Definicion Del Tipo de Horno Para San Miguel de Velasco Ceramic A)

8/2/2019 Definicion Del Tipo de Horno Para San Miguel de Velasco Ceramic A)

1/28

ESTUDIO DE DEFINICION DE TIPO DE HORNO APROPIADO PARA ELSECTOR LADRILLERO EN EL MUNICIPIO DE SAN MIGUEL DE VELASCO

INTRODUCCION

Estudio de definicin de tipo de horno apropiado para el sector ladrillero, para la implementacin de

una planta productora de cermica en el Municipio Autnomo de San Miguel de Velasco.

I. Objetivo y resultados

Objetivo general:

Desarrollar un proyecto definitivo del tipo de horno apropiado para sector ladrillero del MunicipioAutnomo de San Miguel de Velasco.

Objetivo Especifico.

Definir el tipo de horno a aplicarse en el sector ladrillero del Municipio Autnomo de San Miguel

de Velasco bajo los siguientes parmetros:

- La mayor eficiencia trmica medida en base a un ladrillo slido de 24x11.5x8 cm.- Capacidad para utilizar combustibles como la lea y/o aserrn y de mayor eficiencia trmica,con posibilidad a la reconversin al gas natural.

- Sistema de instrumentos y control del horno.

- Posibilidad de producir variedades de productos (ladrillos y tejas).

- El diseo debe utilizar una tecnologa intermedia, adecuada a la zona de aplicacin.

- Facilitar los criterios de asociatividad empresarial.

Resultados:

Contar con un documento tcnico definitivo a escala y que cuente con:

- Memoria descriptiva.

- Planos.

- Costos y presupuestos.

- Manual de operacin.- Conclusiones y Recomendaciones.

Con estos fines tcnicos y econmicos, teniendo en cuenta el cuidado del ambiente y lasalud de productores, usuarios y ciudadanos, ponemos a consideracin el diseo de un horno detecnologa intermedia denominado:


2/28

Horno continuo de cmaras mltiples, el mismo que ha sido seleccionado a partirde un exhaustivo estudio tcnico y econmico, comparativo entre los hornos tradicionales, de tiroabierto y con ventiladores, y los modernos hornos intermitentes, semicontinuos y continuos.

RESUMEN

1. Estudio de definicin de Tipo de Horno Apropiado para sector ladrillero.2. Trminos de referencia:Contar con un documento tcnico definitivo a escala y que cuente con:

- Memoria descriptiva.

- Planos.

- Costos y presupuestos.

- Manual de operacin.

- Conclusiones y Recomendaciones.

3. Se han estudiado los siguientes tipos de Horno:

De tiro abierto, de tiro directo con cpula, de tiro inverso descendente con cpula; horno catenariode tiro inverso con vagoneta removible, hornos semicontinuos de cmaras, hornos continuos tipoHoffman y tnel.

4. Se seleccion el Horno de tipo continuo de doce cmaras mltiples en atencin a las siguientescualidades:Capacidad de produccin de 60.000 ladrillos por ciclo, 300.000,00 mil ladrillos mensuales. 5 000ladrillos por cmara.Eficiencia trmica de 27 % sobre la eficiencia de hornos ladrilleros comunes.Rentabilidad del 20 % sobre la producida operando hornos ladrilleros tradicionales.

MEMORIA DESCRIPTIVA PARA EL ESTUDIO DE DEFINICIN DE TIPO DEHORNO APROPIADO PARA EL SECTOR LADRILLERO.

1.- OBJETO DEL PROYECTO:

ESTUDIO DE DEFINICIN DE TIPO DE HORNO APROPIADO PARA EL SECTORLADRILLERO

OBJETIVODisear un horno ladrillero de tecnologa intermedia que logre cocciones uniformes, sea

trmicamente eficiente, reduzca la contaminacin ambiental y pueda serfcilmente manejable.

1.1.- INDUSTRIAL.-

Proponer un diseo de un horno de tecnologa intermedia que represente un paso en lamodernizacin tecnolgica del sector.

1.2.- ECONMICO.-


3/28

El proyecto debe reducir los costos de fabricacin, costos de quema, costos por uso de combustible.

1.3.- LABORAL.-

El proyecto debe mejorar las condiciones de trabajo de los involucrados en la

produccin de ladrillos, introduciendo estandarizacin de la produccin y uso de normas de higieney seguridad para el trabajo.

1.4.- AMBIENTAL.-

El proyecto busca reducir ostensiblemente la emisin de gases contaminantes a la atmsfera, pormedio de un sistema de quemado ptimo de los combustibles, para contribuir con lapreservacin del aire limpio de la regin.

