Motore elettrico per l'azionamento di forni rotativi

Il forno rotativo è un lungo cilindro d'acciaio, installato con una leggera inclinazione, che tratta ad alta temperatura materiali come clinker di cemento, calce, gesso, argilla espansa o concentrati minerari. Il materiale entra da un'estremità, avanza verso il basso man mano che il cilindro ruota e lungo il percorso subisce il trattamento termico. Questa pagina descrive il motore di azionamento che fa ruotare il cilindro; per gli altri motori degli impianti minerari e di lavorazione dei minerali consulti la pagina motori elettrici per il settore minerario.

Che cosa significa far ruotare il cilindro del forno?

Il mantello del forno poggia sui rulli di supporto tramite anelli di rotolamento in acciaio calettati sul mantello. Una grande corona dentata montata attorno al mantello ingrana con il pignone all'uscita del riduttore. Il motore aziona il riduttore, il riduttore il pignone e il pignone fa ruotare il forno. La velocità del forno in giri al minuto è molto bassa e viene variata in base alle esigenze di processo; è questa velocità a determinare il tempo di permanenza del materiale nel forno.

Il carico che il motore deve vincere è il peso del mantello, del rivestimento in mattoni refrattari all'interno e del materiale contenuto. La coppia è determinata dall'attrito dei rulli che si oppone alla rotazione di questa massa e dal modo in cui il materiale si dispone all'interno del cilindro. In produzione continua il forno ruota senza fermarsi per settimane, anche per mesi.

Avviamento: il momento più critico è il primo movimento del forno

Carico sbilanciato e coppia di spunto

In un forno fermo il materiale si raccoglie nella parte bassa del cilindro; inoltre un mantello fermatosi da caldo si flette leggermente sotto il proprio peso. Rimettere in movimento il forno significa sollevare lateralmente questo carico sbilanciato e vincere l'attrito di primo distacco sui rulli. In avviamento la coppia richiesta supera nettamente quella di funzionamento continuo e l'accelerazione è lunga.

Quale metodo di avviamento?

Con un carico di questo tipo l'avviamento diretto sollecita sia la rete sia la dentatura; lo stella-triangolo, invece, riducendo la coppia di spunto, può non bastare a mettere in moto il forno carico. Per questo, negli azionamenti di forni realizzati con motore asincrono standard, l'inverter è la soluzione più diffusa: fornisce in modo controllato la coppia elevata necessaria all'avviamento e regola poi la velocità del forno in base al processo. In alcuni forni di piccole dimensioni si usa anche il soft starter. Quale soluzione sia sufficiente lo indicano i dati del costruttore del forno. I motori ad anelli e i motori in corrente continua non sono presenti nel catalogo 2026 di HEM Motor; le indicazioni di questa pagina si riferiscono al motore asincrono.

Velocità variabile e raffreddamento del motore

La velocità del forno viene variata entro un ampio intervallo a seconda del processo: molto lenta nelle fasi di accensione e riscaldamento, più veloce nella produzione normale. Di conseguenza, il motore azionato da inverter può funzionare a lungo ben al di sotto della velocità nominale, ma con coppia elevata. In questa condizione la ventola propria del motore non fornisce aria a sufficienza; in questa applicazione un ventilatore di raffreddamento ad alimentazione separata è spesso necessario.

Negli impianti di grandi dimensioni il cavo tra inverter e motore può essere lungo; per proteggere l'isolamento dell'avvolgimento si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale. I motori trifase HEM sono adatti a questo tipo di funzionamento; basta indicare nell'ordine la necessità di ventilatore e filtro. Per informazioni generali può consultare la pagina motori elettrici compatibili con inverter.

Azionamento ausiliario e interruzione di corrente

L'arresto di un forno caldo è rischioso per il mantello: il cilindro caldo rimasto immobile può flettersi sotto il proprio peso e il rivestimento refrattario può danneggiarsi. Per questo, nei forni di grandi dimensioni, accanto al motore principale è presente un piccolo azionamento ausiliario collegato al riduttore tramite innesto. In caso di mancanza di corrente o durante la manutenzione fa ruotare il forno molto lentamente, mantiene il mantello regolare durante il raffreddamento e porta il forno nella posizione desiderata durante il rifacimento del refrattario. Questo motore è di norma collegato a un generatore.

