EXCELLENCIA EN

JUNTAS DE EXPANSIÓN
PARA
PLANTA SIDERÚRGICA

CASO REAL

Acero y metal

Caso real

ESTUFA DE AIRE CALIENTE
FUELLES METÁLICOS

Planta siderúrgica

Alemania

EJMA y EN 13445

Para una planta siderúrgica en Alemania, Belman diseñó y fabricó 13 juntas de expansión con tamaños que van de DN 1600 a DN 2600, junto con cuatro juntas de expansión adicionales de tamaño DN 400. Estos fuelles metálicos se instalarán en una nueva estufa de aire caliente, formando parte de una gran inversión en la planta del cliente y destinada a mejorar la eficiencia energética y fomentar una producción de acero más sostenible. El proyecto de inversión incluye la construcción de un nuevo sistema de calentamiento integrado con una solución de recuperación de calor, que respalda la transición de la planta siderúrgica hacia operaciones más sostenibles.

EL PROBLEMA DEL CLIENTE
La planta siderúrgica necesitaba una cantidad considerable de juntas de expansión de grandes dimensiones para su nueva estufa de aire caliente. Para este proyecto de inversión, el cliente solicitó 17 fuelles metálicos, todos con diferentes dimensiones y diseños. El cliente buscaba un proveedor con capacidad para diseñar y fabricar tantas juntas de expansión diferentes y de gran tamaño en sus propias instalaciones, manteniendo estándares de calidad excepcionales. En particular, necesitaba un socio reconocido por su experiencia en soldadura, producción de alta gama y capacidad para realizar procedimientos de calidad completos y avanzados. Por ello, recurrió a Belman.

La planta siderúrgica ha invertido en mejoras de eficiencia energética para reducir su impacto ambiental
Este proyecto forma parte de una inversión mayor en las instalaciones del cliente. Para aumentar la eficiencia energética y disminuir el impacto ambiental en su planta siderúrgica, el cliente está llevando a cabo un importante proyecto de modernización. El proyecto consiste en construir una nueva estufa de aire caliente para uno de sus altos hornos. Estas mejoras están diseñadas para aumentar la eficiencia energética, reducir las emisiones de CO₂ y fomentar el uso de materias primas secundarias, entre otros objetivos. Un componente clave de esta modernización es la implementación de un sistema que reutiliza el calor residual de los altos hornos, recuperando eficazmente la energía que de otro modo se perdería.

Como muchas otras plantas siderúrgicas a nivel mundial, esta planta también tiene una estrategia amplia para transitar hacia métodos de producción de acero más sostenibles, alineándose con las tendencias de la industria y los requisitos regulatorios destinados a reducir la huella ambiental de la fabricación de acero.

LA SOLUCIÓN DE BELMAN – Estufa de aire caliente fuelles metálicos
Las 17 juntas de expansión – 5 x DN 400, 3 x DN 1600 y 9 entre DN 2000 y DN 2600 – fueron diseñadas a medida con variaciones en el diseño, número de convoluciones, materiales y longitudes de instalación. Las diferencias reflejan los requisitos específicos de sus puntos de instalación dentro de la estufa de aire caliente, incluyendo:

Líneas de aire caliente
Líneas de soplado en frío
Tuberías de gas de combustión
Tuberías principales de aire para la combustión

Cada ubicación tiene distintas dimensiones de tubería, por lo que se requieren varios tamaños. Además, los movimientos en las distintas ubicaciones varían, lo cual también explica el diseño de los fuelles metálicos y su función. En algunas ubicaciones se producen movimientos axiales y laterales que requieren juntas de expansión universales, mientras que en otras solo se producen movimientos axiales, por lo que se requieren juntas de expansión axiales. La junta de expansión lateral solo absorberá movimientos laterales.

Aplicación de diferentes sistemas de recubrimiento
Se aplicaron diferentes sistemas y colores de recubrimiento a las 17 juntas de expansión. Por lo tanto, las juntas de expansión no tienen el mismo color: algunas son amarillas, otras grises y otras de color aluminio. La razón de los diferentes colores y sistemas de recubrimiento es que las juntas de expansión se instalan en distintas ubicaciones dentro de la planta: algunas están dentro, mientras que otras se encuentran en el exterior. Además, algunas juntas de expansión deben operar a temperaturas elevadas. Todos los parámetros de funcionamiento imponen requisitos específicos para la composición de los sistemas de recubrimiento aplicados.

