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Alcaliz de la Patagonia - Punta Delgado - Argentina
Inspección general horno 2
Índice
Alcande de los trabajos
3
Ovalidad relativa porcentual (Shell test)
27
Sistema de coordenadas, símbolos y términos
4
Medición de luz operacional (UTG) y migración de llanta (TM)
29
Datos obtenidos en las mediciones
5
Recomendaciones para suplementar
30
Recomendaciones6
Medición de alabeo de llantas y de variación de flexión de ejes de rodillos
31
Inspección visual
14
Variación de flexión de eje de rodillos
32
Medición en caliente del eje del horno
18
Alabeo de corona
33
Alineación sugerida
19
Hilo de plomo
34
Medición de posicón espacial de ejes de rodillos
20
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
36
Cruce de rodillos
21
Cálculos48
Ángulos operacionales
22
Topografía externa de casco del horno
52
Reglas básicas de ajuste
23
Topografía externa de casco del horno
56
Pendiente del horno y rodillos
24
Secciones Transversales
56
¿Qué es la ovalidad?
25
Alcance de los trabajos
Para este trabajo, se enumeran las bases desde el lado de alimentación hacia el lado de salida. Ubicándonos en la
base 4, y mirando hacia el lado de entrada de material, se referencia el lado izquierdo y derecho del horno.
HORNO
Inspección visual del horno.
Determinación del sistema de coordenadas.
Determinación de la alineación de horno en horizontal y vertical.
APOYOS
Determinación del cruce de los rodillos y el empuje axial.
Medición de perfil de rodillos y llantas.
Se determina el desgaste cóncavo, convexo o cónico.
Determinación del ángulo de trabajo de los rodillos.
Determinación de la condiciones de las superficies de rodillos y llantas.
Medición de la pendiente de los rodillos.
Medición de la migración de llanta.
Medición de la luz operacional de la llanta.
Medición del alabeo de llantas.
ACCIONAMIENTO
Inspección básica de la corona y piñón.
Inspección de la condición de los dientes.
Verificación de la lubricación.
Medición de alabeo y run out de corona.
CASCO DEL HORNO
Medición de las deformaciones de casco.
Cálculo de el run out y excentricidad del casco.
Mapa de las deformaciones de casco.
Análisis de las mediciones.
Confección del reporte.
Presentación del reporte.
3
Sistema de coordenadas, símbolos y términos
La boca de hombre es el punto de inicio
de todas las mediciones. Se enumeran las
bases desde el lado de entrada hacia el lado
de salida.
Desde el lado de descarga de material
mirando hacia el lado de alimentación,
se define el lado izquierdo y derecho
respectivamente.
S
Luz operacional en llanta
α
Angulo operacional de los rodillos
η
Pendiente
dy Desviación vertical del eje del horno
dx Desviación horizontal del eje del horno
ds Cruce de rodillos
c
Luz de diente Corona - Piñon
4
Datos obtenidos en las mediciones
Horno
Llantas y rodillos
Base 1
Base 2
Base 3
Base 4
COORDENADA X
(mm)
0
2,6 (DERECHA)
3,7 (DERECHA)
0
ALABEO DE LLANTAS
(mm)
COORDENADA Y
(mm)
0
5,1 (ABAJO)
1 (ARRIBA)
0
LUZ OPERACIONAL
(mm)
0
1
3
MIGRACION (mm)
0
2
59° 39’ 36’’
59° 55’ 12’’
ANGULO
OPERACIONAL
INCLINACIÓN DEL
EJE DEL HORNO
Base 1
Base 2
Base 3
Base 4
22,59
3,18
1,19
2,71
OVALIDAD RELAT
PORCENTUAL
0,11
0,10
0,15
0,20
5,5
FLEXIÓN DE
RODILLOS IZQ (mm)
0,04
0,03
0,1
0,2
7,25
11,75
FLEXIÓN DE
RODILLOS DER (mm)
0,01
0,1
0,1
0,1
59° 30’ 00’’
59° 38’ 24’’
NIVEL DE RODILLOS
IZQUIERDOS
3,08 %
2,93%
3,05%
2,98%
NIVEL DE RODILLOS
DERECHOS
2,95%
2,99%
3,04%
2,88%
CRUCE DE RODILLOS
IZQUIERDOS (mm)
2,5
-2,1
1,8
5,8
CRUCE DE RODILLOS
DERECHOS (mm)
-2,9
1,2
3,6
4,3
2,99%
Corona
ALABEO (mm)
12,68
RUN OUT (mm)
1,23
5
Recomendaciones
GENERAL
1- El equipo se encuentra en buenas condiciones de funcionamiento en general.
Tomando como línea la base 1 y 4 existe una desalineación de la base 2 y 3.