Il motore dell'azionamento ausiliario è molto più piccolo del motore principale e lavora con un proprio riduttore; anch'esso richiede coppia elevata all'avviamento. Per l'abbinamento con il riduttore può consultare la pagina motori elettrici per riduttori.

Ambiente attorno al forno e manutenzione del motore

Il motore lavora accanto al mantello del forno, in una zona esposta al calore irradiato dalla superficie calda e alla polvere di clinker o di calce. Il gruppo di azionamento è di solito protetto da un riparo e si provvede a fornire al motore aria di raffreddamento pulita. Se la temperatura ambiente è elevata, la scelta va fatta in modo che il motore possa erogare con continuità la potenza di targa; comunichi questo dato nell'ordine.

Per i motori che girano a lungo senza interruzioni sono disponibili come opzioni d'ordine il sensore PTC o PT100 per monitorare la temperatura dell'avvolgimento e la scaldiglia anticondensa per le lunghe fermate di manutenzione. La polvere accumulata sulle alette di raffreddamento va rimossa regolarmente, gli intervalli di lubrificazione dei cuscinetti vanno rispettati e l'allineamento del giunto e il collegamento al riduttore vanno controllati periodicamente. In questo servizio gravoso si impiegano motori con carcassa in ghisa; la carcassa B3 con piedi o, in base al riduttore, B35 viene predisposta secondo la grandezza, e le dimensioni di flangia e albero si definiscono nell'ordine.

Motori HEM di esempio per forni rotativi

I modelli in tabella sono esempi; la potenza e la velocità effettive sono stabilite dal costruttore del forno in base a dimensioni, grado di riempimento, campo di velocità e rapporto del riduttore. I modelli da 75 kW in su hanno fattore di servizio 1,15. Per linee molto grandi il limite superiore della nostra gamma è 355 kW.

Per un'offerta di motore per azionamento di forni

Per individuare il motore adatto ci comunichi: macchina (tipo di forno, azionamento principale o ausiliario), potenza richiesta, velocità del motore, tensione dell'impianto, forma costruttiva (con piedi, flangiata, collegamento al riduttore), eventuale utilizzo di inverter e quantità. La foto della targa dati del motore esistente rende più rapida la scelta dell'equivalente.

Tutti i modelli sono nella pagina acquistare un motore elettrico; i prezzi aggiornati sono riportati nelle pagine prodotto. I recapiti WhatsApp e telefonici si trovano nella pagina contatti.

Domande frequenti

Perché nel forno rotativo si preferisce un motore a sei poli?

Poiché la velocità del forno è molto bassa, il rapporto di trasmissione è elevato; un motore più lento riduce il rapporto del riduttore e, a parità di potenza, fornisce una coppia all'albero maggiore. Il numero di poli si sceglie comunque insieme al riduttore; esistono anche azionamenti con motore a quattro poli.

Perché in caso di mancanza di corrente il forno continua a essere fatto ruotare?

Se il mantello caldo resta immobile, la parte inferiore e quella superiore si raffreddano in modo diverso e il cilindro può flettersi; ciò danneggia anelli di rotolamento, rulli e rivestimento refrattario. L'azionamento ausiliario lo impedisce facendo ruotare lentamente il forno.

L'avviamento stella-triangolo è sufficiente per un forno rotativo?

Nella maggior parte dei casi no. Nello stadio a stella la coppia del motore si riduce sensibilmente e il forno carico può non mettersi in moto. Per un avviamento controllato si preferisce l'inverter o un altro metodo approvato dal costruttore del forno.

Nel motore del forno con inverter il ventilatore separato è indispensabile?

Se il forno viene fatto ruotare a lungo a bassa velocità, di solito sì; la ventola calettata sull'albero del motore, girando lentamente, non produce aria di raffreddamento sufficiente. Se indica il campo di velocità nell'ordine, la necessità del ventilatore viene valutata insieme.