2 ANTECEDENTES.

2.1. DIAGNOSTICO DE LOS HORNOS UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA LADRILLERADE LA REGIN

Segn las indagaciones histricas que hemos realizado el tipo de hornos usado en la actualidad porlos ladrilleros de la regin, corresponde, todava, a diseos de hornos cermicos romanos quedatan de dos mil aos de antigedad.

Descripcin de las caractersticas fsicas y funcionamiento del horno tradicional.

Los hornos utilizados actualmente en el sector ladrillero del municipio de San Miguel de Velasco,poseen bsicamente dos formatos geomtricos y estos son: Cilndricos y los cbicos de baserectangular.Sus capacidades de carga oscilan entre 7.000 a 10.000 ladrillos artesanales o

mecanizados de 6 huecos, y de 4000 a 8000 tejas. Estos hornos se caracterizan por tener doscmaras una de combustin que se encuentra en la parte inferior cuya altura mxima es de 1 m.aproximadamente y seguida de otra cmara que es la de coccin cuya altura vara de 2 a 3 m. Existeuna parrilla que divide ambas cmaras y sirve como base para cargar los productos a quemarse.La cmara de coccin tiene generalmente una compuerta de carga ydescarga cuyas dimensiones vara entre 0,80 a 1,0 m a 1,20 a 1,50 m.de altura.La compuerta de la cmara de combustin tiene una forma de bveda catenaria, por dondese suministra el combustible (Residuos de madera aserrada, aserrn, lea, virutas, etc.)


4/28

2.1.2. Materiales de Construccin:

Los materiales de construccin utilizados en la construccin de los hornos son:

Piedras

LadrillosAdobesMortero de barro o arcilla,madera de refuerzo de tajiboCalaminas

2.1.4. CARACTERISTICAS DE UN HORNO LADRILLERO TRADICIONAL

Adicionalmente los hornos cuentan con machones de adobes cada dos metros aproximadamente queprotegen las paredes laterales del horno.Se debe destacar que no se utiliza materiales refractarios y refractarios aislantes trmicos, en laconstruccin de los hornos.

2.1.5. OPERACIN DEL HORNO:

La operacin del horno consta de las siguientes acciones:

1.-Se carga los materiales a quemarse, dejando espacios vacos pordonde pueda fluir el fuego ylos gases de combustin.

2.- Haciendo uso de lea, se enciende lentamente por un lapso de 4 horas aproximadamente, hastacompletar el secado de los productos a cochurarse o coccionarse. Luego se contina con la quemautilizando como combustibles aserrn, por un lapso estimado de 24 a 48horas hasta completar lacoccin de los productos.

Una vez que se ha completado la coccin se sella la parte superior del hornocon las cenizas extradas de la cmara de combustin, aserrn, productos malogrados, etc.Como tambin la compuerta de la cmara de combustin con ladrillos y sellando con morterode arcilla, para evitar un enfriamiento brusco y pueda malograr los productos coccionados.

3.-Se deja enfriar durante 48 horas aproximadamente, luego de este tiempo se puede descargarlos productos, observndose una prdida de aproximadamente del 20 %. De los productos cargadospor enconchamiento y rajaduras.

2.1.6. MANTENIMIENTO.

Los trabajos rutinarios de mantenimiento ms frecuentes en el horno son:

a) En el revoque en el interior de la cmara de coccin por que estos se agrietan frecuentemente comoconsecuencia de la dilatacin que sufre las paredes del horno.

b) En la bveda de la cmara de coccin puesto que algunos ladrillos que lo conforman tienden afusionarse, con lo cual corre riesgo la parrilla de carga, por lo que es necesario sustituirestas para garantizar su estabilidad.

Evaluacin de las caractersticas tcnicas del horno en el proceso de quema:


5/28

Los hornos utilizados en la industria ladrillera del sector, tcnicamente denominados Hornosde tiro ascendente y natural, nos muestra las siguientes caractersticas tcnicas durante suoperacin:

a) El horno no puede quemar completamente el combustible, es decir no hay combustin completa porfalta de oxgeno pese a tener la cmara de combustin alta, originado por la falta de chimenea quemejorara el tiro en el horno y una consecuencia directa de ello es que no aprovecha eficientementeel combustible.

b) El horno al carecer de bveda y de aislamiento trmico especialmente en la cmara de coccin, haceque disipe calor al medio ambiente, de esta manera se debe quemar ms combustible de lorequerido y se incrementa el tiempo de operacin.

