ES2294476T3 - Un horno y metodo de funcionamiento del mismo. - Google Patents
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Abstract
Un horno (10) que comprende: un cuerpo generalmente cilíndrico (12) que tiene un extremo cerrado (13) y un extremo abierto (14), un bastidor (15) que pivota sobre un elemento de fijación al suelo (16a, 16b), en el que dicho bastidor (15) sostiene el cuerpo del horno (12) para permitir su rotación en diversos ángulos en posición reclinada desde (a) extremo abierto (14) y en un angulo inclinado (a) hacia el extremo abierto (14), un quemador (30) para calentar el horno y al menos una puerta con bisagras (19), colocada de manera que permita cerrar el extremo abierto (14) del horno (10), en donde la puerta (19), o cada una de ellas, está unida por una bisagra al bastidor (15) y puede ser inclinado y reclinado al unísono con la subida y bajada del horno (10) caracterizado porque las paredes del interior del horno son sustancialmente paralelas y cilíndricas.
Description
Un horno y método de funcionamiento del
mismo.
La presente invención se refiere a un horno, a
su método de funcionamiento y control.
Más particularmente, la invención se refiere a
un horno, al método de funcionamiento del horno y al método de
control del horno para recuperar metales no férreos, tales como por
ejemplo, y sin limitarse a ellos: cobre, plomo y aluminio. Esta
invención resulta particularmente útil para la recuperación del
aluminio.
Son bien conocidos los hornos para recuperación
de metales como aluminio. Existe cada vez mayor demanda de dichos
hornos debido a que la legislación tiende a fomentar la recuperación
y el reciclamiento de materiales, en especial de metales
residuales. La recuperación de metales residuales en lugar de la
explotación y fusión de minerales en estado natural también supone
beneficios ambientales. El aluminio es particularmente adecuado
para mezclar aluminio recuperado (de desecho) con material nuevo de
aluminio.
Para los fines de la presente memoria y la
comprensión de la invención, el horno, sus métodos de funcionamiento
y su control se describirán con referencia a la recuperación del
aluminio. Sin embargo, se entenderá que se pueden utilizar otros
materiales, condiciones y parámetros de funcionamiento para
modificar el horno de manera que se puedan recuperar otros metales
no férreos.
Los hornos para recuperación del aluminio
residual incluyen un sistema de calentamiento que funde el aluminio.
En el horno se introduce un fundente para facilitar la recuperación
del aluminio. Generalmente, el fundente está compuesto por NaCl y
KCl, y además se le pueden añadir otros compuestos químicos como
criolita. El fundente o torta de sal facilita el proceso y es una
técnica bien conocida. A temperaturas elevadas, generalmente desde
200ºC hasta 1.000ºC, el fundente flota en el aluminio fundido debido
a su menor densidad. Entonces es posible el vertido del aluminio
líquido recuperado volteando o inclinando el horno de manera que el
fundente permanezca en su interior.
Los hornos de recuperación de metales existentes
constan por lo general de un cuerpo cilíndrico que se hace pivotar
hasta una posición de modo que pueda moverse desde una primera
posición en fase de calentamiento predeterminada, generalmente
horizontal (mientras se funde el aluminio) hasta una segunda
posición inclinada de vertido en la cual se puede verter el
aluminio fundido. Algunos hornos existentes tienen cuerpos con un
extremo abierto de forma cónica hacia dentro. El aluminio residual
se carga en el horno y el aluminio fundido se vierte desde el horno
por el extremo abierto.
Un ejemplo de horno de recuperación de metal con
un extremo abierto de forma cónica hacia dentro está descrito en la
solicitud de patente europea
EP-A3-1243663 (Linde AG). Se
describe un proceso de fundición de chatarra de aluminio
contaminado. El proceso comprende: medir el contenido de oxígeno del
gas residual producido al fundir la chatarra; y usar este valor
como parámetro de control durante la pirólisis de las impurezas y/o
durante la fusión del aluminio.
Otros tipos de hornos estaban equipados con una
o más puertas de horno. La(s) puerta(s)
estaba(n) colocada(s) en el extremo abierto (de
vertido) del horno. En algunos casos las puertas de los hornos
servían de soporte para un calentador de horno. La(s)
puerta(s) estaba(n) unida(s) con bisagras a un
punto fijo separado del cuerpo cilíndrico del horno. Por lo tanto,
sólo era posible cerrar las puertas del horno cuando el cuerpo
cilíndrico del horno estaba en una posición predeterminada.
Un requisito era que el horno podía adoptar una
posición predeterminada con el fin de retener el metal fundido. El
hecho de que los hornos existentes tenían que adoptar esta posición
significaba que el horno sólo podía funcionar en un ángulo
determinado. Hasta cierto punto, esto se paliaba usando un extremo
abierto de forma cónica hacia dentro, que definía un depósito
dentro del horno en cuyo interior fluía el aluminio fundido. Cuando
se deseaba extraer por vertido el aluminio fundido en, por ejemplo,
una batea (recipiente refractario), algunas veces el fundente podía
derramarse junto con el material fundido ya que resultaba difícil
separar el fundente del aluminio fundido. Una razón para esto era
que los hornos existentes tenían que ser inclinados hasta alcanzar
el ángulo que hiciera posible o permitiera verter el aluminio
fundido. El resultado era que algunas veces se vertía una mezcla
del fundente y del aluminio fundido requiriéndose entonces
generalmente una rasqueta para separar los dos. Además, el extremo
cónico reducía hasta cierto punto el tamaño del extremo abierto del
cuerpo del horno y, por lo tanto, limitaba el tamaño de los objetos
que podían introducirse en dicho horno.
Si la puerta permanecía cerrada, no era posible
observar el proceso de fundición. Si se abría la puerta
inadvertidamente, se producía una reacción exotérmica que daba como
resultado la combustión del aluminio por reacción con el exceso de
oxígeno.
La patente de EE.UU.
