3. Modelo de recuperación de calor para la zona de enfriamiento
En resumen, existen dos componentes de calor recuperables en la zona de enfriamiento de un horno túnel. El primero es el calor de alta temperatura generado por la barrera de enfriamiento rápido, y el segundo es el calor de baja temperatura producido durante el enfriamiento acelerado. Ambos componentes son aire caliente limpio y seco, apto para su uso en la cámara de secado.
Tras introducir la barrera de enfriamiento rápido en el horno, se produce una diferencia de temperatura significativa dentro y fuera de los productos. Para garantizar la uniformidad de la temperatura del horno y del producto, es fundamental extraer el gas de alta temperatura generado por la barrera de enfriamiento rápido a contracorriente. Esto significa que la salida para extraer el gas de alta temperatura debe estar más cerca de la salida del horno túnel que la entrada para introducir el gas de enfriamiento rápido.
Debido a la alta temperatura del gas extraído del horno, el conducto de extracción debe ser de acero resistente al calor. Además, debe estar equipado con válvulas especiales para la distribución del aire frío. El conducto principal de aire caliente puede contar con una válvula de entrada para aire frío, y el conducto principal de aire caliente debe contar con una válvula de entrada para aire frío. La temperatura del aire caliente que entra en el ventilador de recuperación de calor no debe superar los 300 °C.
Un gran volumen de aire para acelerar el enfriamiento se introduce en el horno desde la cola y se extrae gradualmente por la parte superior tras el intercambio de calor con los productos. La temperatura del aire caliente que entra en el ventilador de recuperación de calor de baja temperatura es de aproximadamente 150 °C.
La cámara de secado requiere una temperatura y un volumen de aire completamente diferentes para el medio de secado. Por lo tanto, es necesario instalar un ventilador de aire caliente independiente para el secado y un ventilador de precalentamiento para el horno túnel, con un contenedor interpuesto entre ambos. Esto facilita la mezcla de aire caliente de alta temperatura, aire caliente de baja temperatura y aire frío inyectado, asegurando que el ventilador de aire caliente proporcione a la cámara de secado la temperatura y el volumen de aire adecuados para el medio de secado. Este proceso puede automatizarse. Además, los sistemas de trabajo del horno túnel y de la cámara de secado están completamente separados, lo que facilita su control y ajuste independientes.
4. Otro calor recuperable en el horno túnel
4.1 Calor del humo
En la zona de cocción del horno túnel, se genera una gran cantidad de humo al quemar el combustible para la cocción de los productos, el cual fluye a la zona de precalentamiento bajo la acción del extractor, precalentando las piezas. Si se extrae calor del humo a alta temperatura, a 350 °C, en la zona de calor residual, esto afectará indudablemente el efecto de calentamiento inicial del humo en la zona de precalentamiento. La principal desventaja de utilizar humo a alta temperatura es que los gases ácidos presentes en el humo corroen gravemente el equipo de secado, y el gas que sale de la cámara de secado representa un riesgo para el medio ambiente. Por lo tanto, no se recomienda utilizar el calor del humo como medio de secado. En su lugar, el humo debe intercambiarse completamente con las piezas dentro del horno túnel hasta que su temperatura descienda a 100-150 °C. Posteriormente, debe expulsarse del horno y tratarse centralmente mediante un equipo de eliminación de polvo para cumplir con los requisitos estándar antes de su descarga.
4.2 Intercambio de calor de la cavidad del horno
Anteriormente, el intercambio de calor en la cavidad del horno se consideraba un método para aislarlo. Con la mejora de los materiales aislantes, este método se ha ido eliminando gradualmente, especialmente el intercambio de calor en la cavidad de la pared del horno. Algunos hornos de túnel aún cuentan con intercambio de calor en la cavidad superior para reducir la temperatura de la estructura del techo. El aire caliente intercambiado a aproximadamente 50 °C puede utilizarse como volumen de aire suplementario para el medio de secado.
4.3 Aire caliente después del enfriamiento del vagón del horno
Los hornos túnel modernos están equipados con un sistema de compensación de presión en el tren de rodaje. Un ventilador se instala en el punto de máxima acumulación de calor, debajo de la vagoneta, para impulsar aire sobre las piezas estructurales de la vagoneta y enfriarlas. Tras el intercambio de calor, el gas fluye en dos direcciones: hacia el cabezal y la cola del horno. El gas que fluye hacia el cabezal se extrae en el punto de escape correspondiente para lograr el equilibrio de presión entre las partes superior e inferior de la zona de precalentamiento. Debido al sellado imperfecto entre las vagonetas, algunos componentes del humo pueden infiltrarse en la parte inferior de la vagoneta. Por lo tanto, el gas generalmente se trata junto con los gases de escape del horno a través del sistema de escape. El gas que fluye hacia la cola del horno ingresa a la tubería de recuperación de calor de baja temperatura a través de tuberías.
5. Conclusión
1. El uso de la barrera de enfriamiento rápido permite dividir el horno túnel en dos partes. La combinación de la recuperación de calor con los requisitos del proceso de enfriamiento permite recuperar eficazmente el aire caliente seco y cristalino como medio de secado en la zona de enfriamiento del horno túnel.
2. Según cálculos y experiencia práctica, el calor recuperado de la zona de enfriamiento del horno túnel puede representar entre el 35 % y el 45 % del consumo total de calor del horno, satisfaciendo así las necesidades de calor de la cámara de secado. Por ejemplo, en un horno túnel con un índice de consumo de calor de 380 kcal/kg, el calor recuperado puede alcanzar las 152 kcal/kg. El índice de consumo de calor de la cámara de secado es de aproximadamente 1100 kcal/kg de agua. Cuando el contenido de humedad de las piezas húmedas se reduce del 20 % a una humedad residual del 2 % durante el secado, el calor requerido es de 160 kcal/kg, lo que permite un equilibrio básico entre la oferta y la demanda.
3. En hornos de túnel de combustión interna, siempre que no estén sobrecalentados, este método de recuperación de calor también es aplicable. Se recomienda no superar una tasa de combustión interna del 80 %.
4. En hornos túnel de cocción secundaria, nunca se debe extraer humo como medio de secado. Este método perjudica el proceso de cocción del horno túnel, es perjudicial para el medio ambiente y perjudicial para los equipos de secado y los talleres de estructuras de acero.