c) En la cmara de coccin no hay una distribucin uniforme de temperatura, existiendo una gradienteapreciable, es as que en la parte inferior de la cmara de coccin es ms alta inclusive llegan afusionarse los productos lo que indica que ha alcanzado temperaturas superiores a1000 C y en laparte superior de la cmara todava los productos no han completado la coccin, lo que indica queno han superado los 800C. Hoy en da algunos van solucionando el problema adicionandocombustible en la parte superior del horno

d) Los productos coccionados no tienen una calidad homognea y que difcilmente podra pasarlos estndares de calidad si esta se sometiera a evaluacin.

e) La eficiencia trmica del horno es inferior al 20 %, es decir, que solamente aprovecha el 20 % de laenerga suministrada para coccionarlos productos mientras que, el 80%, se disipa por la partesuperior del horno y por las paredes de la cmara de coccin.

2.2. EVALUACIN DE LA EMISIN DE GASES TXICOS A LA ATMSFERA

Por el diseo de los hornos con el que vienen laborando los industriales de ladrillos y tejas en elmunicipio de San Miguel de Velasco, Presentan un problema crucial el cual es, la

combustin incompleta de los combustibles suministrados por falta de oxgeno, pese a tener lacmara de combustin un volumen considerable, esto es originado por la ausencia de tiroen el horno (ausencia de chimeneas). La existencia de un buen tiraje es muy importante porquepermite una buena circulacin de oxgeno en el interior del horno con lo que se obtiene una buenacombustin (quemar completamente el combustible). Esta deficiencia origina que los hornos seanfuentes de contaminacin ambiental, que a continuacin enumeramos:

a) Emisin de gases contaminantes, que ocurre durante la operacin del horno, debido a lacombustin incompleta de los combustibles utilizados y como consecuencia de ello, se lanza a laatmsfera grandes cantidades de gases txicos de CO, NO,SO2 , CO2 etc. que contaminan el airede zona circundante a la localidad de San Miguel de Velasco, generanriesgo de precipitacin de lluvias cidas que afectan a la actividad agrcola regional y que, adems,son contribuyentes potenciales del efecto invernadero que actualmente vienen destruyendo la capade ozono, poniendo en peligro la sostenibilidad de la vida y afectando al comportamiento delclima global.

b) Presencia de Sustancias Particuladas, estas se originan, principalmente, en ladescarga de los productos cocidos en los hornos, operacin en la que se observa la presenciade abundante subproductos de la coccin, cenizas que quedan despus de lacombustin de los combustibles slidos (ramas, aserrn) de estos materiales afecta a lasalud integral de la poblacin aledaa, generando condiciones para males bronco-respiratorios,silicosis, conjuntivitis crnica y hasta enfermedades malignas.


6/28

c) Inadecuado Manejo de Residuos Slidos, No se tiene lugares especialmente acondicionados paradepositar los residuos slidos de cenizas as como tambin ladrillos y tejas rotas. Tampoco hayprogramas para el reciclaje de estos materiales que pueden ser usados como abonos, en el casode las cenizas y como insumos anti-plsticos de la misma industria cermica en el caso de tejas yladrillos rotos.

PROBLEMAS ENCONTRADOS EN EL FUNCIONAMIENTO DE LOS HORNOSTRADICIONALES

2.3.1.- Combustin incompleta de los combustibles empleados.La buena combustin se realiza por un equilibrio entre la cantidad de combustible y la cantidadde oxgeno del aire necesario para esta reaccin qumica. Su deficiencia trae consigo laemisin de gases txicos como el monxido de carbono, anhdrido carbnico y gasessulfurosos junto con humo negro o carbn particulado, con lo que se poluye la atmsfera y secontribuye con el calentamiento global y la destruccin de nuestro ecosistemaComo resultado de esta quema deficiente, se requiere gastar ms combustible que

el requerido pues la eficiencia trmica es muy baja, lo que redunda en el alto costode las quemas con el consiguiente encarecimiento de los procesos de produccin.

2.3.2.- La mayor parte de los hornos son abiertos.

Este hecho hace que la gradiente trmica o la diferencia de temperaturas entre la base y parte altade la carga en la cmara de coccin sea muy grande por lo que las quemas son deficitarias,pudiendo fundirse la carga cercana a las llamas del hogar y quedar casi cruda la carga colocadaen la parte ms alta. Adems los hornos abiertos pierden la mayor parte de la energa trmicaproducida por el combustible, reducindose la eficiencia trmica de este en la coccin de la carga.

2.3.3.- Calidad deficiente de los productos.