US-B-6.213.763 (LaVelle) describe un
horno giratorio que incluye un cuerpo cilíndrico y un bastidor. El
bastidor y el cuerpo cilíndrico están soportados para movimiento
pivotante alrededor de un eje de giro horizontal.
La solicitud de patente de EE.UU.
US-A-2002/074700 (Mansell) describe
un método de reciclamiento de metal con chatarra fundiéndolo para
separarlo de la chatarra. El método incluye un horno que pivota y
gira en diferentes posiciones.
La invención presenta un horno que supera las
dificultades mencionadas anteriormente relacionadas con los hornos
existentes.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
horno con una tasa de recuperación de metal residual mayor que la
que hasta ahora se había alcanzado.
De acuerdo con la presente invención, se crea un
horno que comprende: un cuerpo generalmente cilíndrico que tiene un
extremo cerrado y un extremo abierto, un bastidor que pivota
alrededor de un elemento de fijación, sirviendo de apoyo dicho
bastidor para que el cuerpo del horno pueda girar en diversos
ángulos en posición reclinada desde (\alpha) el extremo abierto y
en un ángulo inclinado (\beta) hacia el extremo abierto, un
quemador para calentar el horno y al menos una puerta con bisagras,
dispuestos de manera que permita cerrar el extremo abierto del
horno, en donde la puerta, o cada puerta, está unida con bisagras al
bastidor y puede ser inclinada y reclinada al unísono con la subida
y bajada del horno, caracterizado porque las paredes
interiores son sustancialmente paralelas y cilíndricas.
Debido al diámetro generalmente constante de las
paredes internas del cilindro del horno, ya no es necesario
inclinar el horno hasta un ángulo excesivo para verter el metal
fundido. Además, una vez vertido, se puede obtener un porcentaje
mucho mayor de metal fundido debido a que ya no existe el
confinamiento de residuos dentro del horno como resultado de un
borde o gollete.
Idealmente, la puerta está unida con bisagras al
bastidor que sirve de apoyo al horno, lo que le permite desplazarse
al unísono con la inclinación (ascendente o descendente) del horno.
Una ventaja de esto es que las puertas siempre se mantienen en la
proximidad inmediata de la boca del horno. Los efectos beneficiosos
de esto son dobles: en primer lugar, existe un menor riesgo de que
entre oxígeno en el horno (lo que podría contaminar la atmósfera) y
en segundo lugar, debido a que el horno se mantiene cerrado durante
su funcionamiento, se reducen las pérdidas de calor. De esta manera
aumenta la eficacia, ya que se necesita menos energía para fundir
el aluminio. Por lo tanto, es evidente que el uso de la invención
permite un proceso de recuperación de aluminio económico (y más
rentable).
Preferiblemente la puerta, o cada una de ellas,
tienen una o más ventanillas de inspección para observar el proceso
de fusión y/o a través de la(s) cual(es) se
puede(n) verter el material fundido. Debido a que el área de
la ventanilla de inspección, o de cada una de ellas, es menor que el
área de la puerta propiamente dicha, se produce una menor fuga de
energía desde el interior del horno durante la inspección.
Ventajosamente la puerta, o cada una de ellas,
tienen dos mitades unidas con bisagras a cada lado del bastidor. En
una realización ilustrativa, las bisagras actúan como conductos
integrales para el suministro de aire/combustible, lo que permite
que las puertas del horno permanezcan cerradas y que el
calentamiento tenga lugar en una atmósfera controlada.
Preferiblemente, el calentador es un quemador de
gas que está montado sobre la puerta de la manera que se describe a
continuación. En una realización particularmente preferida, el aire
de combustión es conducido a través de la bisagra de la puerta del
horno hasta el quemador. El sistema de suministro de aire y
combustible (tren de aire y gas) está unido al horno y también se
puede inclinar y mover con el horno. Esto se logra usando
conexiones en codo y/o giratorias para fluidos, que emplean juntas
giratorias herméticas a gases.
Un horno puede comprender: un cuerpo
generalmente cilíndrico con un extremo abierto y otro cerrado de
diámetro generalmente constante; un bastidor que pivota alrededor
de un elemento de fijación al suelo y sobre el cual se apoya el
cuerpo del horno para girar en diferentes ángulos en una posición
reclinada alejada del extremo abierto y en posición inclinada hacia
el extremo abierto, con una puerta que se abre y cierra por giro
alrededor de una bisagra y un quemador para calentar el horno, con
lo cual el aire y/o gas es suministrado hasta el quemador mediante
un colector que se encuentra sobre las bisagras o haciéndolo pasar
a través de duchas bisagras.
Esto se logra usando conexiones en codo y/o
conexiones giratorias para fluido, que emplean juntas giratorias
estancas a los gases. Como resultado, el sistema de suministro de
aire y de combustible (tren de aire y gas) puede ser inclinado y
movido junto con el horno.
El quemador está montado idealmente en una de
las puertas, con un ángulo y de tal manera que el chorro de gas
proveniente de allí no incida sobre la carga útil que se está
tratando. Una ventaja de esto es que el calor nunca se aplica
directamente a la carga útil. Por lo tanto, a diferencia de los
hornos existentes, se logra un menor riesgo de oxidación del metal
fundido que debe recuperarse. Como consecuencia de ello se obtiene
un mayor rendimiento.
Convenientemente, el quemador es un tipo de
quemador de alta velocidad, pero se pueden utilizar otros tipos de
quemadores. Generalmente, la capacidad térmica del quemador se
determina por el tamaño y la producción del horno, pero no suele
ser menor de 1.200 kW.
El ángulo del quemador montado en la puerta o
puertas, es tal que garantiza la transferencia óptima del calor
hacia el material refractario y hacia el material que se está
tratando, y apunta el chorro idealmente hacia la pared final del
interior del cuerpo del horno.