2- Luego de la inspección del equipo, se observaron inconvenientes en el
desplazamiento del horno. Estos inconvenientes son generados por algunos rodillos
que no imprimen el correcto empuje y por la falta de uno de los empujadores
hidráulicos. Hoy se está utilizando un solo empujador para realizar el desplazamiento
del horno y la presión de trabajo es elevada (120 BAR). Se recomienda estabilizar el
horno para que los ciclos de bajadas y subidas
Algunos rodillos están fuera de tolerancia respecto a las pendientes que deberían
tener. El rodillo 4 izquierdo, es el que está más alejado del valor correcto.
7- ALABEO DE LLANTAS
Los deterioros de las superficies de rodadura, son favorecidos por el alabeo de las
llantas, que provocan elevadas tensiones puntuales sobre los rodillos y las mismas
llantas. Un gráfico que ejemplifica este proceso es el mostrado a continuación.
3- SELLOS:
El cierre de la boca de salida es prácticamente inexistente, se deben reponer las
láminas faltantes y reparar el anillo del cierre.
4- FOSAS:
Las fosas de los rodillos se encuentran con material que llega a tocar la superficie
de los rodillos, sobre todo en la base número 4. No se observa aceite en las mismas.
Se recomienda limpiarlos, y verificar que trabajen en esa condición.
5- CASCO:
El horno está dimensionado en forma equilibrada, las máximas tensiones en el
casco, a horno perfectamente alineado y con cargas de trabajo habituales, llega
a 1,7 Kg/mm2. Se aconseja no superar los 2 Kg/mm2. No se considera en este
análisis, las tensiones en la zona de bridas de satélites de enfriamiento. Éstas serán
analizadas en un estudio separado. Este horno, tiene una rigidez baja, lo que lo sitúa
en categoría de “horno elástico” según criterio FLS. Eso quiere decir que en caso de
existir una pequeña desviación en la línea del eje, conlleva a un aumento moderado
o bajo en las cargas de los apoyos vecinos.
6- INCLINACIÓN DE RODILLOS
Se recomienda mantener el valor del alabeo de las llantas en menos de 5 mm para
casos de equipos usados.
La medición de alabeo de llantas arroja resultados elevados en la llanta de la base
1, encontrándose las demás dentro de tolerancias. Esto indica que hay presencia
de cigüeñal en este tramo de casco. Según los resultados de la medición de flexión de ejes de rodillos, no se evidencia ningún efecto que ponga en peligro la vida
de los ejes de los mismos. Este efecto si provoca un elevado desgaste en la llanta.
6
Recomendaciones
8- TOPOGRAFÍA DE RODILLOS Y LLANTAS:
Este análisis se realiza para determinar los desgastes y deformaciones de las
superficies de apoyo de los rodillos. Con los resultados obtenidos, estaremos en
condiciones de informar las condiciones de trabajo de las superficies de apoyo del
horno, con una apreciación de 0,1mm.
poseen deformaciones en su superficie que están fuera de las tolerancias estipuladas
por los fabricantes. Los rodillos de empuje axial (hongos) tienen deteriorada la
superficie de apoyo. Debería considerarse la posibilidad de mecanizarlos.
Las deformaciones toleradas para las superficies de rodillos y llantas son las
graficadas.
Estas mediciones son tomadas en régimen normal de funcionamiento, y con una
densidad de 900 puntos por rodillo y de 2700 puntos por llanta. Estas mediciones
se efectúan con métodos de relevamiento computarizado y con mediciones con
láser (sin contacto). El resultado del análisis es sólo indicativo de deformaciones de
las superficies, no indicando las posibles conicidades por diferencia de diámetros
entre lado entrada y salida de material (estos datos se ven en las mediciones de
perfiles y conicidades). Es decir que las deformaciones de los rodillos pueden
verse incrementadas debido a las posibles conicidades que presenten, y por tanto
presentar irregularidades mayores que las presentadas en este análisis.
Las indicaciones de las tablas de medición son en décimas de milímetros.
El análisis de niveles de deformación, posee gráfico de curvas con separación de
0,5mm entre sí.
En general el estado de rodillos es aceptable, salvo en algunos que se detallan,
que poseen deformaciones que se encuentran fuera de los límites recomendados
por los fabricantes. En estos casos es recomendable mecanizarlos para devolverles
su forma cilíndrica y de esta manera garantizar una correcta pisada, que permitirá
lograr un empuje correcto y controlado de los rodillos, como también una adecuada
distribución de esfuerzos de contacto entre llanta y rodillos. Esto último es muy
importante porque de otra manera estaremos incrementando las tensiones de Hertz,
colocando a las superficies en una condición de trabajo no deseada. Las tensiones
de Hertz calculadas son aceptables (deberían permanecer debajo de los 45kg/
mm2), pero esto es considerando que el contacto es pleno entre llanta y rodillo. Hay
rodillos con pozos y deformaciones superficiales que deberían ser mecanizados.