Como consecuencia de las quemas deficientes se ofertan productos de calidad dudable, pues lamezcla cermica no llega a la quema completa o a la sinterizacin, quedando con un alto nivelde porosidad, baja resistencia al golpe, cizallamiento, abrasin y traccin. Sin contar la presenciade grnulos calcreos o caliche que al quemarse generan ndulos de cal que por higroscoparompen las estructuras de los ladrillos.

2.3.4.- Excesiva generacin de desperdicios slidos.

La industria ladrillera artesanal de la regin del municipio de San Miguel de Velasco genera en suactividad una gran cantidad de desperdicios slidos como ladrillos y tejas rotas, fundidas omal

quemadas que modifican el entorno dando una impresin de abandono y desorden.Estos materiales deben ser reprocesados, molidos y reciclados como materiales antiplsticoscomponentes de las pastas arcillosas, con esta operacin se eliminara la polucin por excretassolidad y se dara un valor agregando a estos desechos.

.4. EVALUACION TECNICA DE HORNOS

2.4.1. EVALUACION DE TEMPERATURA


7/28

En la figura siguiente se muestra la distribucin de temperaturas en la cmara de coccin,hornos tradicionales muy utilizados en la regin, en un muestreo de 15 hornoslos resultados son los siguientes:

Temperatura en la puerta del hogar o cmara de combustin es de 350 C y a un metro de la puerta

125 C.

En la superficie de la parrilla es de 820 C

La temperatura en la parte superior de la carga oscila entre 430 y 500 C. y la temperatura de la

pared externa del horno es 30 C.

De esta distribucin de temperatura podemos deducir lo siguiente:El horno pierde energa por la puerta de la cmara de combustin porque, estas son muy grandes,afectando la salud de los operarios horneros.

En la base de la carga es el nico lugar de temperatura en el cual pueden coccionarseadecuadamente los productos de arcilla, porque esta, se encuentra cerca al punto

de sinterizacin de la arcilla, obtenindose productos de arcilla cocida irreversibles a la accin de lahumedad.En la parte superior se ve que la temperatura no ha superado los 550C. lo que significa queestos productos estn crudos y todava no han adquirido las propiedades de un producto cermico yes atacado con relativa facilidad por la humedad del ambiente. Tambin nos muestra la existenciade una gradiente de temperatura muy grande de aproximadamente de 320 C. entre la parteinferior y superior de la carga, que debe ser eliminado prontamente.

Finalmente el adobe nos muestra ser un material con buenas caractersticas de aislamiento trmico,puesto que no permite la disipacin de calor a travs de l.

2.4.2. BALANCE DE ENERGIA EN HORNOS TRADICIONALES:

Base de clculo: 10 millares de ladrillos artesanales.Masa de ladrillo seco: 3,5 Kg.Humedad: 14 %.


8/28

Eficiencia trmica: 18 %

Se puede observar que gran parte de la energa proporcionada por los combustibles se pierde atravs del techo y las paredes especialmente.

2.4.5. DETERMINACIN

BALANCE DE ENERGIA EN HORNOS TRADICIONALES CON VENTILADOR:

Base de clculo: 3.000 ladrillos tipo adobitoMasa del ladrillo seco: 3,50 Kg.Humedad: 14 %.

Resumen del Balance de Energa

Rubro Cantidad Kcal.Calor para coccin de productos 2.025.000,00

Calor suministrado por los combustibles 7.457.500,00

Eficiencia trmica: 25%

3. ESTUDIO DE HORNOS LADRILLEROS DE BOVEDA

Descripcin de hornos de tecnologa intermedia, usados en la industria ladrillera.En las visitas de campo, hemos encontramos una serie de innovaciones realizadas porlos propios ladrilleros, innovaciones, en algunos casos y socializadas o compartidas, mientras queotras no eran compartidas y se encontraban slo en posesin de sus creadores o implementadores.

Hornos de bveda de tiro ascendente:

Estos hornos fueron desarrolladas por los aos de 1 550 a 1 650 C. Es ms eficiente quelos anteriores, la combustin se desarrolla en la cmara de combustin y el calor fluye de abajohacia arriba atravesndola carga para desfogar los gases de combustin por la chimenea que seencuentra encima de la bveda del horno. El inconveniente de estos hornos es que la cmara

de combustin tiene mayor temperatura en la parte inferior de la cmara de coccin y ms fra en laparte superior, lo que no garantiza una buena coccin de los productos.