Preferiblemente, el horno tiene un orificio de
salida. A través del orificio de salida está dispuesto un chorro de
aire o una cortina de aire para controlar la presión dentro del
horno. El chorro de aire o la cortina de aire permiten equilibrar
la presión de la atmósfera interna del horno con respecto a la
atmósfera externa. Esta característica mejora más la eficacia y
recuperación de energía ya que la cortina de aire sella eficazmente
el horno, disminuyendo con ello el oxígeno en la atmósfera interna
y, por lo tanto, disminuyendo la oxidación. Además, debido al
efecto de sellado, el horno pierde menos energía a causa de, por
ejemplo, las pérdidas por convección. Por esta razón, la cortina de
aire en el orificio de salida de la puerta del horno ayuda a
controlar la presión del horno y las condiciones del horno. La
dimensión y disposición de la cortina de aire se determinan
preferentemente de acuerdo con el tamaño del horno y con el tipo de
aplicación.
Un sistema de control por inteligencia
artificial, tal como un sistema de control de red neural de lógica
difusa, controla las variables importantes del proceso y las
variables secundarias que se describen a continuación.
Convenientemente, están dispuestos uno o más
sensores para medir la temperatura del revestimiento refractario y
del material fundido.
Los sensores de temperatura de las puertas del
horno están dirigidos hacia los revestimientos refractarios y/o el
material que se está tratando para poder medir la temperatura del
revestimiento refractario y del material que se está tratando. El
conocimiento de la temperatura de la capa externa del horno y la
distribución del calor a través de la superficie exterior del horno
posibilitan un mayor control del régimen de calentamiento.
Una pluralidad de sensores colocados en una
relación predeterminada entre sí, permite obtener la temperatura
media del horno, además de proporcionar información importante
acerca de las oscilaciones térmicas del horno.
Convenientemente, un anillo circunferencial
soporta un engranaje dentado que está conectado a un sistema motriz.
El sistema motriz puede incluir un motor de accionamiento o es una
cadena de transmisión, y está adaptado para acoplarse con dientes
de rueda dispuestos alrededor de una superficie externa del horno.
Si se utiliza transmisión por cadena, idealmente la cantidad de
dientes de rueda del anillo circunferencial, que rodea el contorno
del horno, es igual a la mitad del paso de la cadena. Esto reduce el
arrastre y el desgaste de la cadena y, por lo tanto, reduce la
potencia necesitada por el motor de accionamiento. Además, aumenta
la vida útil de la cadena y del piñón.
Idealmente se utilizan cuñas de relleno para
garantizar un ajuste preciso entre un anillo circunferencial (sobre
el que gira el horno) y la superficie externa del horno. Estas cuñas
están conectadas idealmente por un elemento roscado que cuando está
apretado hace que la cuña presione el anillo y garantice un agarre
apretado concéntrico con los topes montados en la superficie y el
anillo. Esto es necesario debido a la expansión térmica diferencial
que se produce en el ciclo del horno en su régimen de
funcionamiento.
Idealmente, el motor de accionamiento puede
hacer girar el horno a una velocidad de rotación variable. La
rotación del horno produce la agitación del material que se está
tratando y la transferencia de calor al material a través del
revestimiento refractario. Idealmente, la agitación se consigue
haciendo girar el horno en ambos sentidos (esto se logra por la
rápida actuación de un motor eléctrico de corriente alterna [CA]),
con ángulos y velocidades de funcionamiento previamente
seleccionados y predeterminados.
El motor eléctrico está conectado al horno como
se ha mencionado anteriormente, ya sea: por medio de una conexión
fija, como un engranaje, una cremallera y un piñón; o, idealmente,
por transmisión por cadena. La combinación del motor eléctrico, el
controlador de motor y el mecanismo de conexión se denomina en
adelante sistema de rotación del horno. El frenado del sistema de
rotación del horno se controla convenientemente para fines de
frenado usando un sistema de frenado dinámico. Se utiliza un
dispositivo inversor para controlar el frenado del motor y se
aplica corriente continua (CC) de manera controlada como parte del
sistema de frenado dinámico.
El sistema de frenado dinámico comprende las
etapas de: aplicar corriente continua (CC), bajo el control de un
circuito de retroalimentación basado en una señal que se obtiene de
uno o más sensores que detectan las características de carga del
horno. Tales características de carga del horno incluyen: par motor
y uniformidad de rotación necesarias. Para reducir rápidamente la
velocidad del horno, un elemento controlador obtiene un valor de CC
basado en la configuración de los inversores, parámetros y produce
una señal de retroalimentación que se usa para controlar el nivel y
el régimen de aplicación de la CC, para disminuir la velocidad del
motor y/o mantener el motor con una orientación particular. Como
resultado, el horno y su contenido quedan en una posición
predeterminada. Debido a que el metal fundido es más denso que el
fundente, el metal cae en la región inferior del horno desde la
cual puede verterse fácilmente o girar en sentido contrario para
lograr un mezclamiento óptimo del material residual y el fundente
(agitación).
Debido a que las paredes del interior del horno
son paralelas y cilíndricas con una puerta del horno que cubre su
extremo abierto, se puede verter el metal fundido con un ángulo de
inclinación menor (ángulo de volteo). Si se desea realizar esta
operación, el horno se inclina preferentemente extendiendo dos
pistones o gatos hidráulicos.
Un método de hacer funcionar el horno puede
comprender las etapas de: cargar el horno con una mezcla de fundente
y un material que se va a fundir, del que se va a recuperar el
metal; calentar la mezcla hasta que se funda el metal; agitar la
mezcla para facilitar la aglomeración del metal fundido; e inclinar
uno de los extremos del horno para verter el metal fundido.
El método de hacer funcionar el horno se puede
repetir reclinando el extremo levantado, introduciendo el material
de nueva aportación que se va a fundir, del que se va a recuperar el
metal, agitando la mezcla para facilitar la aglomeración y elevando
uno de los extremos del horno para verter el metal recuperado.