Estos se pueden ver en el resultado de la topografía correspondiente, y los más
comprometidos son el rodillo 2 izquierdo, el 3 izquierdo y el 4 izquierdo. Las llantas
Recomendaciones generales:
A- Origen de fisuras en casco:
Respecto a las fisuras en el casco sufridas en la zona de los satélites, hay que tener
en cuenta lo siguiente referido al tipo de fractura o fisura:
Fractura Circunferencial:
Mientras más crece la fractura, mayores son las tensiones se vuelven inestables
Fractura Longitudinal:
Mientras más crece la fractura en longitud (desde el centro de la llanta), menores
son las tensiones. Se detiene por sí misma
7
Recomendaciones
El incremento de temperatura logra producir sobre la chapa del casco, que se
encuentra por el tiempo acumulado de trabajo con un grado importante de fatiga
térmica, acelerar aún más esta fatiga y permitir el colapso de la chapa bajo esfuerzos
menores a la tensión resistente inicial de la misma.
Es necesario efectuar un análisis de ultrasonido en esta zona de mayor solicitación,
para comprobar los espesores de la chapa.
La temperatura de la virola del horno puede tener un impacto importante en la vida
útil del horno
El origen de las fisuras circunferenciales presentes en su horno es favorecido por los
siguientes puntos:
• Normalmente ubicados en soldaduras de transición entre dos espesores distintos
de casco.
• Desalineado de casco.
• Alta temperatura de casco.
• Disminución de espesores de chapa (por ejemplo por corrosión).
• Cambios abruptos en espesores de casco.
• Deficiente calidad de soldaduras.
• Puntos de concentración de tensiones, como ángulos vivos o discontinuidades en
la chapa.
Mientras que las longitudinales, por lo general responden a una alta ovalidad relativa
porcentual de la virola.
B- Problemas con altas temperaturas en casco:
Se debe tener en cuenta los perfiles de temperatura en casco del horno, dado que
deben respetar los que se proyectaron para el trabajo del equipo.
8
Recomendaciones
C- Problema de flotación horno.
Como norma, las principales razones para un adecuado cruce y ajuste de rodillo son
obtener un óptimo:
Patrón de contacto entre rodillos y llantas
Alineación del eje del horno
Pero también dependiendo del diseño del horno, el cruce de los rodillos controla
el empuje axial. Para que el mismo sea efectivo, hay que partir de una situación de
contacto pleno del rodillo y la llanta, es decir, que ambos estén cilíndricos, y que el
nivel de los rodillos sea el mismo al de la llanta, o esté dentro de tolerancia.
En caso de disponer de empujadores hidráulicos, el 60% del esfuerzo debe estar
repartido entre los rodillos de apoyo, y el 40% por el empujador hidráulico.
En caso de no disponer de empujadores axiales, el 100% debe ser repartido entre los
rodillos de apoyo, mediante la variación del coeficiente de fricción permite al horno
moverse en intervalos hacia abajo y hacia arriba (por lubricación de grafito)
El objetivo: el horno se debe mover de acuerdo con el movimiento de los rodillos de
empuje (hacia abajo 4…8h, hacia arriba 12…24h) considerando que:
Los rodillos de empuje no están diseñados para tomar todo el peso axial del horno
(típicamente 40…60%)
Todos los rodillos deberían tomar ligeramente alguna carga axial del horno.
Por lo menos a NINGÚN rodillo se le permite empujar el horno hacia abajo.
Los rodillos tienen que ser lubricados con grafito
• Desalineación del horno
• Desgaste en rodillos, llantas o cojinetes
• Asentamiento de la bases
• Efectos de temperatura
Consecuencias de la desalineación del rodillo:
• Daño de superficie
• Torcedura de llanta
• Sobrecarga de los bloques de guía lateral (desgaste excesivo y fractura)
• Desgaste y/o tensiones en la superficie del rodillos y llantas
• Sobrecarga del cojinete de empuje / rodamientos
• Distribución desigual de carga
• Sobrecarga del rodillo de empuje
• Problemas en sellos de entrada y / o salida
• Problemas de engrane en el accionamiento desgaste de flancos activos
• Vibraciones en el equipo, (síntoma habitual: facetamiento de rodillos y llantas)
• Incremento del amperaje del horno
El ajuste del rodillo es un factor clave para la vida útil del rodillo, la llanta, del
accionamiento y para la disponibilidad del horno.
El horno no está equilibrado, y los empujes de los rodillos no se encuentran
balanceados para lograr esfuerzos efectivos, cuidando los desgastes y
sobreesfuerzos.
Los pasos para corregir esta situación son:
1. Verificación de nivel real del equipo, y nivelación de rodillos mediante colocación
de suplemento debajo de las cajas de apoyo durante una parada programada.
Las mediciones realizadas sirven para preparar los suplementos, pero debido a
pequeños factores, como es el hecho de aflojar las bulones de ajuste y volverlos
a ajustar, diferencias en las superficies de los chasis, etc., es necesario contar
con un equipo para controlar el nivel final de los mismos.