Hornos de Cmaras Mltiples.-

Estos tienen como su antecesor a los hornos tubulares que los ceramistas Japoneses lomejoraron construyendo hornos de cmara continua. Consiste este horno en una seriede cmaras individuales pero conectadas entre s, y comparten el mismo can de chimenea. Existe

Rubro Cantidad Kcal.Calor para coccin de productos 7.440.500,00

Calor suministrado por los combustibles 38.350.000,00


9/28

hasta de 20 cmaras en algunos casos, son hornos de alta produccin. Su funcionamiento es muysencillo, el encendido se inicia en la primera cmara haciendo pasar el calor residual de los gasesde combustin a las siguientes cmaras para precalentar y completar el secado de losproductos cargados, cuando la primera cmara ha alcanzado la temperatura de coccin, la segundacmara estar entre los 300 a 400C., para cuando esto suceda se inicia la combustin en la segundacmara y la tercera cmara aprovechar el calor residual de la segunda cmara as sucesivamentehasta completar la serie, cabe indicar que cada cmara tiene su compuerta para la combustin.Estos hornos muy eficientes puesto que reducen enormemente el tiempo de operacin, comotambin los costos de operacin.

3.3.3. Hornos de Bveda de tiro Invertido.-

En Europa, por el ao de 1750, por la necesidad de mejorar la calidad de los productos se desarrollel horno de tiro invertido, cuya caracterstica es que la chimenea se encuentra en el piso delhorno, el fuego sigue hacia arriba para luego ser succionado por la chimenea atravesando lacarga de arriba hacia abajo, con lo que consigue una coccin homognea de los productos, puestoque existe una distribucin de temperatura uniforme en la cmara de coccin. Estos hornos

pueden tener formatos cilndricos y cbicos, cuyos volmenes variables tiene mucha la industriacermica incluyendo la industria ladrillera de produccin pequea y mediana.

3.3.4 HORNO SEMICONTINUO DE CAMARAS.-

Este tipo de horno rene las caractersticas de los hornos continuos y los intermitentes, y optimizael uso de la energa que se perdera en las cmaras subsiguientes. Adems cuenta convagonetas de carga para facilitar la carga y descargas, sin embargo su capacidad de produccin esinferior a los requerimientos del municipio de San Miguel de Velasco.


10/28

HORNOS CONTNUOS

Son hornos que se caracterizan por operar las 24 horas del da y los 365 das al ao. Son hornosutilizados en centros de gran produccin y cuyo costo de implementacin tambin son elevados.Dentro de estos hornos tenemos los siguientes:

3.4.1. Hornos de Tnel.-

Estos hornos se caracterizan por que el producto a coccionarse se desplaza continuamente envagonetas o rodillos a travs de un largo aproximado de 100 metros de longitud y divididos en tressectores, precalentamiento, coccin y enfriamiento. Los productos se desplazan del sector deprecalentamiento hacia la zona de coccin, siguiendo un programa de coccin con parmetros yadefinidos para cada tipo de pasta. Obtenindose productos de alta calidad. El aire circula en sentidocontrario al desplazamiento de la carga, generando una horro en el consumo de combustible en lasetapas de precalentamiento y secado. Estos son hornos de alta productividad pues su capacidadoscila desde 15 a 90 metros cbicos por da.La economa del horno tnel estriba en que se recupera el calor de de combustin para calentar lacarga que entra y utilizando el calor de los ladrillos que se enfran para precalentar el aire de lacombustin o en algunos casos, para secar ladrillos.Ventajas:Hornos para procesos de produccin continua y de volmenes grandes. Carga y descargasencilla.

Ahorro de combustible y alta eficiencia trmica.

Desventajas:Alto costo inicial para su construccin,

Alto costo de mantenimiento de los accesorios del horno.

Trabaja solo con cargas con formato uniforme..


11/28

ESQUEMA DEL HORNO ANULAR HOFFMAN

ESQUEMA DEL HORNO TNEL
http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/patrimonio/rutas/arqueologia/Memoria/Memoria-barro/hornoHoffmanampliado.asphttp://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/patrimonio/rutas/arqueologia/Memoria/Memoria-barro/hornoHoffmanampliado.asp


12/28

HORNO CONTINUO MULTICAMARAS A GAS Y LEA (MUNICIPIO DE WARNES)

En la zona norte de la ciudad de santa cruz, en el municipio de Warnes este tipo de hornos seencuentran en plena produccin, siendo los ms comunes en la produccin industrial deldepartamento de Santa Cruz.


13/28

Horno a Gas

Tolva, Cajn alimentador y triturador Chapeador, laminador y extrusora

Extrusora Transporte de la extrusora al secadero

Quemadores de gas Vista frontal del horno

Cmara cargada


14/28

Ducto conductor de calor a la cmara de secado

Secado natural Cmara de secado artificial

Horno a Lea similar al propuesto en el presente diseo para el Municipio de San Miguel deVelasco.


