Aislamiento de conductos de aire caliente y estufas con paneles microporosos

El sistema de aire caliente es donde la eficiencia energética de un alto horno se gana o se pierde silenciosamente. Los regeneradores precalientan el aire de combustión a más de 1000 °C, y los conductos llevan ese aire caliente a las toberas bajo presión. Cada grado que se pierde a través de la carcasa del regenerador y las paredes del conducto es un grado que debe compensarse quemando más coque en el horno. Los paneles nanoporosos microporosos, colocados en capas dentro del conducto y detrás del revestimiento del regenerador, mantienen más de ese calor donde corresponde.

Por qué la temperatura del aire caliente es tan valiosa

La temperatura del aire caliente es una de las palancas más potentes sobre el consumo de coque y la productividad del horno. Una mayor temperatura del aire caliente significa que el horno necesita menos coque para alcanzar las mismas condiciones en la zona de toberas y raceway, lo que reduce el costo del combustible y aumenta la producción por tonelada de arrabio. El límite práctico es cuánto calor pueden retener los regeneradores y los conductos, y ahí es donde la calidad del aislamiento decide el techo.

Cómo se aplica el aislamiento

En los conductos de aire caliente, se aplican varias capas de tiras de panel microporoso dentro de la carcasa del conducto, y luego se instala la capa refractaria sobre ellas. En el propio regenerador, los paneles sirven como capa de respaldo detrás del refractario de trabajo en la cúpula y las paredes de la cámara de combustión.

• Prepare el interior de la carcasa del conducto o del regenerador.
• Coloque en capas los paneles o tiras microporosos contra la carcasa, cerrando las juntas para formar una barrera continua.
• Instale la capa refractaria de trabajo sobre los paneles.
• Use lámina flexible para las curvas y transiciones del conducto donde el panel rígido es difícil de ajustar.

Debido a que el panel tiene solo milímetros de espesor para una resistencia térmica dada, cabe dentro de los conductos sin reducir de manera significativa la sección transversal del gas, una ventaja real sobre los voluminosos paquetes de fibra cerámica o ladrillo aislante.

La ganancia de eficiencia

• Menor pérdida de calor por la carcasa del horno y las paredes del conducto.
• Mayor temperatura del aire caliente entregada a las toberas.
• Menor consumo de coque para la misma producción del horno.
• Superficies más frías del conducto y la carcasa, lo que mejora las condiciones de trabajo y la vida útil de la carcasa.

En cuanto a la eficiencia, el mismo enfoque de respaldo microporoso que eleva la eficiencia del aire caliente del alto horno en aproximadamente 10% en comparaciones de campo frente al aislamiento de respaldo convencional es lo que hace que la capa valga la pena especificar. La conductividad térmica del panel —de hasta 0,021 W/m·K a 200 °C— es la razón por la que supera a la fibra cerámica de un espesor mucho mayor.

Selección de tableros para sistemas de aire caliente

Los sistemas de aire caliente funcionan a altas temperaturas de interfaz, por lo que la selección del grado es importante. El grado 1000 (1000 °C) se utiliza cuando el tablero se encuentra bien detrás de la cara caliente; el grado 1100 (1100 °C) se especifica cuando la capa está más cerca de la temperatura del aire. Un cálculo térmico capa por capa confirma que el tablero nunca supera su clasificación de uso continuo.

Propiedad	Grado 1000	Grado 1100
Temperatura de clasificación	1000 °C	1100 °C
Densidad	220–280 kg/m³	220–280 kg/m³
Conductividad térmica, 200 °C	0,021 W/m·K	0,021 W/m·K
Conductividad térmica, 800 °C	0,034 W/m·K	0,034 W/m·K
Forma	Tablero, banda, lámina flexible	Tablero, banda, lámina flexible

Para los codos de conductos y la cúpula del horno, la lámina flexible y los tableros de forma personalizada siguen la geometría sin las holguras que dejan los tableros planos en una curva.

Productos recomendados para esta aplicación: tableros estándar para la estufa, lámina flexible para curvas de conductos, y tableros de forma personalizada para transiciones.

Preguntas Frecuentes

¿La placa restringe el flujo de aire?

No. Debido a que la placa logra su aislamiento en milímetros, añade mucho menos espesor de pared que la fibra cerámica o el ladrillo aislante, por lo que la sección transversal del conducto permanece esencialmente sin cambios.

¿Pueden las placas soportar la presión del aire caliente?

La placa es un aislante de respaldo detrás de la capa refractaria; el refractario soporta la presión del gas y la abrasión. La función de la placa es térmica, no estructural.

¿Cómo se verifica que la clasificación de temperatura sea segura?

Mediante cálculo térmico capa por capa. Se asignan la conductividad y el espesor de cada capa, y la temperatura de interfaz en la placa se verifica contra su clasificación de uso continuo antes de finalizar el diseño.

¿Cómo se fija el tablero dentro del conducto?

Los tableros se colocan en capas contra la carcasa del conducto y se mantienen mediante la capa refractaria aplicada sobre ellos. En las transiciones curvas, una lámina flexible envuelve el perfil y se asegura antes de aplicar el refractario, de modo que no haya hundimiento ni holgura durante el servicio.

Mantener la temperatura del aire caliente es mantener el margen. Contáctenos para obtener una recomendación de tablero y espesor específicos para aire caliente, o revise nuestra gama estándar de tableros. Contáctenos para comenzar.