Aseguramiento de la calidad de los fuelles metálicos
Las juntas de expansión contaban con trazabilidad completa y estaban respaldadas por un ITP y un libro de datos de fabricación (MDB). Nueve de las juntas de expansión pertenecen a la PED Cat. III y fueron presenciadas por DNV. El resto de las juntas de expansión contaban con certificados 3.1. Para todos los fuelles de expansión se realizaron las siguientes pruebas:

Prueba visual (VT)
Inspección por penetración (PT)
Examen radiográfico (RT)
Prueba de estanqueidad
Prueba magnética (solo en algunas juntas de expansión)
Inspección ultrasónica (solo en algunas juntas de expansión)
Prueba de presión (solo en algunas juntas de expansión)
Ensayo de resistencia térmica y dureza (solo en algunas juntas de expansión)
Informe de recubrimiento (se aplicaron diferentes sistemas y colores de recubrimiento a las juntas de expansión según especificaciones del cliente)

La diversidad en los requisitos de calidad se debe a la ubicación de las juntas de expansión en la planta siderúrgica y a los distintos parámetros operativos.

Todos los fuelles metálicos contaron con la aprobación de terceros y el cliente realizó inspecciones finales y durante el proceso. Belman siempre recibe con gusto a clientes e inspectores en sus instalaciones.

Belman – expertos en juntas de expansión de gran tamaño para plantas siderúrgicas
Belman tiene un historial probado en la entrega de juntas de expansión de alto rendimiento para plantas siderúrgicas de todo el mundo. Con más de 30 años de experiencia en diseño y fabricación, Belman ha diseñado, fabricado y suministrado con maestría numerosas juntas de expansión de grandes dimensiones. Contar con las instalaciones, capacidades, know-how y personal experimentado ha garantizado entregas exitosas de juntas de expansión de grandes dimensiones a los clientes en múltiples ocasiones. Un ejemplo destacado a lo largo de los años es una junta de expansión de 10 metros de largo y DN 2800 para una planta siderúrgica, con un peso de 40 toneladas.

CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO

Parámetros de diseño de los fuelles metálicos de la estufa de aire caliente:

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 2500 • Longitud de instalación: 800 mm • Medio: – • Presión de diseño: 4,95 barg • Temperatura de diseño: 300°C • AX: +3/-25 mm • LA: +4/-0 mm • Fuelles: 2.4858 (Incoloy 825) • Extremo de la tubería: 1.0473 • Bridas: 1.0571 • Código de diseño: EN 13445

Tipo: Junta de expansión axial • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 2600 • Longitud de instalación: 700 mm • Medio: – • Presión de diseño: 4,95 barg • Temperatura de diseño: 300°C • AX: +54/-23 mm • Fuelles: 2.4858 (Incoloy 825) • Camisa interior: 1.4571 • Extremo de la tubería: 1.0473 y 1.0473 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 1600 • Longitud de instalación: 2000 mm • Medio: – • Presión de diseño: 0.2 barg • Temperatura de diseño: 250°C • AX: +0/-35 mm • LA: +110/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Extremo de la tubería: 1.0425 • Código de diseño: EN 13445