15/28

4. HORNO APROPIADO PARA EL SECTOR LADRILLERO DEL MUNICIPIO DE SANMIGUEL DE VELASCO

4.1. TAMAO Y DIMENSIONAMIENTO DEL HORNO.

La produccin de Ladrillos en San Miguel de Velasco se encuentra de acuerdo al siguiente detalle:-Tenemos una produccin mensual de 120 millares de ladrillos.-Por estas consideraciones, se propone construir un horno con una capacidad de quema de 120millares de quema por mes. Cada cmara tiene una capacidad de coccin de 5.000 ladrillos/12horas, por tanto tendramos una produccin diaria de 10.000 unidades, haciendo un total mensual de300.000 ladrillos y 3.600.000 unidades al ao.

El horno que cumple estas caractersticas es el horno de cmaras continuas, que se prestapara una operacin continua, quemando volmenes acordes a la demanda, alcanzando a laproduccin promedio mensual requerida por sector ladrillero de San Miguel de Velasco.

El volumen a quemarse por mes ser de 300 millares de ladrillos.-Por las razones indicadas anteriormente se propone construir un horno de 12 cmaras cada unade ellas con una capacidad de carga de cinco millares. Con lo que se puede satisfacer la demanda deSan Miguel de Velasco


16/28

4.2. RESUMEN DE LAS CARACTERSTICAS TCNICAS DEL HORNO:


17/28

El horno propuesto consta de doce cmaras contiguas comunicadas entre s porductos, con una capacidad de carga de 5 millares de ladrillos por cmara, con una produccin globalde 60.000 ladrillos por ciclo de quema. Cada ciclo tiene una duracin aproximada de 144 Hrs. yLa produccin aproximada mensual de este horno es de 300 millares de ladrillos por mes.

A continuacin se detalla las especificaciones tcnicas del horno:

rea del terreno: 20.000 metros cuadradosVolumen de produccin: 60 millares por ciclo, (300 millares de ladrillos por mes)Volumen de carga: 12 m3 por cmaraTemperatura mxima: Hasta1000 C.

Temperatura de trabajo: 900 C.Tiempo de operacin: 144 horasConsumo de energa: 30.153.600,00 Kcal.Consumo de energa por hora: 209.400,00 Kcal.rea de combustin: 2,7 m cuadrados/CmaraNmero de alimentadores por cmara: 05 unidades.Altura de Chimenea: 12 m.Dimetro de Chimenea: 1.20 m.


18/28

PARTICULARIDADES DEL HORNO DE CAMARAS MULTIPLES

Las particularidades tcnicas ms resaltantes que presenta el horno seleccionado son los siguientes:

Los objetivos de la innovacin tecnolgica son:

1.- Mejorar la rentabilidad,2.-Aumentar los beneficios y3.-Reducir la contaminacin

4.4.1.- Horno cerrado con cpula

El horno va a contar con doce cmaras de techo de bveda construido con ladrillos, recubiertos conadobe, lo cual se evitar la fuga de calor hacia el exterior con lo que se ahorrar el consumode combustible como tambin que se consiga una temperatura constante en la cmarade coccin con lo que se garantizar la calidad homognea de los productos quemados.

4.4.2.- Chimenea.

Es un elemento muy importante del horno puesto que nos permite que exista una buenacirculacin de aire y gases en el horno, lo que permite una buena combustin del combustiblesuministrado al horno, con lo que se logra evitar la emisin de gases contaminantes a la atmsferaespecialmente el CO. Finalmente este hecho redunda una vez ms en el mejor aprovechamiento delpoder calorfico del combustible.

TIRO INVERSO O DESCENDENTE


19/28

El sentido de las llamas es inverso, de arriba para abajo. Las llamas son succionadas por el tiro queejerce la chimenea

4.4.4.- QUEMA ECOLGICA.

Para garantizar una quema limpia el horno contar con un quemador auxiliar en la bese de lachimenea, para completar la combustin de monxido de carbono residual, especialmente en laetapa inicial de operacin del horno

AIRE FORZADO CALIENTE

Con la finalidad de conseguir una combustin eficiente del combustible (Lea), se va a suministraraire precalentado a la cmara de combustin del horno, con lo que se garantizaun buen performance del carbn, puesto que este se va a quemar en un sistema de lecho fluidizado.

4.4.6.- AISLAMIENTO TRMICO

Las cmaras de coccin del horno se van a recubrir con adobe con la que se evitar laprdida de calor a travs de las paredes del horno, con el consiguiente ahorro en el consumode combustible.

