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Laminación
Tabla 1
Comparación de temperaturas en el horno tipo empujador y localización geométrica aproximada, tomando el origen en el piso de la zona de compensación
Medidor
Tipo
Temperatura
Temperatura
X (m)
Y (m)
Z (m)
Diferencia %
medida, K
simulada, K
1
Termopar
1371
1328
13.30
-1.15
-7.4
3.13
2
Termopar
1297
1344
10.83
-1.12
-7.4
3.49
3
Termopar
1450
1479
8.20
2.33
-7.4
1.96
4
Termopar
1458
1426
1.45
1.70
-4.41
2.19
5
Termopar
1481
1512
1.45
1.82
-10.29
2.05
6
Pirómetro
1330
1295
6.82
0.16
-7.35
2.63
7
Pirómetro
1323
1302
15.04
0.16
-7.35
1.58
los skids atrapa las partículas que lo impactan. Se inyecta-
ron 11550 partículas de óxido de fierro de 1 centímetro
de diámetro, con una densidad de 5600 kg/m 3 , a 1000 °C.
Con los resultados estimados se realizó un análisis estadís-
tico y se predijo cuál de los 6 skids se fracturaría debido al
desgaste del refractario en esta zona, por el gran número
de partículas que lo golpean.
3. Resultados
En esta sección, se compararon los resultados obtenidos
en el modelo, monitoreando la temperatura en la misma
posición donde se encuentran los termopares en el horno
de la planta Ternium-Xoxtla. El horno cuenta con 7 medi-
dores de temperatura localizados en las posiciones descri-
tas en la tabla 1.
De los resultados de la tabla 1, puede observarse que
la diferencia máxima de temperatura de los gases de la
zona de calentamiento, medidos por los sensores (1, 2 y
3) y comparados con los valores obtenidos en la simula-
ción numérica, es de alrededor del 3%. Los termopares 1,
2, 3 están posicionados sobre el plano central del horno,
mostrado en la Figura 4; los termopares 1 y 2 están ins-
talados en la zona de calentamiento inferior y el 3 en la
zona de calentamiento superior. El resto de los sensores de
temperatura están localizados en la zona de compensación
donde la diferencia máxima, entre el valor de temperatura
medida en planta y el valor estimado en la simulación, es
de 2.19 %.
En la figura 4 se muestra el campo de temperatura en
un plano central del horno de recalentamiento, se puede
observar la posición de cuatro medidores de temperatura,
así como la dirección del recorrido de las palanquillas y el
sentido de los gases de combustión en la zona de calenta-
miento. La temperatura máxima encontrada en el interior
del horno fue de 1998 K y corresponde a la flama de los
quemadores de la zona de calentamiento.
4. Discusión y resultados
Análisis de la dinámica de fluidos
La dinámica de fluidos en los hornos de recalentamien-
to de flamas directas es compleja, depende en gran medida
de la configuración geométrica de horno y de la medida
de las palanquillas, así como de la ubicación de la salida de
los gases y los tipos de quemadores utilizados. Las partícu-
las inyectadas en esta simulación, fueron arrastradas por el
flujo del fluido, siguiendo las mismas líneas de corriente
principales. En la Figura 5 se muestran los vectores de velo-
cidad de los gases provenientes de la zona de calentamien-
to que entran a la zona de compensación y favorece la ho-
mogenización de temperatura en la carga de palanquillas.
Figura 5
Figura 4
Campo de temperatura en grados Kelvin estimado para un plano del horno de
recalentamiento; se muestran posiciones de termopares 1,2, 3 y Pirómetro 1.
Vectores de velocidad coloreados por magnitud (metros/segundo); plano que
muestra un corte justo por arriba de la carga de palanquillas.