EuroWire January 2007

español Mejora de la eficiencia del combustible de un horno de recocido de lecho fluidizado Por J Friedman, Universidad de Ryerson, Toronto, Canadá, y G Lundy, The ICE Group Ltd, Québec, Canadá

Introducción Los hornos de recocido de lecho fluidizado se van difundiendo cada vez más en la industria del alambre de acero porque representan la alternativa más factible a los sistemas de recocido con plomo, cuya instalación es difícil o imposible en muchos países debido a la rigidez de las normas de protección ambiental . Aunque el lecho fluidizado sea una buena alternativa al plomo, presenta algunas limitaciones, en particular por lo que se refiere al consumo de combustible en caso de cargas reducidas. Esta limitación se debe a la convicción que el lecho fluidizado debe funcionar a una velocidad de fluidización fija para poder asegurar condiciones de transferencia de calor uniformes. El concepto es que variando la velocidad de fluidización se influencia la tasa de transferencia de calor a los alambres sumergidos y se obtiene, por consiguiente, un producto de calidad variable. Esta convicción es el resultado de investigaciones sobre transferencia de calor a cilindros sumergidos realizadas en las últimas décadas. Estos estudios, resumidos por Saxena 1 , muestran claramente que la tasa de transferencia de calor a un cilindro sumergido aumenta al disminuir la velocidad de fluidización. Sin embargo, todas estas investigaciones se basan en experimentos de transferencia de calor a tubos de 12,7mm de diámetro o más grandes, utilizados como tubos de calderas sumergidos en lechos fluidizados de carbón para generar energía. Prácticamente no se conocen resultados de investigaciones sobre cilindros de dimensiones más pequeñas. En experimentos recientes, realizados en la Universidad de Ryerson 2 , se ha demostrado que esta tendencia se rompe aproximadamente con valores por

debajo de 10mm de diámetro en lechos fluidizados de óxido de aluminio con granos de tamaño comprendido entre 50 y 90 (145-330 μ m). Efectivamente, se ha demostrado que la tasa de transferencia de calor a alambres sumergidos en lecho fluidizado es prácticamente constante cuando la velocidad de fluidización de U/U mf es > 2. Esto está claramente ilustrado en la Figura 1, que muestra los datos actuales de un alambre de 3,18mm (1/8") sumergido en un lecho fluidizado con grano de tamaño 60 (250 μ m). La figura muestra también las previsiones de las correlaciones para alambre de iguales dimensiones en las mismas condiciones. Claramente, estas correlaciones 1 , todas derivadas de datos para la transferencia de calor a tubos sumergidos de diámetro comprendido entre 25 y 50mm, no pueden ser usadas para prever con precisión la tasa de transferencia de calor a cilindros de las mismas dimensiones del alambre.

Una nueva correlación, adecuada para alambres, ha sido desarrollada e ilustrada en 2 . Una de las implicaciones principales de estos resultados es que la velocidad de fluidización en un lecho fluidizado puede ser variada en un campo bastante amplio sin influenciar la tasa de transferencia de calor y, por consiguiente, la calidad del producto.

Argumentación

La mayor parte de los lechos fluidizados utilizados para tratar térmicamente los alambres están formados por tres o más zonas de control. Cada zona está equipada con su propio sistema de control de temperatura, pero normalmente todas las zonas tienen la misma longitud y están reguladas a las mismas o aproximadamente las mismas temperaturas y velocidades de fluidización. El alambre frío entra en el horno en la Zona 1, donde se absorben grandes

Figura 1 : Comparación de correlaciones estándares con datos para transferencia de calor a un alambre de 3,18mm en un lecho fluidizado (de 2) ▼

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EuroWire – Enera de 2007