El horno rotatorio se utiliza en muchos procesos sólidos, incluidos el secado, la incineración, el calentamiento, el enfriamiento, la humidificación, la calcinación y la reducción, tiene muchas aplicaciones en diferentes industrias, como en la fabricación de cemento.
Esta amplia aplicación puede atribuirse a factores como la capacidad de manejar cargas variadas, con grandes variaciones en el tamaño de partícula. El horno rotatorio es un cilindro de acero ligeramente inclinado que reposa sobre soportes (rodillos de apoyo) con un revestimiento interior; está equipado con un motor rotatorio que induce un movimiento de giro. Este tipo de contactor gas/sólido fue inventado en la industria del cemento a principios del siglo XIX.
La aparición del horno rotatorio está estrechamente ligada a la creación del cemento Portland. En 1824, Joseph Aspdin produjo con éxito una cal eminentemente hidráulica cociendo a alta temperatura, en un horno de botella, una mezcla de caliza y arcillas; se refirió a su producción como “Cemento Portland”. Sin embargo, el horno de botella presentaba importantes defectos, entre ellos: solo aceptaba materiales secos; su temperatura no excedía la del horno de cal; su cocción era irregular; funcionaba solo de manera intermitente; y su calentamiento consumía una cantidad considerable de combustible.
En 1872, Johnson propuso combinar la cocción y el secado previo de la mezcla en un horno, al que llamó “horno de cámara u horno de Johnson”. En 1877 se inventó el horno de cuba (un horno de flujo vertical). Este diseño suponía una modificación de los hornos anteriores: el material y el combustible se introducían en el horno desde arriba. El clínker cocido salía por la parte inferior. La gran revolución en la continuidad del proceso de producción de cemento se produjo en última instancia con la puesta en servicio de los hornos rotatorios en 1880 por parte de Thomas Crampton, a pesar de experimentar problemas operativos. Según Redgrave, era difícil determinar exactamente cómo mejorar el funcionamiento de los hornos rotatorios, ya que seguía habiendo una gran incertidumbre en cuanto al grado exacto de calor necesario, la cantidad de aire atmosférico necesario, el efecto de la llama, la influencia del vapor y muchos otros aspectos que quedaban en manos del conductor del horno (operador empleado) debido a la ausencia de leyes científicas precisas.
En 1898, Hurry y Seaman mejoraron el diseño de los hornos rotatorios; añadieron un enfriador para facilitar la molienda y mejoraron la calidad del clínker. Estas mejoras aumentaron así los volúmenes de producción del horno al tiempo que producían un resultado más homogéneo. Los enfriadores satélite o planetarios aparecieron en la década de 1920, que consisten en un conjunto de tubos (normalmente de 7 a 10) unidos al cilindro del horno.
En 1930, en Alemania, se hicieron los primeros intentos de rediseñar el sistema del horno para minimizar el desperdicio de combustible, lo que dio lugar a dos desarrollos importantes: el precalentador de parrilla y el precalentador de suspensión de gas. Por último, en 1970 se introdujeron en Japón los hornos equipados con un precalcinador; desde entonces se han convertido en el equipo de elección para grandes instalaciones en todo el mundo. Este horno rotatorio requiere un sistema de sellado en la alimentación y la descarga entre la parte fija y la parte móvil para prevenir el ingreso de aire falso en el proceso.
Actualmente, la escasez y el agotamiento de los combustibles fósiles (que ha promovido la dependencia de energías alternativas), así como la gestión de las emisiones gaseosas y partículas finas en la atmósfera constituyen verdaderos desafíos a los que se enfrentan los hornos rotatorios, en particular los relacionados con la producción de cemento. Debido a esto muchas empresas alrededor del mundo cada vez invierten más en la búsqueda de tecnologías y buenas prácticas para contrarrestar el impacto ambiental y contribuir a la sostenibilidad.
Fuente: https://www.sciencedirect.com/