El ángulo de inclinación debe ser
preferiblemente inferior a 20º, más preferiblemente inferior a 15º y
más preferiblemente inferior a 10º.
Un método para controlar un horno puede
comprender incluir las etapas de: calentar de forma controlada el
horno, controlando al menos, las siguientes condiciones: la
temperatura; la masa de carga útil; la viscosidad de la carga útil;
el tiempo que tarda en alcanzar la viscosidad; el contenido de
oxígeno atmosférico del horno; el régimen de aplicación de energía
y la energía acumulativa aplicada.
La puerta o las puertas del horno está(n)
provista(s) de ventanilla(s) de inspección o
compuertas que pueden abrirse durante el proceso para comprobar el
estado del material que se está tratando con un mínimo de pérdida
de energía. Sin embargo, la monitorización de las variables
mencionadas anteriormente se logra idealmente a través de una
pluralidad de sensores y un sistema remoto de adquisición de datos,
tal como un sistema de control de supervisión y adquisición de
datos (abreviadamente denominado SCADA por la expresión inglesa
Supervisory Control And Data Acquisition). Idealmente el
sistema SCADA es incorporado al equipo de control del horno para
recoger y analizar todos los datos del horno y las entradas y
salidas de control.
El uso de sistemas SCADA permite el diagnóstico
del proceso en línea y la compatibilidad con el acceso remoto. Este
aspecto de la invención mejora la monitorización y en línea y el
archivado electrónico. Se utiliza preferiblemente un sistema
especial de cableado de bus de datos de comunicación de campo, por
ejemplo, Profi-Bus (marca registrada), en
lugar de redes con cableado multi-núcleo. Los
módulos de control local y remoto reciben y codifican las señales
para los sensores del proceso que están situados en posiciones
estratégicas para medir las variables del proceso incorporadas al
sistema de control del proceso del horno, por ejemplo y sin
limitación, la temperatura de la superficie exterior del horno, las
temperaturas del revestimiento refractario y los caudales y
presiones del combustible gaseoso y del aire.
Preferiblemente, el ángulo del bastidor es
alterado por medio de un (unos) cilindro(s)
hidráulico(s) que sostie-
ne(n) el cuerpo para permitir la rotación en diversos ángulos, ya sea en posición reclinada alejada del extremo abierto o en posición inclinada hacia el extremo abierto. Los pistones hidráulicos son idealmente del tipo resistente al calor con agua-glicol.
ne(n) el cuerpo para permitir la rotación en diversos ángulos, ya sea en posición reclinada alejada del extremo abierto o en posición inclinada hacia el extremo abierto. Los pistones hidráulicos son idealmente del tipo resistente al calor con agua-glicol.
Preferiblemente el bastidor es hecho pivotar
sobre el elemento de fijación al suelo de tal manera que el eje
giratorio queda alineado con el pico de vertido en el extremo
abierto del cuerpo del horno.
Preferiblemente el horno está adaptado para la
recuperación de aluminio residual.
Todas las características mencionadas
anteriormente contribuyen a aumentar el rendimiento de la
recuperación del metal, a disminuir el uso de energía y de
fundente, y a acelerar los tiempos del ciclo.
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de
una realización preferida de un horno (sin la puerta), en la que se
observa el cuerpo del horno, el bastidor de soporte y el sistema
motriz;
La Figura 2 muestra una vista lateral del horno
de la Figura 1, en la que el horno tiene un ángulo de reclinación
(\alpha);
La Figura 3 muestra una vista lateral del horno
de la Figura 1, en la que el horno está encuentra en posición
elevada para realizar el vaciado o vertido, con un ángulo de
inclinación (\beta);
La Figura 4 muestra una vista en corte parcial a
lo largo de la línea X-X de la Figura 5, mostrando
una sección de una de las, generalmente, 18 cuñas de relleno
presionadas contra un "neumático" de acero que rodea al
horno;
La Figura 5 muestra una vista a lo largo de la
flecha Y de la Figura 4, mostrando una vista en planta de una de
las cuñas de relleno presionadas contra el "neumático" de acero
que rodea al horno;
La Figura 6A muestra una vista frontal de la
puerta del horno;
Las Figuras 6B y 6C muestran vistas laterales de
la puerta del horno;
La Figura 6D muestra una vista en planta
esquemática de las puertas del horno (en posiciones abierta y
cerrada) para ilustrar los colectores rotatorios para entrada de
gas y aire;
La Figura 7a es una estructura del sistema que
ilustra los procesos de flujo de inferencia de lógica "difusa"
para algunos ejemplos y (sin limitación) etapas de decisión claves
de un sistema de inteligencia artificial;
La Figura 7b es una gráfica que ilustra las
funciones de los elementos como, por ejemplo, de ciertas variables
y (sin limitación) algunas etapas de decisión claves de un sistema
de inteligencia artificial; y
La Figura 7c es un diagrama de flujo que ilustra
el control de retroalimentación desde el sistema de inteligencia
artificial para los suministros de gas y aire del horno y muestra
cómo se aumenta o se disminuye la temperatura del horno.
Con referencia a las Figuras en general y a las
Figuras 1 a 3 en particular, se muestra un horno 10. El horno 10
tiene un cuerpo generalmente cilíndrico 12 de diámetro externo e
interno generalmente constantes debido a sus paredes laterales
paralelas. El cuerpo del horno 12 tiene un extremo cerrado 13 y un
extremo abierto 14. El cuerpo 12 puede estar hecho de acero y
revestido internamente usando revestimientos o ladrillos
refractarios, como es bien conocido en la técnica. Algunos ejemplos
de revestimientos o ladrillos refractarios son STEIN 60 P
(marca registrada) y NETTLE DX (marca registrada).