Casusas más comunes de desalineación de rodillos:
• Ajuste incorrecto
9
Recomendaciones
2. Rectificado de superficies fuera de condiciones de cilindricidad durante la
marcha del equipo, nuestros equipos de rectificado in situ, permite realizar la
esta tarea con el equipo en producción normal.
3. Regulación de rodillos, generando los cruces necesarios. Esto se realiza durante
un tiempo de campaña, para asegurarse el adecuado comportamiento del
equipo.
D- Alineación.
La determinación en caliente del eje del horno es un estudio que permite conocer
si las desviaciones de los puntos de giro coincidentes con el centro de los apoyos,
se encuentra dentro de las tolerancias del fabricante. Nuestro método de medición
toma los datos por medición directa sobre el casco del horno en dos secciones por
apoyo, vecinas dentro de lo posible a la llanta, efectuadas con un distanciómetro
láser. No hay mediciones indirectas sobre las llantas y sobre los rodillos que puedan
incrementar errores.
Tolerancias de Alineación Estándar
Verticalmente la desviación permitida es 3 mm
Horizontalmente la desviación permitida es 5 mm
Las causas más comunes de desalineación son:
Errores de construcción
Desgaste en rodillos o llantas
Desgaste en cojinete de rodillo
Movimiento de las bases
Movimiento de rodillos
Deformaciones de virola.
Consecuencias:
Carga incrementada en rodillos, que trae aparejado temperatura, falla de cojinete,
fisuras y posterior fractura de rodillos y/o llantas
Incremento del momento flector, y por tanto, incremento de la tensión de la virola, con
sus consecuentes fracturas, y ovalidad de casco fuera de los límites recomendados.
Incremento en la potencia del sistema de transmisión, mala alineación de los
engranajes. Esto acarrea mayores costos de producción, daño en el conjunto de
embrague y transmisión
Problemas en sellos del horno, con pérdida de material que favorece al desgaste
excesivo de superficies de rodadura adyacentes al mismo, aire falso etc.
El estado de alineación del horno es aceptable, más aun tratándose de un casco
elástico. Si se requiere bajar la carga en la llanta 1 para disminuir el desgaste, se
recomienda alinear progresivamente según las indicaciones resultantes de tomar el
eje que definen la base 3 y 2 para no variar la situación del engrane de accionamiento.
E- Topografía de casco.
El objetivo de esta medición es poder analizar la deformación del caparazón y
concluir sobre las acciones potenciales. Se determina el perfil de secciones del
casco y se visualizan las deformaciones adquiridas por calentamientos locales de
la chapa.
Se identifican también los defectos de montaje, entre tramos en la zona de soldadura.
Se determina los centros instantáneos de giro de las secciones del equipo rotativo.
Permite determinar la ubicación y el ángulo de ocurrencia de los cigüeñales térmicos
y mecánicos sobre todo el horno.
Medición del Run-Out del cierre de bocas de entrada y salida.
En nuestro caso, el casco se encuentra en muy buenas condiciones, salvo en la zona
de alimentación, donde posee una torcedura que afecta a la llanta directamente y
al sello de alimentación.
Principio y definición básica:
La deformación plástica del caparazón del horno es la desviación de la geometría
del caparazón respecto al diseño, asumiendo que el caparazón no estaría sujeto a
10
Recomendaciones
ninguna fuerza externa. Esta desviación es independiente de la posición (o ángulo
de rotación) del horno.
La medición de esta desviación sólo puede ser aproximada ya que el horno siempre
está sujeto a fuerzas (peso, excentricidad, holgura de llanta,…)
Por el contrario la deformación elástica del caparazón del horno (Doblez y Ovalidad)
es en general una medición de los cambios de geometría en operación (bajo rotación)
Para un horno en operación ambos tipos de deformación están combinados y sus
efectos están acumulados:
Impactos de la deformación elástica del caparazón del horno:
La vida útil de los ladrillos (trituración mecánica)
La fatiga del horno y la llanta (fracturas de fatiga)
Impactos de la deformación plástica del caparazón del horno:
Deformaciones locales (puntos calientes) Que afectan la estabilidad del refractario,
y por lo que se tienen que tomar contramedidas básicas para mejorar la estabilidad
del ladrillo en la ubicación del punto caliente hasta poder reemplazar los tramos de
horno que estén más comprometidos:
La facilidad y compactibilidad de instalación de los ladrillos, y por tanto reducción
de su vida útil
Las tensiones en el sistema del horno (cojinete o eje del rodillo, deformación plástica
y desgaste de la llanta y el rodillo, fracturas súbitas del caparazón)
Lo que hay que detectar y corregir, son:
Los efectos cigüeñales en el casco, que resultan en alta tensión sobre el caparazón
llantas y rodillos.
