Diseño de sistemas de enfriamiento de hornos para procesos pirometalúrgicos modernos de alta intensidad

Resumen

La creciente necesidad de construir hornos pirometalúrgicos robustos responde a dos tendencias de la industria de fundición de cobre y otros metales base:

• el deseo de aumentar la producción en una sola línea de horno mediante una mayor intensidad de fundición, que genera altos flujos de calor hacia las paredes del crisol, y
• los imperativos operativos y económicos de mantener altos porcentajes de disponibilidad y campañas prolongadas entre reconstrucciones.

Una característica clave de los hornos capaces de operar con altas tasas de producción mientras contienen procesos intensos es el sistema de enfriamiento de paredes resistente y térmicamente robusto. Otros aspectos igualmente importantes del diseño son la estructura de acero del horno, los refractarios, el suministro de agua de enfriamiento y la disposición de tuberías para garantizar la seguridad frente a fugas e interrupciones, así como la instrumentación y los controles para el monitoreo y la mitigación rápida de desviaciones en el proceso. La integración de los elementos de enfriamiento en estos sistemas es esencial para un rendimiento óptimo, tanto del sistema de enfriamiento como del horno en su conjunto.

Este documento analiza el desarrollo de un diseño compuesto de cobre y refractarios con enfriamiento por agua, implementado exitosamente en varios hornos de fundición y conversión de cobre, como el horno de conversión flash de Kennecott, el reactor MK de INCO y el horno de conversión de Kidd Creek.