¿Qué es un Horno Industrial?
Los hornos industriales son equipos utilizados para calentar minerales y otros materiales a temperaturas extremadamente altas, generalmente superiores a los 400°C. Un ejemplo común de horno industrial es el alto horno, empleado en el proceso de fundición para extraer metales de los minerales. En este tipo de horno, se calienta el mineral, el combustible y la piedra caliza a temperaturas elevadas con el fin de obtener metal fundido.
Las características y especificaciones de los hornos industriales varían en función de la aplicación específica, el tipo de combustible utilizado y el método de iniciación de la combustión. Cada empresa selecciona e instala un horno industrial que se adapte a los requerimientos de su línea de producción y a su rendimiento. Es especialmente importante elegir un horno con una resistencia térmica adecuada a la temperatura de funcionamiento, para evitar el deterioro del aislamiento y las paredes del horno. Esto garantiza un funcionamiento seguro y eficiente del equipo en entornos de altas temperaturas.
Tipos de Hornos Industriales
Existe una gran variedad de hornos industriales, ya que las aplicaciones y procesos difieren en función de la industria y el producto a fabricar. Por lo general, funcionan a 400 °C o más, pero pueden personalizarse en función del proceso, y algunos funcionan en el rango de temperaturas de 100 °C.
Los tipos de hornos industriales más utilizados son los altos hornos, los hornos convertidores, los hornos de combustión, los hornos de resistencia y los hornos de inducción, que también se clasifican según el tipo de combustible utilizado, como gas, combustible líquido o electricidad. El tipo más utilizado, el alto horno, es un horno cilíndrico utilizado en el proceso de fundición para extraer metales de los minerales, donde los minerales, el combustible y la piedra caliza llenados hasta la parte superior del horno se calientan y reaccionan a medida que se mueven dentro del cilindro, produciendo metal fundido y escoria. Los altos hornos están diseñados para funcionar de forma continua durante más de 10 años, y una vez que se apagan, se requiere una gran cantidad de costos y tiempo para reiniciar las operaciones.
Estructura de los Hornos Industriales
Los hornos industriales constan de varios dispositivos como “intercambiadores de calor“, “soplantes”, “controles de combustible”, “quemadores”, “pilotos”, “encendedores”, “circuitos de control” y “termostatos”, cuyas especificaciones se modifican según la aplicación y función requeridas. Los principales factores que influyen en el cambio son el tipo de combustible y el método de inicio de la combustión.
Los materiales y la construcción de los hornos industriales también dependen de la temperatura a la que se utilicen. Si un horno industrial no se selecciona con el material, el volumen y la forma adecuados para el volumen de producción, la cantidad de combustible utilizado y la temperatura de calentamiento, por ejemplo, esto puede provocar daños acelerados en el horno, como daños en el aislamiento del horno y deterioro de las paredes, y un aumento de los costos de funcionamiento debido a la reducción de la eficiencia de calentamiento.
Quemadores de Hornos Industriales
Los quemadores son esenciales para los hornos industriales que utilizan combustibles como el gas o el petróleo. Existen diferentes tipos de quemadores, en función de la temperatura de funcionamiento del horno Industriales, la aplicación y el tipo de combustible utilizado.
Existen quemadores de bajo consumo que reducen la pérdida de calor del quemador. Un ejemplo de quemador de bajo consumo es un quemador con intercambiador de calor integrado, denominado quemador recuperador. Los quemadores normales tienen tuberías que disipan el calor cuando el aire precalentado se envía al quemador, pero los quemadores recuperativos no tienen tuberías, por lo que se evita esta disipación de calor.
Otro quemador que ahorra energía es el quemador regenerativo. Combina el quemador y la unidad de almacenamiento de calor en una sola unidad, lo que se traduce en un alto índice de recuperación del calor de escape. Estos quemadores incluyen quemadores regenerativos dobles, que tienen dos conjuntos de quemadores y una unidad de almacenamiento de calor que se queman alternativamente, de modo que mientras uno se quema, el otro precalienta el aire en la unidad de almacenamiento de calor, utilizando así el calor residual de manera más eficiente.
Combustible para Hornos Industriales
Recientemente, también se ha promovido la reducción del dióxido de carbono producido por la combustión para cumplir los requisitos medioambientales y de ahorro de costos, y se están desarrollando hornos industriales con bajas emisiones de carbono como parte del esfuerzo de desoxigenación. Algunos ejemplos de hornos industriales con bajas emisiones de carbono son los que utilizan hidrógeno o amoníaco, que no producen dióxido de carbono por combustión.
Sin embargo, aún no se han resuelto todos los problemas, ya que el hidrógeno tiene una tasa de combustión elevada y una temperatura alta, mientras que el amoníaco tiene una tasa de combustión baja y una temperatura baja. Requieren equipos diferentes a los del gas natural o el gas ciudad y aún están en fase de desarrollo.
Los hornos industriales de baja emisión de carbono forman parte de una iniciativa de descarbonización destinada a reducir los contaminantes atmosféricos. El Ministerio de Medio Ambiente ha facilitado información sobre este mecanismo para una sociedad neutra en carbono.