOBRE CARGA TERMICA FASES DENSAS INFILTRACIÓN DE FASE LIQUIDA DE CLÍNQUER AUMENTO DE TAMAÑO DEL CRISTAL DE MgO (de 120mm a 700mm)

10 ASPECTO QUIMICO INESTABILIDAD QUIMICA Ataque de fase líquida ( Post Mortem ) FCS (alto desvío > 2,0) MS (alto desvío > 0,05) MA (alto desvío > 0,05) Elevado contenido de K2O, Na2O, S. Inestabilidad granulométrica de la harina Variabilidad química de los residuos INVESTIGACIÓN La fase liquida infiltra en la estructura del refractario y ocurre la formación de otras fases mineralógicas de menor refractariedad. Ocurre corrosión química de la espinela del refractario.

11 MECANISMO DE DESGASTE QUIMICO PRESENCIA DE SALES DENSIDAD INFILTRACIÓN DE ALCALIS Y AZUFRE PORISIDAD M. ELASTICO SPALLING GRIETAS

12 ASPECTO MECANICO STRESS MECANICO EXCESO DE OVALIDAD DEFORMACIÓN EN EL HORNO DESALINEAMIENTO DEL HORNO INVESTIGACIÓN Ocurre cambios de posición de los ladrillos al interior del horno, stress mecánico y rompimiento de la cerámica, formación de grietas en el refractarios.

13 MECANISMO DE DESGASTE MECANICO DESALINEAMIENTO OVALIDAD DEFORMACIÓN

14 MECANISMO DE DESGASTE OVALIDAD

15 g/t Eficiencia Operacional REFRACTARIO - PERFORMANCE Consumo de Refractario (g/t) - OPTIMIZACIÓN Tiempo (año) Consumo g/t Eficiencia EFICIENCIA OP. = Factor que relaciona tiempo util, Productividad y Calidad

16 HORNO DE CLINQUER Calcinación T. Superior Clinquerización T. Inferior Calcinación T. Superior Clinq. T. Inferior Temp. (ºC) Ataque Quimico no crítico critico ++ critico critico Térmico (kcal/kg ck) no critico critico ++ crítico critico Spalling critico ++ critico critico + critico Abrasión crítico critico critico + critico Costra no critico Inestable Estable sin costra Performance > 3 años 8 a 18 meses 8 a 14 meses 8 a 14 meses Fases CaOfree, Quartz, Harinha C2S, C4AF, C3S, CaOfree C3S, C2S, C4AF, C3A, CaOfree C3S, C2S, C4AF, C3A, CaOfree

17 SOLUCIÓN EN REFRACTARIO EFECTO SOLUCIÓN TERMICO Alta refractariedad QUIMICO Baja permeabilidad MECANICO Alta Flexibilidad

18 !MUCHAS GRACIAS!