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Bloques cerámicos de la República Checa

Heluz - La fábrica de bloques cerámicos más moderna de Europa en Hevlin

A principios de marzo 2009 se puso en marcha oficialmente la fábrica de ladrillos Heluz en Hevlin, en la frontera austriaca. La primera piedra de la nueva fábrica de ladrillos se colocó en octubre de 2007. KELLER ICS se encargó de la planificación y realización de esta nueva y moderna planta de bloques cerámicos, cuyo sistema de preparación fue suministrado por Rieter-Werke en Constanza. La nueva planta de producción aumenta la producción total de la empresa en un 40 %.


El proyecto

En el terreno de la fábrica existente se construyó una planta de producción completamente nueva para la fabricación de ladrillos huecos altamente porosos con una capacidad de 800 t/d de material cocido. En la fábrica se pueden producir diferentes formatos con una densidad aparente de ladrillo de hasta 0,6 kg/dm³. Es posible el rectificado de todos los productos. Como materia prima básica para la producción de ladrillos huecos, se utiliza arcilla del foso existente, que se mezcla con serrín y absorbedor de papel como agente porosante. También es posible el uso de poliestireno como agregado. Las pruebas de materiales necesarias se llevaron a cabo en el laboratorio cerámico interno de Keller HCW. Durante el diseño conceptual de la planta, se elaboraron, junto con el operador, los puntos esenciales adaptados a las condiciones locales.

Aprovechamiento óptimo de la nave de producción
Manipulación cuidadosa de los productos
Garantía de cantidad y calidad
Alta disponibilidad de la planta
Menor necesidad de piezas de repuesto
Uso eficiente de la energía para el funcionamiento de máquinas, secaderos y hornos


Datos del proyecto

La capacidad de la nueva planta de ladrillos huecos es de hasta 800 toneladas por día de productos cocidos con una densidad aparente de 0,8 kg/dm³. Debido al mayor uso de agentes porosos, en la nueva planta se pueden producir productos con una densidad aparente de hasta 0,6 kg/dm³.

Tiempo de trabajo:

Preparación:

50 semanas/año
7 días/semana
2 turnos/día
7 horas/turno (efectivamente)

Equipo de moldeo y maquinaria:

50 semanas/año
7 días/semana
3 turnos/día
7 horas/turno (efectivamente)

Rendimiento del formato de referencia:

16.089.150 ladrillos huecos/año
321.783 ladrillos huecos/semana
45.969 ladrillos huecos/día
2.189 ladrillos huecos/hora

Formato de referencia

Para la puesta en marcha de la planta se acordó el formato de referencia de 380 mm x 247 mm x 238 mm con una porcentaje de huecos de 59 % y dos densidades aparentes de 0,6 kg/dm³ y 0,8 kg/dm³. Otros productos que se pueden producir son varios ladrillos huecos, placas de tabiques y ladrillos insonorizantes.

Producción

Preparación de masa

El material de arcilla no tratado es alimentado por palas cargadoras con 2 alimentadores de cajas, donde es sacado por transportadores escamosos de acero y alimentado al equipo de preparación a través de un sistema de transporte. Como agente porosificador, los restos de papel se añaden al material arcilloso desde un tercer alimentador de cajas y el serrín ya procesado desde un silo. Las piezas metálicas contenidas en la materia prima se separan mediante la combinación de un detector de metales con un transportador reversible por delante del molino de rulos.

La mezcla entra en el molino de rulos a través de un dispositivo centralizado de alimentación de material y cae en la pista de rodadura interior, donde se pretritura y se coloca con rascadores en la pista de rozamiento exterior, que está equipado con placas perforadas. Allí se tritura de nueva y se presiona a través de las perforaciones en la placa de recogida contrarrotante debajo del molino de bolas. Se deja caer sobre una cinta y se transporta a la siguiente etapa de trituración. Un sistema de medición y control de humedad controla la adición de agua al molino de rulos para alcanzar un contenido de humedad uniforme.

