Los cañones de aire de Martin^® mejoran las operaciones en Drake Cement

[Paulden, AZ] – La más reciente compañía de cemento en el sudoeste ha especificado un total de 53 cañones de aire para prevenir las acumulaciones y asegurar el flujo del proceso, con los tiempos y secuencia de encendido determinados principalmente mediante el control de lógica programable. Los esfuerzos de Drake Cement tuvieron tanto éxito que la planta está funcionando ahora a la máxima capacidad de aproximadamente 100 toneladas cortas por hora.  La instalación no tuvo cierres o limpieza manual en casi un año de operación y ha evitado el tiempo de pérdida de producción y los costos de mantenimiento asociados con la acumulación excesiva de material.

La planta de Drake comenzó sus operaciones en 2011 y se especializó en productos de cemento Portland de alta calidad para el mercado de América del Norte.  La instalación se encuentra junto a una vieja ciudad ferroviaria, aproximadamente a 10 millas al norte de Paulden y utiliza un moderno precalentador/precalcinador de seis etapas con una capacidad máxima de 660,000 toneladas de clínker por año. 

El flujo eficiente del material es un componente clave de la fabricación con proceso seco de Drake y la acumulación en bandeja de almacenamiento, contenedores de proceso o tuberías de alimentación puede obstruir incluso este sistema tan bien diseñado.  Los bloqueos pueden crear obstáculos expansivos en el rendimiento del equipo y la eficiencia del proceso, aumentar los gastos de mantenimiento y desviar a la mano de obra de las actividades principales de la empresa y en algunos casos, generar riesgos para la seguridad del personal. 

Los ingenieros diseñaron el proceso de Drake Cement especificando inicialmente 15 cañones de aire de Martin Engineering en ubicaciones cruciales para controlar la acumulación y mejorar el flujo del material.  La tecnología del cañón de aire fue lanzada al mercado en 1974 por Martin Engineering y desde entonces, ha desarrollado una probada trayectoria en todo el mundo por su capacidad para aliviar las obstrucciones de material a granel.  Los cañones de aire de extra alta velocidad Martin^® de Drake Cement disparan una poderosa descarga de aire comprimido para eliminar el material adherido a las paredes de los contenedores. 

“Los cañones originales se encontraban a la entrada del horno, a la entrada del enfriador y en la torre del precalentador”, recuerda el gerente de proyectos de ingeniería Antonio Quiroz.  “Nosotros ya estábamos familiarizados con los diseños de Martin Engineering por nuestras dos otras operaciones en Perú y queríamos utilizar la misma tecnología que había funcionado bien para nosotros en esas plantas.”

Al igual que la mayoría de las plantas nuevas de cemento, Quiroz sabía que la instalación de Drake requeriría una puesta a punto del flujo del material para optimizar el proceso. “Cada vez que se inicia un nuevo proceso, siempre hay que hacer pequeños ajustes para maximizar el flujo del material”, observó Quiroz.  “En general no lleva mucho tiempo identificar los posibles cuellos de botella.”

Después de las pruebas iniciales, los ingenieros de Drake detuvieron el sistema para examinar el proceso e identificar otras áreas en donde pudieran mejorar el flujo del material.  “En vez de iniciar la producción y tener que cerrar por tareas de mantenimiento para limpiar las acumulaciones, queríamos evitar que ocurrieran”, dijo Quiroz.  Los técnicos de Martin Engineering visitaron el sitio e identificaron las ubicaciones óptimas para colocar más cañones: los silos aditivos, el extremo inferior del precalentador, el calcinador y los ciclones. 

“El controlador de lógica programable efectúa el seguimiento de variables como las presiones y las temperaturas y esos valores determinan qué cañones disparan y cuándo”, explicó Quiroz.  “El sistema también está preparado para permitirle a los operadores disparar cañones individuales o grupos de cañones, según su experiencia.”

El diseño del cañón de aire no requiere tubos de descarga de alta temperatura ni placas de montaje especiales y las toberas de descarga se insertan directamente en los revestimientos refractarios.  Todas las unidades en red están equipadas con válvulas diseñadas específicamente para ofrecer un rendimiento de primera calidad y una vida útil prolongada en aplicaciones de temperatura elevada.

Los cañones originales cuentan con las válvulas de extra alta velocidad de Martin Engineering y los que fueron agregados más tarde poseen el diseño de válvula Tornado que es más nuevo.  Los cañones de aire extra alta velocidad XHV tienen una silenciosa pero potente descarga de aire comprimido para desprender las acumulaciones de material y mejorar el flujo de sólidos a granel.  Entre cañones ofrecen un excelente rendimiento en aplicaciones de alta temperatura y con los materiales más exigentes.  Los cañones de extra alta velocidad fueron diseñados para aplicaciones extremas en donde la exposición a altas temperaturas de servicio y gases agresivos puede afectar el rendimiento y han demostrado ser exitosos en aplicaciones como precalentadores de calderas de cemento externos en donde las temperaturas interiores pueden alcanzar los 2,500 °F (1,371 °C).  

La válvula disparadora de presión negativa se fabricó con un sello de polímero resistente de alta temperatura para mayor confiabilidad y bajo mantenimiento.  El avanzado diseño ofrece gran fuerza de salida y excelente sello, además de rápida descarga y llenado.  Todas las válvulas de extra alta velocidad se ofrecen con garantía de 200,000 disparos y asiento de pistón extraíble para simplificar la tarea de servicio. 

El conjunto de la válvula de extra alta velocidad está disponible en modelos de 2, 4 y 6 pulgadas y en diez tamaños distintos de tanques y posee un pistón de aluminio con recorrido muy corto .(solo 5/8" o 16 mm), que minimiza el desgaste del pistón y el cilindro.  Un resorte de retorno regresa rápidamente al pistón a la posición de disparo y evita que ingrese el polvo.

La válvula de escape Tornado con patente pendiente fue diseñada para mejorar el flujo del material con fuerza aun mayor y un ciclo más rápido.  Los cañones disparan cuando se abre la válvula de escape como respuesta a un incremento súbito positivo del aire que envía la válvula solenoide disparada.  Esta válvula de acción positiva amplifica la fuerza de descarga, hasta un 20 % más de fuerza que la que produce un cañón de aire estándar del mismo tamaño.  Además, el recorrido de aire mejorado de la válvula Tornado, llena el depósito de tres a cuatro veces más rápido que los diseños típicos. 

Drake Cement se concentró exclusivamente en la producción del cemento Portland Tipo II / V(LA) que cumple los requisitos físicos y químicos de ASTM C-150 para los cementos con bajo contenido alcalino tipo I, II y V y también los requisitos de ASTM C 1157 para los tipos de cemento GU, MS y HS.  El cemento Drake tipo II/V(LA) puede usarse en cualquier construcción general, lo cual incluye aquellas con exposición a niveles altos o moderados de sulfatos en sólidos y/o agua.  Además, los bajos niveles de contenido alcalino presentes en el cemento Portland tipo II/V(LA) de Drake reducen la posibilidad de daños debido a la reactividad alcali-silicato (ASR).