4.4.7.- DISEO PARA USO DE COMBUSTIBLES DIVERSOS


20/28

La cmara de combustin del horno estar acondicionada para quemar combustibles slidoslea, aserrn, y gas natural.

4.4.8.- RECUPARACIN DE LA ENERGA RESIDUAL EN EL HORNO DECMARAS

El calor residual proveniente de la quema de las cmaras anteriores del horno, son aprovechados porlas cmaras contiguas al atravesar por unos ductos de succin alcanzando temperaturas queoscilan entre 400 a 450 C. Con lo que se consigue un precalentamiento y secado de losproductos cargados en esta cmara ahorrando tiempo y energa en esta etapa inicial de laquema, que es la ms difcil donde generalmente se originan las prdidas del producto porrajaduras y desconchamiento por un secado muy rpido

CONTROL TCNICO DE LA TEMPERATURA

Para un mejor control de la temperatura y para introducir la tecnologa moderna se usartermocuplas y pirmetros porttiles digitales, as como el control por conos Orton.

En conclusin todas estas caractersticas innovadoras se integran en eltipo de horno denominado de cmaras, en el cual a travs de un anlisis beneficiocosto, sustentado en los balances de energa comparados, entre los hornos en uso actuales de tirodirecto y abiertos, han dado una diferencia de 36% (es decir 55% 19%) en cuanto a la variable deingeniera, ms importante que es la eficiencia trmica.Por lo tanto el horno seleccionado como el ms apropiado para la industria ladrillera del SanMiguel de Velasco, y que cumple con las caractersticas de ser de tecnologa intermedia, reducir laemanacin de gases txicos y de fcil operacin es el HORNO DE CMARAS MLTIPLES


21/28


22/28

5.1.5. Chimenea.-

Es el conducto por donde se evacuan los gases de combustin a la atmosfera, es un elemento muyimportante para el buen funcionamiento del horno. Es muy importante el clculo de la longitudde la chimenea para que haya un buen tiro, es decir, una buena presin de succin que permita unabuena circulacin de aire y gases en las cmaras. Para el horno se ha calculado una altura de 12 m.

5.1.6. Orificios de alimentacin de Lea

El horno cuenta con dos sistemas de alimentacin. El alimentador de lea se encuentra en la partedel horno, aproximadamente a 80 cm. Del piso, mientras por la parte superior existen 4orificios de alimentacin de lea por cada cmara.

5.1.7. Ventilador o exaustor.-

Es un accesorio muy importante para la buena combustin del combustible, puesto que sirve parainsuflar aire caliente a la cmara de combustin. El ventilador es centrifugo con un caudalde 794.56 pies cbicos por minuto y una potencia de 5 HP.

5.1.9. Pirmetros.-

El pirmetro es un instrumento de medicin de temperatura en la cmara de coccin, consta de dospartes:

a) El indicador de temperatura cuya escala es de 0 a 1 200 C.b) Los termopares tipo K, con una longitud de 0,60 m.

EVALUACION TECNICA Y ECONOMICA DEL HORNO DE CAMARAS

5.3.1. BALANCE DE ENERGA:

Base de clculo: 60 millares de ladrillos artesanales,Masa de ladrillo seco: 3,50 Kg.Humedad: 14 %.En la Tabla se muestra el resumen del balance de energa:Resumen de Balance de Energa en Hornos de Cmaras

N de CmaraCalor requerido paracoccionar productos(Kcal)

Calor proporcionado porcombustibles (Kcal)

1 3.349.925,00 5.490.702,75

2 1.693.125,00 2.111.157,003 1.693.125,00 2.111.157,00

4 1.693.125,00 2.111.157,00

5 1.693.125,00 2.111.157,00

6 1.693.125,00 2.111.157,00

7 1.693.125,00 2.111.157,00

8 1.693.125,00 2.111.157,00


23/28

Se considera como margen de seguridad 5 % del calor proporcionado por el combustible.

Calor proporcionado por el combustible: 30.149.101,24 Kcal.

Eficiencia trmica: 45 %.

Del cuadro se concluye:La cmara 1 consume mayor cantidad de energa por que tiene su punto de partida la temperaturaambiente.Las cmaras 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,11, y 12 consumen menor energa por que estas ya se han

calentado haciendo uso del calor residual de la cmara anterior, partiendo de temperaturas de 450C. Aproximadamente, donde los productos se encuentran exentos de humedad.Al aprovechar el horno la energa residual de las cmaras anteriores eleva su eficiencia trmicaaproximadamente en un 45 %, respecto a los hornos tradicionales lo que repercute en la rentabilidadeconmica del sector.