11
Recomendaciones
F- migracion de llanta:
El valor objetivo de la migración de la llanta debería ser:
Zonas calientes: 15 mm /Rev.
Zonas frías: 10 mm / Rev.
El valor NUNCA debe exceder los 30 mm / Rev.
Se midió una baja migración en las llantas de las bases 1 y 2. Esto no es un
inconveniente para la marcha del equipo, al contrario rigidiza el casco y el refractario
debajo de la zona de llanta trabaja mejor. Pero se debe tener especial cuidado en
esta situación, durante los períodos de calentamiento del horno. Es ahí cuando al
acelerar el proceso de calentamiento, puede provocarse un “sunchamiento” de la
virola. Se recomienda respetar la curva de calentamiento escrupulosamente para
no tener problemas al respecto.
Ovalidad relativa se entiende por la diferencia entre el diámetro interior más grande
y el más pequeño de la sección transversal del caparazón del horno.
La ovalidad excesiva dañará el forro refractario. Típicamente, con desprendimientos
dispersos y caídas de ladrillos sueltos, entre áreas que no están dañadas de otra
forma.
Calces muy gruesos pueden bloquear la rueda puede traer aparejado constricción
de caparazón, mientras que calces muy delgados incrementan la ovalidad y fallas
del ladrillo
Se recomienda colocar suplementos entre llanta y casco de mayor espesor para
disminuir la migración entre llanta y casco.
Es crítica la curva de calentamiento del horno.
La ovalidad excesiva puede dañar el caparazón del horno y crear fracturas
longitudinales.
El dispositivo de ensayo de caparazón mide la deformación elástica radial del horno.
El resultado principal de este ensayo es el valor de “Ovalidad”, el cual es comparado
contra el valor recomendado.
Además, gracias a la representación gráfica de la sección transversal deformada del
horno, puede obtenerse información sobre:
12
Recomendaciones
Holgura de la rueda
Rigidez de la rueda (hornos más viejos con ruedas huecas)
Ajuste de rodillo (en algunos casos)
Manivela en Caparazón de Horno
13
Inspección visual: base 1
•Verificar
soldaduras de chapas de
suplemento (lainas) con el casco. Se ven
fisuras en las soldaduras.
•Mucha presión entre el rodillo de empuje y
la llanta, esto es visible en la alta presión del
empujador (120 bar).
•Alabeo notable en llanta con mucho
desgaste en la misma
•No hay termocuplas en las cajas de los
rodillos, se recomienda colocar para
monitorear desde sala de comando.
•Grafito no toca rodillo de empuje. Se
recomienda controlar la condición de los
grafitos semanalmente, cepillando con
cepillo de alambre la barra de grafito, en
la zona que hace contacto con el rodillo. la
misma tiende a contaminarse y engarzarse
con partículas y pierde su capacidad de
lubricación. si esta brillante indica que no
está lubricando bien, debe estar opaco y
que se note la porosidad.
Perdida del hidráulico en el hongo superior
14
Inspección visual: base 2
Empujador Fuera de servicio, esto genera gran trabajo en
el empujador de la base 1.
Bulones de empuje de las cajas de rodillos
sucios y desprotegidos. Limpiar.
• Hongo con perdida de aceite. Esta contaminación no es
buena. Degrada el hormigón y ayuda a la propagación
de fisuras.
• Pérdida de aceite en accionamiento, el cual contamina
el hormigón.
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Inspección visual: base 3
Se observan fisuras en las soldaduras de las lainas.
Controlar y reparar en próxima parada.
16
Inspección visual: base 4
Suciedad en la batea de los rodillos
El cierre de la boca de salida es prácticamente
inexistente, reparar cuanto antes. Si bien
es cierto de que esta llanta es la de menor
solicitación, es la de mayor desgaste por
la abrasión que produce el polvo que se
escapa del sello del horno. Aconsejamos
la colocación de una mampara de chapa
liviana y de fácil remoción, que proteja la
zona del polvo. Además la gran cantidad
de aire en falso que ingresa al horno tiene
consecuencias en la producción.
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Medición en caliente del eje del horno
Nuestra empresa realiza la medición del eje del horno en caliente, con el método
directo, de esta forma el resultado determina el centro instantáneo del casco del
horno, independizándose el mismo de diámetros de rodillos y llantas, deformaciones
en los mismos, run out de llanta, y la luz entre rodillos y llanta.
La medición realizada arrojó que la desalineación horizontal que esta dentro de los
parámetros normales. La base 2 esta muy baja. Los resultados los siguientes:
Para un adecuada distribución
de carga, es recomendable
trabajar con ángulos
operacionales de 60 ± 2°.
Las tolerancias son en vertical 3
mm y en horizontal 5 mm.
18
Alineación sugerida
Los siguientes son los movimientos sugeridos para que el horno este dentro de
tolerancia de alineación. Se recomienda los movimientos en base 1 y4 para afectar
lo menos posible las condiciones del engrane en el accionamiento.