El bastidor 15 sirve de soporte al cuerpo del
horno 12 para permitir la rotación en sentido de las agujas del
reloj y en sentido contrario, como lo muestran las flechas A. Para
hacer girar el cuerpo 12, el bastidor 15 puede incluir ruedas de
soporte sobre las que se apoya el cuerpo12 y un motor 20 que acciona
una rueda dentada 22 sobre el cuerpo 12. El par motor se transmite
desde el motor 20 hasta la rueda dentada por medio de una cadena
24.
El bastidor 15 se hace pivotar sobre un elemento
de fijación al suelo en forma de pie 16A y 16B sujetado al suelo,
proporcionando un eje de rotación "Z-Z". El
ángulo del bastidor se puede alterar con relación al pie 16a, 16b
de tal manera que el bastidor 15 pueda sostener el cuerpo 12 para
permitir su rotación en diferentes ángulos (\alpha), desde la
posición horizontal, en una posición reclinada alejada del extremo
abierto (boca del horno) y (\beta) en una posición inclinada
hacia el extremo abierto. El ángulo de inclinación del bastidor es
alterado por medio de cilindros hidráulicos 16c, 16d. Los pistones
hidráulicos 16c y 16d son idealmente del tipo resistente al calor
con agua-glicol.
El cuerpo del horno 12 tiene un borde vertedor
17 en el punto más bajo del extremo abierto 14 y el eje giratorio
"Z-Z" se encuentra alineado con el borde
vertedor 17 en el extremo abierto 14 del cuerpo del horno 12.
Como se muestra en las Figuras 6a, 6b y 6c, el
bastidor 15 tiene en uno de sus extremos una estructura de soporte
para la puerta 15a en la cual está fijada una puerta 18 por medio de
bisagras para cerrar herméticamente el extremo abierto 14. La
puerta 18 posee dos compuertas o ventanillas 19a y 19b unidas con
bisagras en lados opuestos de la estructura 15A de soporte para la
puerta. Las puertas pueden girar alejándose del extremo abierto 14
para permitir que el horno sea cargado o vaciado del metal fundido,
o pueden girar hacia el extremo abierto 14 para cerrarlo. En la
práctica, queda una abertura o hueco entre las puertas y el extremo
abierto 14 cuando las puertas cierran el extremo abierto.
Un quemador 30 está acoplado en la puerta 19b.
El quemador 30 se puede alimentar con combustible (tal como gas
natural) y aire a través de un tubo o conducto de alimentación 31,
suministrándose el gas a través de una junta giratoria de gas, 32,
y siendo el aire suministrado a través de otra junta giratoria de
aire, 33. El tubo de alimentación 31, la junta giratoria de gas,
32, y la junta giratoria de aire, 33, se denominan en conjunto
sistema de suministro de combustible, 35. El tramo de recorrido por
los gases de combustión desde el quemador 30 puede ser tan grande
como 4 m o incluso 6 m en los hornos de mayor tamaño. Debido a que
el sistema de suministro de gas puede moverse eficazmente en dos
planos ortogonales, por medio de las juntas giratorias 32 y 33, es
posible abrir por desplazamiento la(s)
puerta(s)
del horno a la vez o una a una, así como inclinar el horno con los cilindros hidráulicos 16c y16d, mientras está(n) funcionando el quemador o los quemadores 30.
del horno a la vez o una a una, así como inclinar el horno con los cilindros hidráulicos 16c y16d, mientras está(n) funcionando el quemador o los quemadores 30.
Las puertas 19a y 19b poseen cada una de ellas
una ventanilla de inspección 34a y 34b para observar el proceso de
fusión y/o a través de las cuales se puede verter el material
fundido. Este aspecto representa una ventaja sobre los hornos
existentes, según se explicó anteriormente.
Los sensores de temperatura (no mostrados) se
incluyen para medir la temperatura del revestimiento refractario y
del material fundido. Los sensores están colocados en la parte
externa del cuerpo del horno 12. Idealmente se incluye una abertura
en una de las puertas para permitir que un sensor "observe" el
interior del horno 10. Se puede incluir opcionalmente una camisa
refrigerante de flujo de aire (no mostrada) para permitir que los
sensores de temperatura funcionen a una temperatura ambiente baja y
así evitar dañarlos. La camisa refrigerante de flujo de aire
también actúa como limpiador para mantener los sensores y otros
instrumentos sin polvo ni humo y permitir una visión clara.
Cada puerta 19a y 19b está provista de cortinas
de aire 45a y 45b. Las cortinas de aire 45a y 45b permiten mantener
un buen equilibrio con la presión atmosférica interna.
\newpage
De esta manera, la diferencia de presión entre
la atmósfera interna del horno y la presión externa (ambiente) se
puede controlar de manera precisa ajustando la(s)
cortina(s) de aire en el orificio de escape 80.
El horno 10 posee un orificio de escape 80 en la
puerta (o puertas) y se suministra un chorro de aire 50 para
controlar la presión del horno. El porcentaje de oxígeno en la
atmósfera del horno 10 es idealmente 0% y esto se controla como una
de las variables disminuyendo la relación entre el caudal másico de
aire y combustible. Manteniendo el porcentaje de oxígeno en este
nivel o alrededor de él, se reduce el riesgo de oxidación cuando el
aluminio se vuelve plástico y, por lo tanto, se mejora el
rendimiento.
El horno 10 está adaptado idealmente para
recuperar aluminio residual y por ello se carga durante su uso con
NaCl y KCl, y en algunos casos, pequeñas cantidades de otras
sustancias químicas, tal como criolita, para facilitar el proceso de
recuperación del aluminio.
Durante su uso, el cuerpo 12 del horno 10 está
reclinado, alejado del extremo abierto, de tal manera que el
extremo cerrado quede en una posición más baja que el extremo
abierto. En esta posición, se dice que el horno está reclinado o
inclinado hacia atrás. Las puertas 19a y 19b pueden desplazarse
alejándose del extremo abierto 14 para permitir la carga del cuerpo
del horno 12. El extremo completamente abierto facilita este
proceso. A continuación, las puertas 19a y 19b pueden desplazarse
luego hacia el extremo abierto 14 para cerrarlo herméticamente.
