Industria é invenciones (1907-02-23 00:00:00), página 2

La ley termo-dinámica antes citada es la de que la cantidad de calor transmitido de un cuerpo á otro, en un tiempo dado, depende de la diferencia de temperatura entre ambos cuerpos, ó en otras palabras, es proporcional á dicha diferencia, de modo que cuanto mayor sea ésta, mayor es la proporción de calor transmitido.

En la conducción práctica de un horno metalúrgico, el problema que hay que resolver es el de transmitir á una masa de mineral una cantidad de calor, en el menor tiempo posible y con la menor pérdida posible de calorías. Con respecto á la economía, los factores principales de dicho problema son: la cantidad de calor, medido por el coste de su producción, y el tiempo invertido en comunicarlo al mineral. Desde el momento en que estos dos factores deben medirse por el mismo patrón, que no es otro que su coste en efectivo, conviene apreciar bien su importancia relativa y determinar con toda exactitud el balance económico entre ambos. Del tiempo invertido en calentar el mineral á la temperatura deseada depende la capacidad ó rendimiento diario del horno, del cual depende, á su vez, el coste del tratamiento por tonelada. El tiempo es, por consiguiente, el factor principal del problema que nos ocupa y según la ley termo-dinámica de que antes se ha hecho mérito, la cantidad de calor absorbido depende de la diferencia entre la temperatura del cuerpo que comunica el calor y la del que lo recibe; de donde resulta que para asegurar buen rendimiento y eficacia en la práctica ó trabajo del horno, debe tenerse muy en cuenta la proporcionalidad de las temperaturas del gas ó agente calorífico y del mineral, respectivamente.

En la práctica del «método de calefacción gradual», y en todos los demás comúnmente empleados para aplicar el valor al mineral, el valor de esta ley no solamente ha sido despreciado ó olvidado, sino que la operación se lleva á cabo en abierta oposición con el principio que la informa, con la consiguiente pérdida de economía y rendimiento.

Si el mineral frío, á la temperatura ordinaria, se sujeta á la acción de gases cándentes á la temperatura máxima, la proporción del calor momentáneamente absorbido es rápida, debido á la gran diferencia de temperaturas; pero á medida que la temperatura del mineral va aumentando por su contacto con los gases calientes, á fin de mantener la misma proporción ó diferencia hasta que el mineral ha alcanzado la temperatura deseada, se necesitaría un continuo aumento proporcional de temperatura de los gases, cosa que, en el caso presente, sería de todo punto impracticable. Tampoco sería económico, en cuanto al coste de la producción, el suministrar continuamente calor á la temperatura máxima á una masa de mineral de temperatura siempre creciente, porque la cantidad proporcional de calor utilizado o absorbido por el mineral, disminuiría continuamente y proporcionalmente á la disminución de la diferencia de temperaturas. La economía exige que se mantenga siempre la misma proporción ó diferencia desde el principio al fin de la operación, y desde el momento en que es impracticable mantener la relación máxima, debe determinarse el medio económico que ha de servir de base de trabajo. En la práctica, esto envuelve la consideración del coste de la producción del calor, así como el cálculo del medio matemático.

La aplicación teórica de esta ley al trabajo de caldear una masa dada de mineral, exige que se man tenga la proporción media más económica entre el grado de calor á cada unidad de contacto entre el mineral y el gas cándente. Cuando se aplica á caldear una gran masa de mineral, como ocurre en los hornos de alguna importancia, lo más aproximado á la teoría es subdividir la masa de mineral en tantas unidades separadas como sea posible, manteniendo para cada unidad, la relación diferencial media de temperaturas.

Esto se consigue dividiendo el recipiente ó cuba del horno en zonas y disponiendo medios para regular la temperatura, es decir, la diferencia entre la del mineral y la de los gases cándentes, para cada zona. Este ajuste ó regulación de temperaturas, es decir, la relación entre la del elemento conductor y la del cuerpo receptor del calor, no se había llevado á cabo hasta la fecha, ni es posible practicarla en ninguno de los hornos existentes en la actualidad. Varios ensayos practicados han demostrado que con ciertos minerales la capacidad del horno se aumenta de este modo hasta seis veces, marchando el mineral y el combustible en la misma dirección general.

En los hornos de la clase que nos ocupa es práctica constante introducir el gas combustible ó agente calorífico por uno de los extremos del recipiente del mineral ó cuba del horno, y después de pasar á través ó por encima del mineral, al que comunica su calor gradualmente, sale á baja temperatura por el extremo opuesto, generalmente próximo á la tolva de carga. El camino que recorre el agente calorífico, es siempre desde una unidad más caliente á una más fría, y la admisión se hace por el extremo más caliente, y la salida por el más frío. Esto ofrece varios inconvenientes que disminuyen la eficacia del horno.

D. Guillermo Dennis ha patentado un método para el tratamiento de minerales, que, considerado en sus líneas generales, consiste en hacer recorrer los gases cándentes ó el agente calorífico á través del depósito que contiene el mineral, desde el punto más frío al más caliente del mismo, saliendo finalmente de la zona más caliente, por regla general en corriente continua, pero siempre desde una unidad más fría á una más caliente, al revés de lo que ahora se practica. Este modo de operar produce gran economía de calor y evita muchos de los inconvenientes del antiguo método.

Todos los hornos metalúrgicos sufren sensibles pérdidas debidas á los humos que se escapan y que contienen un 2 á 12 por 100 de mineral no tratado todavía; habiéndose ideado varios medios ó disposiciones, todos muy costosos, para evitar esas pérdidas, pero sin resultado, pues todos los esfuerzos se encaminaron á remediar el efecto sin destruir la causa, lo cual prueba la imperfección del primitivo procedimiento metálico, por demás caro y expuesto á pérdidas.

Una corriente de gas caliente que recorre un depósito lleno de mineral quebrantado, arrastrará consigo pequeñas partículas de mineral cuya cantidad dependerá de la velocidad de la corriente, del movimiento del mineral en el depósito y de otras causas.

Si la corriente va desde la parte más caliente del depósito ó cubo del horno hasta la parte más fría, la mayor parte del polvo arrastrado son partículas de mineral bruto. Según el nuevo método, se invierte la dirección de la corriente gaseosa y el polvo de mineral arrastrado desde las porciones frías de la masa, va á parar á la zona tórrida ó de fusión y se somete á la temperatura de reducción antes de que pueda salir del