5.3.2. CONSUMO Y COSTO DE COMBUSTIBLE

Asumiendo que cadaciclo del horno trabajara con 50% de lea y 50% con aserrn, las cantidadessern las siguientes. Estas cantidades pueden modificar de acuerdo a disponibilidad en barracas.

Combustible

Valor Calorfico

Kcal/Kg.

Cantidad en

kg. Precio/kg. TotalLea seca 4770 3.160,00 0,27 853,20

Aserrn seco 4260 3.540,00 0,23 814,20

Total 6.700,00 1.667,40

.

BALANCE ENERGIA

Cmara 1

Base de clculo:5000 ladrillosMasa de ladrillo crudo= 3,50 Kg.Masa de ladrillo cocido = 3,00 Kg.Humedad =14 %

CALCULOS

9 1.693.125,00 2.111.157,00

10 1.693.125,00 2.111.157,00

11 1.693.125,00 2.111.157,00

12 1.693.125,00 2.111.157,00

Total 21.974.300,00 28.713.429,75


24/28

a) Calor requerido para la coccin de productosBALANCE DE ENERGIA CAMARA 1

m= masa del producto ladrillo crudo 3,5 Kg

Ce= Calor especfico del producto 0,25 K cal/KgT= Diferencia de Temperatura 882 C

Ti= Temperatura Inicial 18 C

Tf= Temperatura Final 900 C

Q1= 3.318.525,00 Kcal

b)

m= masa de H2O 2500

Ce= Calor especfico del producto 0,9975T= Diferencia de Temperatura 1

Ti= Temperatura Inicial 900

Tf= Temperatura Final 899 = Calor latente de vaporizacin 540

Q2= 1.352.493,75 Kcal

c) Calor disipado por la paredes y bovedas del horno

PARED

K= Coeficiente de prdida de calor 840 K cal/m2 hT= Diferencia de Tiempo 12 h

A= rea de Bveda 25,74 m2

Q3= 259.459,20 Kcal

BOVEDA



Q3= 126.604,80 Kcal

Q3Total= 386.064,00 Kcal

TmCQe

1

mTmCQe

2

TKAQ 3


25/28

d) Calor requerido para calentar la parrilla de deflectores

m= masa de los deflectores y parrilla 1980 Kg

Ce= Calor especfico del producto 0,25 K cal/Kg CT= Diferencia de Temperatura 876 C



Q4= 433.620,00 Kcal

Calor suministrado a la cmara 1 = 5.490.702,75 Kcal

BALANCE DE ENERGIA CAMARA 2

a) Calor requerido para la coccin de ladrillos

m= masa del producto ladrillo crudo 3,01 Kg

Ce= Calor especfico del producto 0,25 K cal/KgT= Diferencia de Temperatura 450 C


Tf= Temperatura Final 900 CQ1= 1.693.125,00 Kcal

b) Calor disipado por la pared y Bveda del HornoPARED



Q2= 129.729,60 Kcal

TmCQe

4

TmCQe

1


26/28

BOVEDA



Q2= 63.302,40 Kcal

Q2Total= 193.032,00 Kcal

c) Calor requerido para calentar la parrilla y deflectores

El balance de energa en las cmaras 3,4,5,6,7,8,9,10,11 y 12 es similar a la cmara 2

Finalmente el calor suministrado a todo el horno es de 28.713.429,75

La energa suministrada con 5% de factor de seguridad 29.942.117,10Kcal.

Para la generacin de 30.149.101,24Kcal. Se necesitan 15.800,00 Kg. de lea y 17.700,00 deaserrn seco.

m= masa del agua 0,4 Kg

Ce= Calor especfico del producto 0,25 K cal/Kg

T= Diferencia de Temperatura 450 CTi= Temperatura Inicial 450 C


Q3= 225.000,00 Kcal

TmCQe

3


27/28

ANALISIS DE LA OFERTA DE MAQUINARIA


28/28

SOUZA

SOUZA BOLTEC TECNOMAN

MAQUINARIA CAPACIDAD PRECIO

TIEMPO

DE

ENTREGA

CAPACIDAD PRECIOTIEMPO DE

ENTREGACAPACIDAD PRECIO

TIEMPO DE

ENTREGA

CAJONALIMENTADOR

TRITURADOR

CHAPEADOR

LAMINADOR

EXTRUSORA

CORTADORA

Definicion Del Tipo de Horno Para San Miguel de Velasco Ceramic A)

Documents

Transcript of Definicion Del Tipo de Horno Para San Miguel de Velasco Ceramic A)