Es recomendable realizar los movimientos de
rodillos como máximo de 0,5 mm a la vez.
No se deberían realizar movimientos mayores a los
2 mm por día.
19
Cruce de rodillos
Teniendo en cuenta que el cruce de los rodillos es eficaz siempre y cuando
las superficies de rodillos y llantas estén cilíndricas, y que el nivel de los rodillos
estén dentro de tolerancia, se recomienda ir haciendo modificaciones de pequeña
magnitud mientras que se analiza el comportamiento de todos los rodillos del horno.
El horno se encuentra con un solo empujador hidráulico con dificultades para subir.
20
Ángulos operacionales
59° 39’ 36’’
59° 55’ 12’’
59° 30’ 00’’
59° 38’ 24’’
Base 1
Base 2
Base 3
Base 4
Para un adecuada distribucion de carga, es recomendable trbajar con angulos operacionales de 60 ± 2°.
21
Reglas básicas de ajuste
Pararse al costado del horno mirando la llanta. Si ésta se
mueve hacia abajo, las palmas deben estar hacia abajo.
El dedo índice apunta en la dirección en la que los
cojinetes se mueven.
Los pulgares indican la dirección en la que va a empujar
ese rodillo como producto de ese movimiento.
Pararse al costado del horno mirando la llanta. Si ésta se
mueve hacia arriba, las palmas deben estar hacia arriba.
El dedo índice apunta en la dirección en la que los
cojinetes se mueven.
Los pulgares indican la dirección en la que va a empujar
ese rodillo como producto de ese movimiento.
22
Pendiente del horno y rodillos
La diferencia de pendientes entre
rodillos y llantas genera desgaste
cónicos en ambas superficies y
desgaste en los ejes y cojinetes
debido a la diferencias en las
cargas.
La pendiente relevada del horno
es de 2,99%, teniendo en cuenta
que la tolerancia es de +-0,02 %, la
inclinación de los mismos debería
ser (2,97 % a 3,01%)
23
¿Qué es la ovalidad?
Ovalidad relativa porcentual, es el cambio porcentual del diámetro nominal durante una vuelta de horno. La
ovalidad sirve de herramienta para poder planificar y presupuestar con tiempo las reparaciones inevitables
que serán necesarias.
Comprender la ovalidad, hace fácil visualizar el gran stress a los que se enfrentan los ladrillos cuando el
movimiento relativo de la llanta es muy alto.
Si bien puede parecer que las migraciones no son altas, esta migración es continua. Cuando ésta son mayores
a las aconsejadas, causa con el tiempo, que los ladrillos sean mecánicamente inestables. Por ejemplo, un
horno que gira a 3rpm, produce cerca de 13000 ciclos por día, comprimiendo y soltando los ladrillos de
manera alternativa.
Rotación
Curva A
Dispersion
alta
Ladrillos sueltos por desplazamiento de casco
Dispersion
alta
Curva B
Base muy cargada o llanta pequeña
Excesiva luz entre casco y llanta
Casco arqueado
Ladrillos aplastados
x
Dispersión
baja
x
Base poco cargada
Picos derechos
mayores a los
izquierdos
Base empujando el horno a la izquierda
en relaci[on a las bases adyacentes
Cambio abrupto
de la curva
Shell Plate rota
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¿Qué es la ovalidad?
La distorsión mecánica del casco del horno durante el giro, tienen un efecto
significativo en la vida útil del refractario. El principal componente de esta distorsión
es la fuerza horizontal resultantes del peso muerto del casco al apoyarse en la
llanta, generando deformaciones radiales.
Según lo dicho anteriormente, las fuerzas horizontales son mas fuertes en la zona
de la llanta, y tienden a cero hacia el centro en la zona media entre apoyos. En
los hornos con llantas flotantes, la deformación del casco va de la mano con la
luz operacional entre llanta y casco. Debido a estas deformaciones, el horno y la
llanto no giran de manera perfectamente circular, si no en forma de un elipse.
Correspondientemente, la curvatura del casco cambia varias veces durante cada
rotación. Estos cambios constantes en la curvatura se transfieren al refractario, los
cuales son gradualmentedañados por este stress alternativo.
Esta ovalidad es medida por nuestro shell test electrónico. La diferencia entre el
máximo y mínimo run out de la deformación graficada corresponde al cambio
elástico en la forma del caparazón del horno medida por el sensor de nuestro
equipo. Este es un indicador de stress sufrido por los ladrillos como consecuencia
de estas deformaciones radiales.