Luego se pone en funcionamiento el quemador 30 para fundir el metal
en el cuerpo 12 cargado.
Debido a que el cuerpo 12 está reclinado, el
metal fundido no se vierte por el extremo abierto. Por lo tanto, el
horno elimina la necesidad de tener un extremo cónico pequeño como
en el caso de los hornos previamente conocidos, facilitando la
carga y permitiendo introducir objetos de mayor tamaño y, lo más
importante, haciendo más fácil y completo el vaciado del metal
fundido. Debido a que las puertas 19a y 19b están unidas al bastidor
15 por medio de bisagras, las puertas pueden cerrarse
independientemente del ángulo de inclinación (\alpha ó \beta)
del cuerpo del horno. Las puertas 19a y 19b pueden desplazarse más
tarde alejándose del extremo abierto 14 para permitir el vaciado del
metal fundido.
En el reciclado de metales como el aluminio,
existe una cierta cantidad de variables diferentes. Entre ellas se
incluyen: los tipos de fundente y su porcentaje, el calor aplicado
(tanto duración como temperatura), las pérdidas de material
fundido, el método de carga, los tipos y el peso de los materiales
del proceso, el estado del fundente utilizado y los óxidos
residuales, la velocidad de rotación, la dirección del cuerpo del
horno y el ángulo de inclinación. Otras variables que se pueden
utilizar para el funcionamiento y control del horno incluyen: el
caudal másico del aire comprimido, la temperatura del aire del
ambiente, el valor calorífico del combustible suministrado y el
caudal de suministro del combustible.
Las variables anteriormente mencionadas y
posiblemente otras variables, por ejemplo, cuando se recuperan otros
metales, se controlan idealmente mediante un sistema de gestión del
horno que incorpora un procesador (similar al microprocesador de un
ordenador personal) que también puede formar parte del horno de la
presente invención.
La carga de choque del motor de accionamiento 20
se puede monitorizar, utilizando información de retroalimentación
de la corriente del controlador (no mostrado) del motor de
accionamiento 20. Las características de la retroalimentación de
corriente para accionar el motor 20 para permitir la rotación del
horno 10 con lingotes macizos y piezas de metal residual y
chatarra, suelen ser diferentes. Tan pronto como el material se
funde y el material fundido se aglomera, las características
giratorias del horno 10 se vuelven mucho más uniformes y las
oscilaciones de la carga del motor 20 se reducen gradualmente hasta
desaparecer en un estado estacionario. Los datos relacionados con
esta información se pueden utilizar junto con otras variables para
determinar el momento óptimo para vaciar el
aluminio.
aluminio.
Previamente, los ajustes de variables de
funcionamiento se determinaban durante el ciclo del proceso y
estaban a cargo de expertos operarios de horno, contando cada
operario con sus propias preferencias para cada ajuste o gama de
ajustes de variables. Por lo tanto, ha habido una pérdida de
consistencia en los ajustes de variables durante el ciclo del
proceso con una variación correspondiente de las tasas o porcentajes
de recuperación de metal.
El control y la monitorización de las variables
contribuyen directamente a lograr los índices de recuperación más
altos posibles. Como sucede con numerosos sistemas de ingeniería, no
siempre es posible optimizar todas las variables al mismo tiempo
durante el proceso de recuperación. Por ejemplo, una entrada
excesiva de calor en el momento en que el aluminio se encuentra en
la etapa plástica o fundido, puede ocasionar la oxidación del
aluminio debido a su afinidad para el oxígeno. Esto reduce
considerablemente el rendimiento de la recuperación. La cantidad de
oxígeno del quemador 30 se reduce idealmente en determinadas etapas
del ciclo del proceso para maximizar la recuperación. Sin embargo,
esto supone frecuentemente un gasto adicional de combustible. Por
lo tanto, las variables necesitan una monitorización cuidadosa y
constante durante todo el proceso.
Los operarios experimentados logran tasas de
recuperación variables. Monitorizando las variables y utilizando un
sistema de inteligencia artificial con intervalos de variables
optimizados, el aspecto de la invención que garantiza que los
ajustes variables sean optimizados en todo momento elimina las
inconsistencias del funcionamiento y mejora los rendimientos.
La siguiente lista enumera algunas de las
variables del proceso que se monitorizan para el reciclo del
aluminio:
- 1.
- El tipo de fundente usado y el porcentaje de mezcla de fundente en relación con cloruro de sodio (NaCl) y cloruro de potasio (KCl). El porcentaje de fundente usado para cada tipo de producto de metal procesado puede variar, por ejemplo, los botes aplastados de bebidas pueden necesitar mayor cantidad de fundente que el bloque macizo de un motor. El procesamiento de escoria generalmente requiere mayor cantidad de fundente que los desechos comunes de aluminio.
- 2.
- Durante el proceso se necesita controlar la temperatura del fundente, de la misma manera que se debe controlar el momento en que se introduce el fundente de nueva aportación y el porcentaje en el que se introduce. También se aconseja determinar cuándo está agotado idealmente el fundente.
- 3.
- La cantidad de calor necesaria para procesar diferentes tipos de productos es otra variable importante. Los requisitos de temperatura para diferentes tipos de productos se pueden almacenar, por ejemplo, en tablas de consulta y, a continuación, pueden utilizarse para calcular la cantidad de tiempo que se necesita para calentar diferentes tipos de productos.
- 4.
- Las temperaturas del gas residual de diferentes aleaciones se controlan para permitir la indicación de la extensión del proceso.
- 5.
- Las pérdidas de material fundido (la cantidad de aluminio que se pierde durante el proceso) proporcionan una indicación del rendimiento de la recuperación de un proceso. El conocimiento previo para diferentes pérdidas de material fundido según el tipo de aleación procesada puede utilizarse para mejorar la eficacia de la recuperación.