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 2000 • Longitud de instalación: 2100 mm • Medio: – • Presión de diseño: 0.2 barg • Temperatura de diseño: 250°C • AX: +0/-65 mm • LA: +65/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Extremo de la tubería: 1.0425 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 2300 • Longitud de instalación: 2450 mm • Medio: – • Presión de diseño: 0.2 barg • Temperatura de diseño: 350°C • AX: +0/-79 mm • LA: +65/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Extremo de la tubería: 1.0425 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 2300 • Longitud de instalación: 2150 mm • Medio: – • Presión de diseño: 0.2 barg • Temperatura de diseño: 250°C • AX: +0/-30 mm • LA: +20/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Extremo de la tubería: 1.0425 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 1600 • Longitud de instalación: 1620 mm • Medio: – • Presión de diseño: 0.2 barg • Temperatura de diseño: 250°C • AX: +0/-30 mm • LA: +90/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Extremo de la tubería: 1.0425 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 2000 • Longitud de instalación: 700 mm • Medio: – • Presión de diseño: 0.2 barg • Temperatura de diseño: 350°C • AX: +/-1 mm • LA: +20/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Extremo de la tubería: 1.0425 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 2300 • Longitud de instalación: 823 mm • Medio: – • Presión de diseño: 0.2 barg • Temperatura de diseño: 250°C • AX: +1/-0 mm • LA: +26/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Extremo de la tubería: 1.0425 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 1600 • Longitud de instalación: 2400 mm • Medio: – • Presión de diseño: 4,95 barg • Temperatura de diseño: 150°C • AX: +1/-0 mm • LA: +129/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Tubo intermedio: 1.0425 • Bridas: 1.0571 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 400 • Longitud de instalación: 500 mm • Medio: – • Presión de diseño: 4,95 barg • Temperatura de diseño: 150°C • AX: +2/-0 mm • LA: +38/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Tubo intermedio: 1.0345 • Extremo de la tubería: 1.0345 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 400 • Longitud de instalación: 1150 mm • Medio: – • Presión de diseño: 4,95 barg • Temperatura de diseño: 450°C • AX: +2/-0 mm • LA: +150/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Tubo intermedio: 1.5415 • Extremo de la tubería: 1.5415 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 400 • Longitud de instalación: 1000 mm • Medio: – • Presión de diseño: 4,95 barg • Temperatura de diseño: 450°C • AX: +7/-0 mm • LA: +95/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Tubo intermedio: 1.5415 • Extremo de la tubería: 1.5415 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión lateral • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 400 • Longitud de instalación: 1600 mm • Medio: – • Presión de diseño: 0.2 barg • Temperatura de diseño: 250°C • LA: +15/-0 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Tubo intermedio: 1.0425 • Extremo de la tubería: 1.0425 • Código de diseño: EJMA

Tipo: Junta de expansión universal • Cantidad: 1 ud. • Dimensiones: DN 400 • Longitud de instalación: 500 mm • Medio: – • Presión de diseño: 4,95 barg • Temperatura de diseño: 150°C • LA: +0/-38 mm • Fuelles: 1.4571 (AISI 316Ti) • Camisa interior: 1.4571 • Tubo intermedio: 1.0345 • Extremo de la tubería: 1.0345 • Código de diseño: EJMA

BENEFICIOS PARA EL CLIENTE

17 juntas de expansión diseñadas a medida para cubrir diversos requisitos de tamaño, movimiento e instalación en la nueva estufa de aire caliente.
Juntas de expansión de grandes dimensiones (hasta DN 2600) con alta precisión y calidad constante.
Asistencia de un socio confiable con más de 30 años de experiencia y una sólida trayectoria en el suministro de juntas de expansión para plantas siderúrgicas.
Sin concesiones en cuanto a la calidad del producto y el aseguramiento de la calidad.
Apoya la transición de la planta siderúrgica hacia soluciones más ecológicas

closer look of expansion joints designed for a steel plant to be installed in hot blast stove

DN 1600–2600 SIZED EXPANSION JOINTS for a German steel plant’s new hot blast stove

metallic bellow designed for a hot balst stove in a steel plant

metallic expansion joints designed with tie rods for a steel plant

INFORMACIÓN RELACIONADA

INFORMACIÓN TÉCNICA

Encuentre más información sobre las juntas de expansión universales en el catálogo de juntas de expansión de Belman en la
página 33
Encuentre más información sobre las juntas de expansión axiales en el catálogo de juntas de expansión de Belman en la
página 25

REFERENCIAS

Thyssenkrupp • Severstal • TATA • ArcelorMittal • SSI (CORUS) • SSAB • Salzgitter • NLMK Group • Nornickel • Ruukki • AET Technologies • ISD Dunaferr • Gerdau • Salzgitter Flachstahl GmbH • TRIMET • Voestalpine • Steel dynamics • Usiminas • Hüttenwerke Krupp Mannesmann (HKM) • Al Ezz Dekheila • FENI • Steel – EZDK • Evraz • Paul Wurth • Siemens VAI • Corus • Aurubis • SMS Group • Kalugin •

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