Tabla de ovalidad
1 Des
1 Car
2 Des
2 Car
3 Des
3 Car
4 Des
4 Car
Ovalidad %A
0,08
0,13
0,06
0,07
0,18
0,12
0,22
0,16
Ovalidad %B
0,12
0,09
0,10
0,13
0,13
0,12
0,14
0,22
Ovalidad %C
0,10
0,14
0,11
0,13
0,13
0,17
0,23
0,22
Máximo Holcim
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
Mínimo Holcim
0,34
0,34
0,34
0,34
0,34
0,34
0,34
0,34
Máx. Refratechnik
0,29
0,29
0,29
0,29
0,29
0,29
0,29
0,29
Mín. Refratechnik
0,22
0,22
0,22
0,22
0,22
0,22
0,22
0,22
Las mediciones se realizaron lo mas cerca posible de las llantas. Se mide en el lado
de entrada y salida de cada llanta, y a cada lado tres mediciones localizadas a 120
grados una de otra.
Se presenta este cuadro comparativo de los estándares recomendados de acuerdo
a las mediciones realizadas, y las características de este horno..
25
Ovalidad relativa porcentual (Shell test)
La ovalidad relativa porcentual, indica el cambio en la curvatura del casco del horno causado por la rotación del horno.
Salida
Lado de descarga
Base 4
Entrada
Salida
Base 3
Entrada
Salida
Base 2
Entrada
Salida
Base 1
Entrada
Espesor (mm)
24
24
24
24
24
24
24
60
Diámetro (mm)
3600
3600
3600
3600
3600
3600
3600
3600
Punto A
0,22
0,16
0,18
0,12
0,6
0,7
0.08
0,13
Punto B
0,14
0,22
0,14
0.12
0,10
0,7
0,12
0,09
Punto C
0,23
0,22
0,17
0.17
0,11
0,13
0,10
0,14
Promedio
0,20
0,20
0,16
0,14
0.9
0,11
0,10
0,12
Temperatura de Casco ºC
197
197
209
209
178
178
172
172
Lado de
carga
Ovalidad Relativa (%)
Temperatura de Llanta ºC
105
100
82
81,5
Migración de llanta (mm)
11,75
7,25
2
0
92
109
96
90,5
Delta Temp ºC
26
Ovalidad relativa porcentual (Shell test)
27
Medición de luz operacional (UTG) y migración de llanta (TM)
El desgaste se acelera cuanto mayor es la
migración.
La Ovalidad aumenta, conduciendo a:
• Fallas en el refractario.
• Fatiga en el casco ocasionado por la constante
flexión del mismo.
• Rotura en el casco tacos y almohadillas de
apoyo, soldaduras y filler bars.
• Las llantas pueden empezar a tener alabeo si
están muy sueltas.
28
Recomendaciones para suplementar
La principal razon de altas migraciones es el desgaste del casco o de las shims. Esto
es una consecuencia natural en los hornos con llantas flotantes. Cuando se considera
la decision de suplementar , se debe hacer una inspeccion rigurosa del casco para
asegurarse que la alta luz, y consecuente migracion, no se debe a un sunchamiento
del casco, o una placa rota o faltante.
Si el casco esta en buenas condiciones, se puede considerar suplementar la llanta,
en caso de que este sunchado, se recomienda cambiar el sector de casco o virola
afectado.
El movimiento relativo es el único valor a usar para determinar cuánto calzar, se tiene
que tener en cuenta las mediciones tomadas durante una campaña de por lo menos
dos semanas, para ver la evolucion de los datos y los extremos. Es muy importante
tener en cuenta las temperaturas de los elementos en cada medición.
También es recomendable lubricar regularmente la zona entre la llanta y el casco de
manera de maximizar la vida útil de los suplementos y filler bars y que la migración de
la llanta sea más regular.
Tener en cuenta que cada 1 mm de suplemento extra, el centro de rotación de esa
base , va a subir en la misma proporción y se deberá realizar el movimiento de rodillos
correspondiente para compensar esa desalineación.
También hay que considerar que la deformación del casco bajo la llanta implica
customizar cada suplemento, a los fines de que la luz operacional sea constante.
29
Medición de alabeo de llantas y medición de variación de flexión de ejes de rodillos
Entrada
mm: 20,27
Ang: 138
Salida
mm: 2,32
Ang: 333
Total
mm: 22,59
Entrada
mm: 0,8
Ang: 36
Salida
mm: 2,38
Ang: 216
Total
mm: 3,18
Entrada
mm: 1.03
Ang: 250
Salida
mm: 0,16
Ang: 109
Total
mm: 1,19
Entrada
mm: 1,63
Ang: 90
Salida
mm: 1,08
Ang: 288
Total
mm: 2,71
Tolerancia llanta nueva: 0,0001818 x D
+/-
0,78
Llanta vieja 0,000409 x D
+/-
1,77
30
Variación de flexión de eje de rodillos
Flexión de eje + Deform Plástica
0,01 + 0,07
0,01 + 0,14
0,01 + 0,18
Ang: 56
Ang: 98
Ang: 145
Ang: 149
0,04 + 0,31
0,03 + 0,11
0,01 + 0,16
0,02 + 0,19
Ang: 83
Ang: 267
Ang: 34
Ang: 147
0,01 + 0,11
Debido al hecho de que los rodillos de apoyo soportan la carga del horno,
cualquier desviación de la forma del casco, genera cargas adicionales a los ejes
de los rodillos en cada vuelta de horno.