- 6.
- El efecto de la temperatura sobre las distintas aleaciones, el efecto del tiempo y la temperatura necesarios para las diferentes aleaciones.
- 7.
- El método de carga del material al proceso varía de acuerdo con la naturaleza de los productos de carga densos y ligeros, y de los efectos de cada uno. Para obtener los mejores resultados de recuperación, se deben calcular los porcentajes en peso de los productos cargados.
- 8.
- El estado del fundente agotado, de los óxidos residuales, así como la cantidad de aluminio contenida en el fundente agotado. El estado del fundente agotado, los óxidos residuales y la cantidad de aluminio contenida en él representa una variable del proceso que se ve influenciada a su vez por otras variables del proceso. Por lo tanto, es ventajoso la monitorización del estado y la retroalimentación de información en el sistema de control.
- 9.
- La velocidad de rotación y el ángulo de inclinación del horno. La velocidad de rotación del horno se ajusta a los diferentes productos. El sentido de rotación del horno (en sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario) durante el proceso. El ángulo de reposo durante el ciclo del horno se encuentra generalmente entre 0º y 20º.
Con referencia a las Figuras 7a, b y c, al menos
algunas de las variables mencionadas anteriormente, junto con otras
que se mencionan a continuación, se identifican como aspectos
importantes para la tasa y el rendimiento de la recuperación del
aluminio. Las variables (sin seguir un orden de importancia) son: la
temperatura del revestimiento refractario, la duración del ciclo,
la tasa de recuperación, la temperatura del metal, el fundente, el
aporte de calor, la velocidad de rotación, el tipo de material y
aleación, el método de carga y el ángulo de inclinación del horno.
Cada una de las variables anteriores tiene, a su vez, variables
secundarias relacionadas. Por ejemplo la variable principal el
revestimiento refractario depende de las siguientes variables
secundarias: la temperatura del revestimiento refractario, el
aporte de calor total y el periodo de tiempo de dicho aporte de
calor. La temperatura del horno depende de la temperatura del
revestimiento refractario, la relación a lo largo del tiempo entre
la temperatura del revestimiento refractario y la temperatura de la
capa externa del horno, la variación de la temperatura del
revestimiento refractario cuando se vierte el metal y la variación
de la temperatura del revestimiento refractario cuando se carga el
metal y la temperatura del revestimiento refractario cuando se carga
el fundente.
En esencia, puede haber diez o más variables
principales y algunas variables secundarias de las que dependen las
variables principales, que contribuyen a lograr las tasas de
recuperación más altas posibles. Existen muchos tipos diferentes de
aleaciones que pueden procesarse y todas requieren parámetros
individuales para optimizar las tasas de recuperación. No es
posible optimizar cada variable en un mismo momento durante el
proceso, por ejemplo, el aporte excesivo de calor cuando el aluminio
se encuentra en estado plástico o fundido provocará que el aluminio
se consuma debido a su afinidad para el oxígeno y, por lo tanto,
reducirá grandemente las recuperaciones, lo cual produce un efecto
en la duración del ciclo del proceso. Se debe reducir la cantidad
de oxígeno del quemador en determinadas etapas del ciclo del proceso
para maximizar la recuperación, pero a expensas del coste en
combustible y la duración del ciclo.
Por lo tanto, se necesita optimizar las
variables siempre que sea posible durante todo el proceso.
Previamente, los ajustes de variables de funcionamiento se
determinaban durante el ciclo del proceso y estaban a cargo de
operarios de horno experimentados, cada uno de los cuales contaba ya
con sus propias preferencias para el ajuste de cada variable. Por
lo tanto, había una pérdida considerable de consistencia en los
ajustes de cada variable durante el ciclo del proceso. Como
consecuencia, se producía una variación de las tasas de recuperación
del metal.
El aspecto de control de la invención identifica
las variables secundarias dentro de las variables principales y
predice (por ejemplo, mediante algoritmos o tablas de consulta) el
impacto de las variables principales y secundarias sobre la
totalidad del proceso. Alternativamente, o además de un
microprocesador, la inteligencia artificial (por ejemplo, bajo la
forma de una red neuronal o reglas de lógica difusa) se usa
idealmente para monitorizar y controlar el funcionamiento del
horno.
A continuación se describirá un ejemplo de una
de las variables que se controla, sólo para fines ilustrativos, con
referencia particular a las Figuras 7b y 7c. La variable específica
es la temperatura de la capa externa del horno. Los sensores 100,
102 y 104 miden la temperatura en tres localizaciones independientes
en la superficie del cuerpo del horno 12.
La información relativa a las temperaturas de
estas localizaciones se transmite a un SCADA 119, ya sea por vía
directa o a través de un bus resistente al ruido. Los datos
relacionados con éstas y otras variables se transmiten al
microprocesador 120. El microprocesador 120, bajo el control de un
programa informático adecuado, recupera la información de una tabla
de consulta 140 o de un archivo 130 de datos de función del
operario. Los datos de la función del operario proceden del
conocimiento de las características de un sistema o se pueden
obtener mediante interpolación, por ejemplo, a partir de información
gráfica como la que se muestra en la Figura 7b. Esto se puede
realizar digitalmente. Mediante la utilización de redes de lógica
difusa, como la que se muestra en la Figura 7a, el microprocesador
120 calcula, en este ejemplo en particular, la variación o recorte
del caudal de aire y/o gas que puede ser necesario para modificar la
temperatura interna del horno 10.
Las señales de control generadas por el
microprocesador 120 se transmiten a la bomba de aire 150 y al
suministro de gas 160 a través de las líneas de control L1 y L2
respectivamente. Por lo tanto, en este ejemplo en particular el
conocimiento de las temperaturas de la capa externa del horno T1, T2
y T3 se pueden utilizar junto con el sistema de control 200 para
aumentar la temperatura interna del horno (y, en consecuencia, la
temperatura del contenido del horno) introduciendo más energía a
través del quemador 30.
