1. Struttura e principio di funzionamento
- Forno rotante
- Struttura : Forno cilindrico rotante orizzontalmente o leggermente inclinato, azionato da un motore.
- Principio di funzionamento : il materiale viene immesso nell’estremità superiore e si sposta lentamente verso l’estremità inferiore mentre il forno ruota. Interagisce con il flusso di gas ad alta temperatura (dalla combustione del carburante) in controcorrente o flusso simultaneo, completando la calcinazione.
- Metodo di riscaldamento : riscaldamento diretto mediante gas di combustione, con trasferimento del calore tramite radiazione, convezione e conduzione.
- Forno a pozzo
- Struttura : forno cilindrico verticale e fisso, con struttura alta, spesso a camera singola o multipla.
- Principio di funzionamento : il materiale viene caricato dall’alto e si muove verso il basso per gravità. Il calore viene fornito da aria calda o combustione di carburante sul fondo e la calcinazione avviene mentre il materiale scende.
- Metodo di riscaldamento : il combustibile viene solitamente bruciato sul fondo o sulle pareti laterali, mentre il calore viene trasferito verso l’alto tramite aria calda in controcorrente.
2. Caratteristiche della calcinazione
| Aspetto | Forno rotante | Forno a pozzo |
|---|---|---|
| Uniformità | Il materiale ruotando cade, garantendo un riscaldamento uniforme e una qualità stabile del prodotto. | Il materiale scorre per gravità, soggetto a riscaldamento non uniforme; richiede un controllo rigoroso dello spessore dello strato. |
| Controllo della temperatura | Regolazione flessibile della temperatura, adatta a diversi gradi di bauxite. | Controllo meno preciso; migliore per una composizione stabile delle materie prime. |
| Efficienza energetica | Minore efficienza termica (perdita di calore), maggiore consumo energetico. | Maggiore efficienza termica (riscaldamento controcorrente), minore consumo energetico. |
| Capacità produttiva | Ideale per produzioni continue su larga scala (ad esempio centinaia di tonnellate al giorno). | Adatto per produzioni da piccole a medie (ad esempio decine di tonnellate al giorno). |
| Costo | Attrezzature complesse, elevati investimenti iniziali e costi di manutenzione. | Struttura semplice, costi di capitale e operativi ridotti. |
3. Scenari applicativi
- Forno rotante
- Vantaggi : calcinazione uniforme, ideale per la produzione di allumina di alta qualità (ad esempio materiali refrattari a basso contenuto di ferro e ad alto contenuto di allumina); gestisce un’ampia gamma di dimensioni di materie prime (polvere o grumi).
- Svantaggi : elevato consumo energetico, ingombro elevato, manutenzione complessa.
- Utilizzo tipico : produzione industriale su larga scala che richiede una qualità costante del prodotto.
- Forno a pozzo
- Vantaggi : risparmio energetico, adatto per lotti di piccole e medie dimensioni; funzionamento semplice.
- Svantaggi : richiede una dimensione uniforme della materia prima (grumi), rischi di calcinazione non uniforme (sovraccarico/scarso assorbimento).
- Utilizzo tipico : piccoli impianti refrattari o scenari che danno priorità ai bassi costi energetici rispetto a rigide specifiche di prodotto.
4. Caratteristiche ambientali e di automazione
- Forno rotante : trattamento avanzato dei gas di scarico (ad esempio, recupero del calore di scarto, desolforazione/denitrificazione); elevata automazione.
- Forno a tino : controlli delle emissioni più semplici, maggiori difficoltà nella gestione di polvere/gas; automazione limitata.
Riepilogo
- Criteri di selezione : dipendono dalla scala di produzione, dalle proprietà delle materie prime (dimensioni, composizione), dai costi energetici e dai requisiti del prodotto.
- Forno rotante : ideale per operazioni continue, di alta qualità e su larga scala.
- Forno a tino : ideale per produzioni flessibili, economiche o su piccola e media scala.
In pratica, alcuni impianti combinano entrambe le tecnologie (ad esempio, la precalcinazione in un forno a tino seguita dalla raffinazione in un forno rotativo) per ottimizzare l’efficienza e la produzione.
