Isolamento Microporoso para Dutos de Ar Quente

O sistema de ar quente é onde a eficiência energética de um alto-forno é silenciosamente ganha ou perdida. Os regeneradores pré-aquecem o ar de combustão a bem mais de 1000 °C, e os dutos transportam esse ar quente até as ventaneiras sob pressão. Cada grau perdido através da carcaça do regenerador e das paredes dos dutos é um grau que tem de ser compensado queimando mais coque no forno. Placas nanoporosas microporosas, aplicadas no interior do duto e atrás do revestimento do regenerador, mantêm mais desse calor onde ele pertence.

Por que a temperatura do ar quente é tão valiosa

A temperatura do ar quente é uma das alavancas mais fortes sobre o consumo de coque e a produtividade do forno. Uma temperatura mais alta do ar quente significa que o forno precisa de menos coque para atingir as mesmas condições na zona de corrida das ventaneiras, o que reduz o custo de combustível e aumenta a produção por tonelada de ferro-gusa. O limite prático é quanto calor os regeneradores e os dutos conseguem reter — e é aí que a qualidade do isolamento decide o teto.

Como o isolamento é aplicado

Nos dutos de ar quente, várias camadas de tiras de placas microporosas são aplicadas no interior da carcaça do duto, e depois a camada refratária é instalada sobre elas. No próprio regenerador, as placas servem como camada de reserva atrás do refratário de trabalho na cúpula e nas paredes da câmara de combustão.

Prepare o interior da carcaça do duto ou do regenerador.
Aplique camadas de placas ou tiras microporosas contra a carcaça, fechando as juntas para formar uma barreira contínua.
Instale a camada refratária de trabalho sobre as placas.
Use chapa flexível para as curvas e transições do duto, onde a placa rígida é difícil de ajustar.

Como a placa tem apenas milímetros de espessura para uma dada resistência térmica, ela cabe dentro dos dutos sem reduzir significativamente a secção transversal do gás — uma vantagem real em relação a pacotes volumosos de fibra cerâmica ou tijolo isolante.

O Ganho de Eficiência

Menor perda de calor da carcaça do forno e das paredes do duto.
Temperatura do ar de sopro mais alta entregue às ventaneiras.
Taxa de coque reduzida para a mesma produção do forno.
Superfícies mais frias do duto e da carcaça, o que melhora as condições de trabalho e a vida útil da carcaça.

Do lado da eficiência, a mesma abordagem de backup microporoso que eleva a eficiência do ar quente do alto-forno em aproximadamente 10% em comparações de campo contra o isolamento de backup convencional é o que torna a camada digna de especificação. A condutividade térmica da placa — até 0,021 W/m·K a 200 °C — é a razão pela qual ela supera a fibra cerâmica de espessura muito maior.

Seleção de Placas para Sistemas de Ar Quente

Os sistemas de ar quente operam a temperaturas de interface elevadas, pelo que a seleção da classe é importante. A classe 1000 (1000 °C) é utilizada quando a placa fica bem atrás da face quente; a classe 1100 (1100 °C) é especificada quando a camada fica mais próxima da temperatura do ar. Um cálculo térmico camada a camada confirma que a placa nunca excede a sua classificação de uso contínuo.

Propriedade	Grau 1000	Grau 1100
Temperatura de classificação	1000 °C	1100 °C
Densidade	220–280 kg/m³	220–280 kg/m³
Condutividade térmica, 200 °C	0,021 W/m·K	0,021 W/m·K
Condutividade térmica, 800 °C	0,034 W/m·K	0,034 W/m·K
Forma	Placa, tira, folha flexível	Placa, tira, folha flexível

Para curvas de dutos e a cúpula do forno, folhas flexíveis e placas de formato personalizado acompanham a geometria sem as lacunas que as placas planas deixam em uma curva.

Produtos recomendados para esta aplicação: placas padrão para o fogão, chapa flexível para curvas de conduta, e placas com formato personalizado para transições.

Perguntas Frequentes

A placa restringe o fluxo de ar?

Não. Como a placa atinge o seu isolamento em milímetros, adiciona muito menos espessura de parede do que a fibra cerâmica ou o tijolo isolante, pelo que a secção transversal da conduta permanece essencialmente inalterada.

As placas suportam a pressão do ar quente?

A placa é um isolante de reserva atrás da camada refratária; o refratário suporta a pressão do gás e a abrasão. A função da placa é térmica, não estrutural.

Como se verifica se a classificação de temperatura é segura?

Através de cálculo térmico camada por camada. A condutividade e a espessura de cada camada são atribuídas, e a temperatura da interface na placa é verificada em relação à sua classificação de uso contínuo antes de o projeto ser finalizado.

Como a placa é fixada dentro do duto?

As placas são dispostas em camadas contra a carcaça do duto e mantidas pela camada refratária aplicada sobre elas. Em transições curvas, uma manta flexível envolve o perfil e é fixada antes da aplicação do refratário, de modo que não haja deformação ou folga durante a operação.

Manter a temperatura do ar quente é manter margem. Entre em contato conosco para uma recomendação de placa e espessura específicas para ar quente, ou consulte nossa linha padrão de placas. Contacte-nos para começar.