Esto causa una flexión en el eje, generando stress y fatiga en el mismo. Se
recomienda que los valores de flexion sean siempre menores a los 0,3 mm(± 0.15
mm).
31
Mediciones de corona
ALABEO
RUN OUT
Angulo de minimo (horno) 27
RO total (mm) 1,23
LIMITE DE RUN OUT SEGUN FALK
1,828 mm (+ / - 0,914)
PERFIL DE TEMPERATURA
Entrada
mm: 6,17
Ang: 239
Salida
mm: 6,51
Ang: 81
Total
12,68 mm
Diferencia de
temperatura entre
lado entrada y salida
menor a 3 grados,
indica una buena
distriucion de carga
32
Hilo de plomo
33
Hilo de plomo
34
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
LLANTA 1
Deformaciones máximas de 3,74 mm
35
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
RODILLO 1 IZQUIERDO
Deformaciones máximas de 1,3 mm
36
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
RODILLO 1 DERECHO
Deformaciones máximas de 1,3 mm
37
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
LLANTA 2
Deformaciones máximas de 3,07 mm
38
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
RODILLO 2 IZQUIERDO
Deformaciones máximas de 8,36 mm
39
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
RODILLO 2 DERECHO
Deformaciones máximas de 1,26 mm
40
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
LLANTA 3
Deformaciones máximas de 14,3 mm
41
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
RODILLO 3 IZQUIERDO
Deformaciones máximas de 6,43mm
42
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
RODILLO 3 DERECHO
Deformaciones máximas de 2,01 mm
43
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
LLANTA 4
Deformaciones máximas de 8,6 mm
44
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
RODILLO 4 IZQUIERDO
Deformaciones máximas de 5,96 mm
45
Medición de perfil de desgastes de rodillos y llantas
Las Escalas debajo están en decimas de milímetro
RODILLO 4 DERECHO
Deformaciones máximas de 2,5 mm
46
Cálculos
TENSIÓN EN CASCO DE HORNO
MATRIZ DE RIGIDEZ
Apoyo 1
Apoyo 2
Apoyo 3
Apoyo 4
Apoyo 1
-0.5
0.30
-0.64
0.38
Apoyo 2
0.28
-1.07
1.35
-0.57
Apoyo 3
-0.68
1.54
-1.16
0.29
Apoyo 4
0.42
-0.68
0.31
-0.05
Este horno se ubica en categoría elástico
matriz de rigidez: cambio porcentual de carga por milímetro de descenso del eje del
horno en cada apoyo
DEFORMACIÓN AMPLIFICADA
TENSIONES DE HERTZ
Apoyo 1
Apoyo 2
Apoyo 3
Apoyo 4
TENSIÓN DE HERTZ
40.56
43.13
41.45
41.24
TENSIÓN DE HERTZ
- 70% CONTACTO
46.91
49.85
47.90
47.66
Máximo fls 44
Holcim 50
Tensiones en casco de horno
47
Cálculos
TENSIONES PRINCIPALES DE CASCO
BASE 1
VISTA INFERIOR (SE IDENTIFICAN LAS ZONAS DE APOYO)
DESPLAZAMIENTOS
48
Cálculos
BASE 2
BASE 3
49
Cálculos
BASE 4
CORONA
50
Topografía externa de casco del horno
51
Topografía externa de casco del horno
0°
90°
180°
270°
52
Topografía externa de casco del horno
53
Topografía externa de casco del horno
54
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
55
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
56
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
57
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
58
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
59
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
60
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
61
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
62
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
63
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
64
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
65
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
66
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
67
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
68
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
69
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
70
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
71
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
72
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
73
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
74
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
75
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
76
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
77
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
78
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
79
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
80
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
81
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
82
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
83
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
84
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
85
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
86
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
87
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
88
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
89
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
90
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
91
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
92
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
93
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
94
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
95
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
96
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
97
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
98
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
99
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
100
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
101
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
102
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
103
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
104
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
105
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
106
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
107
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
108
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
109
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
110
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
111
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
112
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
113
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
114
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
115
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
116
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
117
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
118
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
119
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
120
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
121
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
122
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
123
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
124
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
125
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
126
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
127
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
128
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
129
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
130
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
131
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
132
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
133
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
134
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
135
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
136
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
137
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
138
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
139
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
140
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
141
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
142
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
143
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
144
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
145
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
146
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
147
Topografía externa de casco del horno
Secciones Transversales
148
Raúl Martín AMBROSI
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA
Luis Carlos GARELLO
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA
[email protected]
[email protected]
(+54) 9 351- 155190758
www.ra-ing.com