 

En el siguiente laminador se tritura la masa con una ranura de trituracíón de 2 mm. Un distribuidor de material directamente por delante del laminador garantiza una distribución uniforme del material en los rodillos para evitar un desgaste desigual. Los tornos automáticos de rodillos se utilizan para calibrar los casquillos de los rodillos. El posterior laminador fino de alto rendimiento en tecnología de oscilación mono produce la finura final de 0,8 mm. Las máquinas de preparación están conectadas a un sistema de extracción de polvo, el polvo recogido del filtro de polvo se añade permamentemente al flujo de material en la cinta. A través de un sistema de cinta, la masa terminada se alimenta en el pudridero o se transporta directamente a la planta de moldeo. La masa se almacena temporalmente en 6 pudrideros y pasa a través del proceso de moldeo, lo que produce una plasticidad uniforme de la masa en la planta de moldeo. La alimentación se realiza a través de un sistema de cintas controlado por ordenador para conseguir una mezcla intensiva del material entrante en el depósito. Mediante una excavadora longitudinal automática controlada por ordenador, la masa mezcla preparada se retira de nuevo del pudridero y se alimenta al sistema de moldeo. El punto de inicio de la planta de moldeo es un alimentador de cajas, que actúa como amortiguador de material entre la preparación y el moldeo. El material es alimentado a un tercer molino de rulos y el material seco es triturado por medio de un sistema de transporte que permite que el material sea descargado en un contenedor. Otro detector de metales se encuentra por delante del grupo de moldeo para eliminar las piezas metálicas posibles y evitar así un desgaste innecesario de las máquinas. En el alimentador circular de cribas el material se mezcla de nuevo intensamente, se produce la humedad final y finalmente se presiona a través de las placas de cribado para alimentar al grupo de extrusión. La humedad es controlada por un sistema automático de medición y control de humedad midiendo la presión del cabezal de la prensa y el consumo de corriente en la extrusora. En la amasadora de dos ejes al vacío, se mezcla el material de nuevo de forma amasada, se ventila en la cámara de vacío y se alimenta a la extrusora. En la salida de la cámara de mezclado, el hilo de masa de la mezcladora se tritura en trozos pequeños mediante cuchillas giratorias y peine de dientes, con lo que se consigue una ventilación rápida y completa. Tanto en el alimentador circular de cribas como en el mezclador de dos ejes, se suministra al material el vapor generado por un sistema separado de generador de vapor. En la extrusora el material es compactado y alimentado a través del cilindro de prensado y de la cabeza de prensado a la boquilla, en la que tiene lugar el primer paso de moldeo (longitud y anchura del ladrillo). La altura del ladrillo se define en el sistema de corte.


Maquinaria – Zona para el material húmedo

La columna de arcilla extruida se alimenta al dispositivo de corte a través de una placa de transferencia. Una cinta de medición determina la velocidad exacta de la columna de arcilla para un control preciso del dispositivo de corte. Debio al contenido alto de agua de amasado y a la forma muy fina de las perforaciones, existe el riesgo de que el producto se deforme por el transporte del producto cortado. Para evitar esto, se instala un dispositivo de preperforación por delante del dispositivo de corte. En el dispositivo de corte, se corta un producto de la columna de arcilla por cada ciclo de trabajo y luego se transfiere a una cinta que forma una distancia definida controlada por frecuencia entre los productos cortados. El corte de los productos se realiza con residuos que se devuelven al proceso de moldeo a través de un sistema de transporte de residuos. Tres robots industriales de 4 ejes agarran suavemente 4 productos en su superficie de corte y cargan un palet de secado. Un carro de transporte transporta los palets de secado cargados a la zona de carga de carros del secadero, al mismo tiempo una cinta transportadora transporta tres palets de secado vacíos a la zona de carga de palet.

La carga de los carros del secadero con los palets de secado cargados así como la preparación de los palets de secado vacíos en la cinta transportadora se realiza a través de un mecanismo de traslación en una puenta grúa. En caso de cambio de formato, otro mecanismo de traslación almacena y saca los palets de secado necesitado en un almacén de palets.

