REFRACTARIO AUMENTO DE PERFORMANCE AUTOR: COMPAÑÍA:

ING. MARCIO GERALDO DE OLIVEIRA MAGNESITA REFRÁTARIOS SA

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.

OBJETIVO DE PERFORMANCE

18 meses 12 meses

10 meses 6 meses

• Entender el proceso.... • Optimizar el refractario • Medir el costo/beneficio

REFRACTARIO - PERFORMANCE

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

PROCESO Y SUS EFECTOS Proceso

Aspectos

Efectos

Llama

Una llama incorrecta (forma y posición) lleva al Debe ser centralizada y con energía suficiente para aumento de consumo de refractario. Hay un permitir la quema estable de los combustibles (fuel, aumento localizado de carga térmica en el carbón, petcoque, etc) refractario.

Módulos químicos

El descontrol químico aumenta el consumo de (Harina y Clínquer) Deben ser controlados al menor refractario debido a los cambios en la calidad de desvío químico posible. la fase liquida (viscosidad y reactividad)

Combustibles y Alternativos

Cambios en los combustibles alteran la carga Su composición debe ser la más estable posible con térmica del horno y afecta el consumo de un sistema de inyección confiable y constante. refractario.

Mecánicos

De igual manera, una estructura mecánica La estructura mecánica del horno rotativo debe ser inestable lleva a un consumo elevado de estable (ovalización, holgura, alineación). refractario.

Operación

Una operación inadecuada puede llevar a de inestabilidad operacional de horno y como consecuencia aumento de consumo de refractario.

Operación inadecuada, cambios constantes procedimientos, falta entrenamientos.

MECANISMO DE DESGASTE

TERMICO

QUIMICO MECANICO

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.

ASPECTO TERMICO SOBRE CARGA TERMICA FASES DENSAS

INFILTRACIÓN DE FASE LIQUIDA DE CLÍNQUER

AUMENTO DE TAMAÑO DEL CRISTAL DE MgO (de 120mm a 700mm)

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.

MECANISMO DE DESGASTE QUIMICO

PRESENCIA DE SALES

DENSIDAD

INFILTRACIÓN DE ALCALIS Y AZUFRE

PORISIDAD M. ELASTICO

SPALLING

GRIETAS

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.

MECANISMO DE DESGASTE MECANICO DESALINEAMIENTO

OVALIDAD

DEFORMACIÓN

MECANISMO DE DESGASTE OVALIDAD

REFRACTARIO - PERFORMANCE

700

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

600

g/t

500 400 300 200 100 0 1

2

3 4 Tiempo (año)

5

Eficiencia Operacional

Consumo de Refractario (g/t) - OPTIMIZACIÓN

6 Consumo g/t

EFICIENCIA OP. = Factor que relaciona tiempo util, Productividad y Calidad

Eficiencia

HORNO DE CLINQUER

Calcinación

T. Superior

Clinquerización

T. Inferior

Calcinación

T. Superior

Clinq.

T. Inferior

Temp. (ºC)

800 - 1000

1000 - 1200

1300 - 1550

1300 - 1000

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

CaOfree, Quartz, Harinha

C2S, C4AF, C3S, CaOfree

C3S, C2S, C4AF, C3A, CaOfree

C3S, C2S, C4AF, C3A, CaOfree

Fases

SOLUCIÓN EN REFRACTARIO

EFECTO

SOLUCIÓN

TERMICO

Alta refractariedad

QUIMICO

Baja permeabilidad

MECANICO

Alta Flexibilidad

!MUCHAS GRACIAS!