Aluminio 67

Kanthal APM, Kanthal APMT
Special Metals MA956
Alloy 214
Otros problemas que pueden presentarse dependiendo del proceso de fusión son:
‣ Corrosión de tubos por contaminación de fundentes con Cl¯ y F¯
‣ Corrosión de tubos por la combustión tardía del aire de dilución + CO + H₂ + R-CH
‣ Aumento de ΔT por aumento de la productividad al tener un recuperador de energía de
gases de combustión y no respetar T máximas de seguridad, este aumento genera como
ya se mencionó corrosión de tubos
‣ Aumento de T en tubos por reducción de flujo de aire de combustión (bypass)
1.e.3.- Quemadores regenerativos
Son dos quemadores diametralmente opuestos que tienen un lecho de esferas de alúmina.
Mientras un quemador está funcionando el otro quemador funciona como chimenea y se precalienta
el lecho de esferas, luego cada 20 segundos aproximadamente se apaga y se enciende el
que permanecía apagado funcionando como chimenea, el aire de combustión pasa por el lecho de
esferas y logra reducir el consumo de gas un 30 al 40%
El cuadro de gas es complejo y de materiales especiales, su costo es del orden de 3:1 respecto a
un cuadro de gas normal.
El lecho de esferas debe renovarse desde una vez por semana a una vez por mes, cambiándolo por
otro limpio, la tarea de limpieza demanda varias horas.
En Argentina se encuentran instalados varios hornos de este diseño.
2.- Prototipo Experimental
2.a.- Variables de Diseño del Intercambiador
El prototipo experimental se desarrolló tomando como base el concepto de un intercambiador dentro
de la chimenea de humos.
En el planteo de las ecuaciones de transferencia térmica de un intercambiador tubo-carcaza para
este caso tenemos más incógnitas que ecuaciones por lo que se tuvo que realizar un programa de
iteración hasta conseguir resultados aceptables.
Se adoptó un flujo en contracorriente, eligiendo el pasaje de los humos por dentro de los tubos y el
aire de precalentamiento por la carcasa.
Se aprovecharon elementos de acero y equipos existentes para la reducción del costo del prototipo
experimental a nivel laboratorio.
Los datos para la partida del cálculo fueron:
Temperatura de salida de humos de combustión 850 ⁰C, que coincidía con la temperatura media
medida en la Planta de aluminio.
Se utilizó un quemador de 20 m³/hora de gas natural con Venturi para 200 m³/hora de aire (relación
aire/gas para combustión completa 10:1)
Potencia del quemador: 200.000 Kcal/hora
Área mínima de chimenea ≥ 275 cm² (cálculo de Etchegoyen)
Volumen de humos dentro de los caños del intercambiador: 220 m³/hora
Área de pasaje de humos ≥ 275 cm²
Tipo de flujo: contracorriente, los humos de combustión pasando por el Øi de los tubos y el aire
a precalentar por la carcasa.
Se adoptó un Øe de tubo de 34 mm pues era la disponibilidad rápidamente encontrada en los proveedores
habituales, el número de tubos del intercambiador dependía del área de intercambio de
cálculo y además la de las áreas internas de los tubos debía ser ≥ 275 cm²
La longitud del intercambiador se estableció en 1100 mm y el diámetro de la carcasa 430 mm.
Se adoptó una distribución de caños, un paso de caño, un número de bafles y una abertura de
pasaje de aire por el diámetro interior de la carcasa para tener la máxima transferencia térmica y
la mínima caída de presión del aire.
Para simplificar el diseño, en este prototipo se estableció soldar las dos bridas externas a la carcasa
y tubos por lo que se debió incorporar una junta de dilatación en el centro de la carcasa.
Para bajar los gastos del prototipo experimental, todos los materiales utilizados fueron aceros de
calidad SAE 1010 y 1020.
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