Secadero túnel

El sistema de secado está diseñado como un secadero túnel con dos túneles controlables de forma independiente y depósitos húmedos preconectados. Para mantener el clima de secado, cada túnel está equipado con una esclusa de salida. La circulación necesaria para el secado por cada túnel y circuito de circulación se realiza mediante tres ventiladores axiales instalados en un techo intermedio. El aire seco es soplado y circulado entre los ladrillos a través de ranuras en el techo intermedio. La energía térmica necesaria es suministrada principalmente por el horno. La energía adicional requerida es generada por un quemador que puede ser encendido y alimentado al secadero a través de ventiladores radiales. El secadero túnel está dividida en 10 zonas climáticas según el comportamiento de secado. El aire húmedo saturado se descarga del secadero a través de los ventiladores axiales instalados en las chimeneas de aire húmedo. La regulación de los flujos de aire de entrada y de salida se realiza mediante válvulas reguladoras accionadas por un electromotor que están instaladas en los conductos y los canales de aire o mediante la velocidad de los ventiladores de aire húmedo. Los dispositivos de medición de presión, humedad y temperatura garantizan que el aire y la temperatura en el secadero de túnel se adapten con precisión a la situación respectiva (por ejemplo, al cambiar el formato). El secadero es controlado automáticamente por un ordenador de procesos libremente programable. Los datos de consumo y estado se pueden llamar en cualquier momento. Las curvas de secado dependientes del formato se ejecutan de forma totalmente automática, se comparan con los valores reales y se ajustan si es necesario.


Zona para el material seco y sistema de carga

La descarga de los palets con los productos secos se realiza de forma análoga a la parte húmeda a través de un carro con pinza. Un carro transporta los palets de secado a la posición de descarga, al mismo tiempo se transporta los palets de secado vacíos a la posición de recogida a través de un transportador para subir y bajar. Los palets de secado vacíos se recogen en la posición de recogida mediante el mecanismo de traslación y se colocan en la estantería de un carro de secado vacío. El transporte de retorno de los palets de secado vacíos y apilados a la zona para el material húmedo se realiza a través de los carros de secado. Un mecanismo de traslación con una pinza correspondiente descarga el palet de secado y coloca los productos secos en las cintas transportadoras. Para el almacenamiento intermedio de los productos se ha instalado una mesa de almacenamiento estacionaria. Los productos se agrupan y se llevan a los robots de apilado a través de un sistema de cinta transportadora de dos hileras y un tope. La combinación de un dispositivo de giro y una rueda volteadora permite voltear los ladrillos a su superficie de corte. Dos robots industriales recogen los productos levantados de los transportadores mediante placas elevadoras y forman la carga en filas en el carro del horno túnel. Para facilitar el desgasificado de los productos durante el proceso de cocción, se colocan las capas individuales con sus dientes una encima de la otra, por lo que se utilizan herramientas de agarre de robot separadas y totalmente intercambiables de forma automática para colocar las placas de tabiques.

Horno túnel

El sistema de horno a gas natural que consiste en una zona de calentamiento, una zona de cocción y una zona de enfriamiento está diseñado como un horno túnel. En el precalentador se elimina la humedad residual de los productos secos y se prepara el proceso de calentamiento y cocción. Al mismo tiempo, el precalentador actúa como esclusa de entrada y garantiza un perfil de presión constante en el horno. En la zona de calentamiento se instalan quemadores de alta velocidad con encendido y control de llama en las paredes del horno túnel o en el techo del horno. Estos quemadores están equipados con un suministro central de aire de combustión y calientan la carga de la vagonetas del horno junto con los gases de combustión. Además, el horno túnel en la zona de calentamiento está equipado con un sistema de circulación de gases de combustión instalado lateralmente. Esto sirve para mejorar la combustión de los agentes porosos y la distribución de la temperatura. El horno túnel se calienta principalmente a través del techo del horno mediante el suministro de gas natural como combustible al horno túnel a través de un sistema de quemadores de techo que consta de un cierto número de quemadores de inyección. En la zona de cocción, los quemadores se combinan en un grupo de quemadores a través de dos filas de boquillas.

El sistema de quemadores de techo está diseñado con un suministro común de aire y gas. Todos los grupos de quemadores están equipados con una sección de válvulas en su entrada que hace que el grupo de quemadores se apague en caso de empuje o mal funcionamiento. Para la refrigeración se introduce aire fresco en el horno túnel a través de ventiladores y se conduce a los ladrillos calientes. Una parte del aire caliente se extrae y alimenta al secadero. El aire restante atraviesa la zona de cocción.

