Migliorate la stabilità dei forni rotativi con un controllo preciso della combustione

Il forno rotativo collega il preriscaldatore e il raffreddatore in un processo termico continuo. La farina cruda entra nel forno, viene riscaldata e sinterizzata nella zona di cottura ed esce come clinker mentre i gas caldi scorrono in controcorrente verso il preriscaldatore.

L'uso efficiente dell'energia termica e la prevenzione dei problemi a livello di sistema richiedono un'ottimizzazione mirata del preriscaldatore e dei cicloni che permetta di ridurre gli intasamenti e minimizzare le dispersioni di calore. Combustione, tiraggio e flusso del materiale sono strettamente interconnessi e quindi i problemi che si verificano in una parte del sistema si propagano rapidamente a tutta la linea di processo.

• Elevato carico di polveri: i flussi di gas intorno al forno e al preriscaldatore trasportano dense concentrazioni di particolato che sporcano rapidamente le ottiche, ostruiscono le linee di campionamento e accelerano la deriva dei sensori esposti. Nel tempo, ciò riduce la qualità dei segnali e aumenta l'impegno necessario a mantenere affidabili le misure
• Velocità del particolato e usura abrasiva: a causa delle polveri e delle particelle fini di clinker ad alta velocità, sonde, ottiche e custodie sono soggette a una sorta di sabbiatura continua. L'erosione meccanica riduce l'integrità dei sensori, indebolisce i rivestimenti di protezione e aumenta i tassi di guasto in aree quali la cappa, il condotto di risalita e le uscite del preriscaldatore
• Esposizione a temperature estreme: le temperature del gas in prossimità della fiamma possono avvicinarsi a 1 900 °C e il clinker lascia la zona di cottura a circa 1 450 °C. Anche gli strumenti installati a distanza sono soggetti a calore radiante e cicli termici che possono causare derive, invecchiamento precoce o bruciatura completa degli elementi sensibili e dell'elettronica
• Cicli dei volatili (S, Cl, alcali): zolfo, cloro e alcali ricircolano tra il forno, il condotto di risalita e il preriscaldatore. Questi composti si condensano e rievaporano ripetutamente, formando dei depositi appiccicosi che ricoprono le superfici dei sensori e interferiscono con la trasmissione dei segnali. Contribuiscono anche alla corrosione, alla contaminazione dei sensori e all'instabilità di misura, in particolare nei sistemi di analisi dei gas

Il funzionamento stabile del forno dipende da poche ma importanti variabili che rimangono misurabili nonostante il calore, la polvere e le sollecitazioni meccaniche. I punti che seguono elencano le misure critiche che assicurano una visibilità tempestiva sulle prestazioni di combustione, sul bilancio termico e sul flusso di materiale intorno al forno:

• Temperatura: temperature della zona di cottura, della cappa e dell'aria secondaria (misure che indicano la stabilità della fiamma, il carico termico e il comportamento di sinterizzazione del clinker)
• Pressione: pressione in cappa e differenziale del ventilatore di tiraggio/aspirazione (indicatori primari delle condizioni di combustione, delle infiltrazioni d'aria e della costanza del flusso di gas)
• Portata: portate dell'aria secondaria/terziaria e dell'alimentazione del combustibile (misura che controlla miscelazione, efficienza di combustione e bilancio termico)
• Livello/depositi: rilevamento di livello o intasamento senza contatto nei punti di entrata o di alimentazione del forno (misura radiometrica o a microonde per aree gravose; previene le interruzioni dell'alimentazione e gli intasamenti in entrata)
• Analisi dei gas: indicatori di combustione quali O₂/CO/NO/SO₂ (misurati all'entrata del forno o nei punti a valle per valutare la qualità della combustione e gli effetti del ciclo dei volatili)