Los gases de combustión atraviesan la carga desde la zona de cocción hacia la entrada del horno, calentando los productos en el carro del horno. Los gases de combustión refrigerados se extraen junto con los gases de carbonización en el lado de entrada del horno y se alimentan a un sistema de post combustión térmica regenerativa. Los gases cargados con contaminantes se introducen en las cámaras del intercambiador de calor con un relleno de material cerámico, donde se calientan. Esto provoca la ignición de las sustancias orgánicas volátiles. En la cámara de combustión, la mezcla se enciende y se descarga a través del siguiente intercambiador de calor. La mezcla se enfría y transfiere calor al intercambiador de calor cerámico. El aire refrigerado y limpio se descarga a la atmósfera a través de una chimenea. Toda la planta del horno está equipada con equipos automáticos de medición, control y regulación y con un ordenador de control de procesos. Las funciones relevantes para la seguridad se supervisan mediante los dispositivos de conmutación. Los fallos se notifican acústicamente y se pueden listar y registrar a través del ordenador. El mensaje de fallo actual aparece en el armario de distribución.

Descarga y embalaje

Los ladrillos cocidos son descargados de los carros del horno túnel por dos robots industriales y colocados en dos cintas transportadoras. Un sistema de cintas transportadoras de dos filas transporta los ladrillos cocidos a la planta de molienda. Los ladrillos colocados sobre la superficie de corte se colocan adecuadamente para las rectificadores mediante una combinación de dispositivo de giro y rueda volteadora. Las dos filas de ladrillos que entran se separan por una unidad de transferencia seguida de una cinta transportadora. A través de un sistema de transferencia angular y un transportador de cadena, las dos filas de ladrillos entran cada una en una rectificadora de dos etapas y se rectifican aquí a medida paralelamente al plano. Un sistema de alimentación centra automáticamente los ladrillos y los transfiere al sistema de transporte de la rectificadora. El sistema de transporte de bajo desgaste garantiza una alimentación precisa de los ladrillos que pasan y compensa cualquier irregularidad en el ladrillo. La alimentación de los cabezales individuales a través de servomotores garantiza un punto de parada exacto y un reajuste preciso que se mejora aún más con el uso de un sistema de medición especialmente desarrollado.

Después de rectificar, el polvo de ladrillo producido es aspirado y alimentado a dos sistemas de extracción de polvo que funcionan de forma independiente. El medio ambiente está protegido contra el ruido y las emisiones de polvo por dos campanas insonorizadas separadas, mientras que la accesibilidad de las rectificadoras para los trabajos de mantenimiento se mantiene al máximo. Después de rectificar, se colocan los ladrillos limpios de polvo en la superficie de corte y se agrupan en capas de paquete de envío. Un robot industrial apila las capas de ladrillos sobre palets, los palets vacíos se suministran apilados sobre un transportador de almacén y se los separan por un dispositivo de transferencia y se alimentan a la posición de carga a través de un sistema de transportador de cadena para ser ajustados. Los palets de transporte se transportan por la planta de embalaje mediante transportadores de cadena. Se utiliza una encapuchadora de plástico retráctil para aplicar un film retráctil sobre los paquetes de envio. Mediante un dispositivo de transferencia se transfieren los paquetes a un transportador de cadena de almacenamiento. Allí son recogidos por una carretilla elevadora y transportados al almacén.


Sistema de control

El control de todos los componentes de la máquina y de la planta, así como el sistema de preparación y de moldeo, se realiza mediante un centro de control y conmutación diseñado y producido por Keller HCW con un controlador lógico programable SIMATIC S7. Los componentes perfectamente adaptados y las interfaces estándar garantizan un buen funcionamiento. El uso de sistemas de visualización aumenta la fiabilidad operativa. Al mismo tiempo, los sistemas minimizan el tiempo de inactividad en caso de interrupciones. El teleservicio mundial de los sistemas de Keller HCW también tiene como objetivo conseguir esta ventaja en temas de seguridad. En caso de avería, la causa de los errores de funcionamiento se puede encontrar en poco tiempo con diagnósticos específicos. La disponibilidad de los sistemas de automatización y control de procesos se mejoran considerablemente. En caso necesario, el técnico de servicio puede influir directamente en el control del sistema. El teleservicio permite la visualizción y del control a distancia de la planta, la programación del ordenador de control de procesos y del controlador lógico programable (PLC), el análisis específico de los mensajes de funcionamiento y de fallo, y la transferencia de archivos de actualizaciones de software y documentación.