La Figura 7b muestra una representación gráfica
de la estructura de un sistema que identifica el caudal de
inferencia de lógica difusa a partir de las variables de entrada
hasta las variables de salida. El proceso de las interfaces de
entrada traduce las señales de entrada analógicas en valores
"difusos". La inferencia "difusa" se produce en los
denominados bloques de reglas que contienen reglas lingüísticas de
control. Éstas pueden variar de acuerdo con cada sistema patentado.
La señal de salida de estos bloques de reglas se denomina variables
lingüísticas.
En la etapa de salida, las variables
"difusas" se transforman en variables analógicas que se pueden
utilizar como variables de destino sobre las que se configura un
sistema de control para accionar una pieza de la instalación, como
la bomba 150, el motor 20 o la válvula 165 en la línea de suministro
de gas 166.
La Tabla 1, junto con las Figuras 7a y 7b
muestran cómo se deriva el sistema "difuso", incluyendo las
interfaces de entrada, las bloques de reglas y las interfaces de
salida.
Las líneas conectoras de la Figura 7a simbolizan
gráficamente el flujo de datos. Los puntos de definición sobre la
gráfica (Figura 7b) se muestran en relación con términos específicos
de la Tabla.
La Figura 7c muestra cómo se controla el horno
por medio de un ejemplo de una sola variable (control del quemador),
utilizando las señales de información y control derivadas del
proceso de lógica difusa. Se puede apreciar que muchas variables y
variables secundarias se controlan simultáneamente por medio del
sistema 200 y que el control de la temperatura se describe sólo a
través de un ejemplo.
La invención puede adoptar una forma diferente a
la que se describió en detalle anteriormente. Por ejemplo, para los
expertos en la técnica serán evidentes modificaciones sin apartarse
del alcance de la presente invención.
Claims (37)
1. Un horno (10) que comprende: un cuerpo
generalmente cilíndrico (12) que tiene un extremo cerrado (13) y un
extremo abierto (14), un bastidor (15) que pivota sobre un elemento
de fijación al suelo (16a, 16b), en el que dicho bastidor (15)
sostiene el cuerpo del horno (12) para permitir su rotación en
diversos ángulos en posición reclinada desde (\alpha) extremo
abierto (14) y en un ángulo inclinado (\beta) hacia el extremo
abierto (14), un quemador (30) para calentar el horno y al menos una
puerta con bisagras (19), colocada de manera que permita cerrar el
extremo abierto (14) del horno (10), en donde la puerta (19), o cada
una de ellas, está unida por una bisagra al bastidor (15) y puede
ser inclinado y reclinado al unísono con la subida y bajada del
horno (10) caracterizado porque las paredes del interior del
horno son sustancialmente paralelas y cilíndricas.
2. Un horno (10) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que están dispuestos medios (16c, 16d) para
subir y bajar el horno (10) de manera que el cuerpo del horno (12)
se recline en posición alejada del extremo abierto (14) y se
incline en una posición hacia el extremo abierto (14) del horno.
3. Un horno (10) de acuerdo con la
reivindicación 2, en el que los medios (16c, 16d) para subir y bajar
el horno (10) comprenden un cilindro hidráulico.
4. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, en el que el ángulo (\beta) hacia el que
se puede inclinar el horno (10) es menor que 20º.
5. Un horno (10) de acuerdo con la
reivindicación 4, en el que el ángulo (\beta) hacia el que se
puede inclinar el horno (10) es menor que 15º.
6. Un horno (10) de acuerdo con la
reivindicación 4 o 5, en el que el ángulo (\beta) hacia el que se
puede inclinar el horno (10) es menor que 10º.
7. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, en el que la(s) puerta(s)
(19a, 19b) incluye(n) al menos una ventanilla de inspección
(34a, 34b) a través de la cual se puede verter material fundido.
8. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, que tiene un sistema de suministro de
combustible (35) unido al horno (10) y en el que dicho sistema de
suministro de combustible (35) está adaptado para subir y bajar
junto con el horno (10).
9. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, en el que los conductos de suministro de
aire y de combustible (31, 32), a través de los cuales pasan al
quemador (30) el aire de combustión y el combustible, están
definidos por, o sostenidos, mediante bisagras (70, 72) de las
puertas (19a, 19b).
10. Un horno (10) de acuerdo con la
reivindicación 9, en el que los conductos de suministro de aire y de
combustible (31, 32) están en comunicación fluida dos con el
sistema de suministro de combustible (35), teniendo dicho sistema
de suministro de combustible conexiones en codo y/o conexiones
giratorias para fluidos (32, 33) y utilizan juntas giratorias
estancas a los gases.
11. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, en el que el quemador (30) está montado
sobre una puerta (19) de manera que, cuando se utiliza, el calor se
dirige al cuerpo del horno (12).
12. Un horno (10) de acuerdo con la
reivindicación 11, en el que el quemador (30) está inclinado con
respecto al eje de rotación del horno (10), de manera que, cuando
se utiliza, la llama del quemador (30) no incide sobre el material
de la carga útil que se procesa.
13. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, que tiene uno o más sensores para medir la
temperatura del revestimiento refractario y del material
fundido.
14. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, que tiene un mecanismo para generar una
cortina de aire en el extremo abierto (14) del horno (10), cortina
de aire que, cuando se utiliza, permite la variación de la
atmósfera interna del horno con respecto a la atmósfera externa (del
ambiente).
15. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, en el que el horno (10) tiene un orificio
de escape (80) y está provisto de un chorro de aire a través del
orificio de escape (80) para controlar la presión dentro del horno
y permitir un equilibrio de presión en la atmósfera interna.
16. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, en el que está dispuesto un motor de
accionamiento (20) para hacer girar el horno (10) a una velocidad
de rotación variable.
17. Un horno (10) de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que el motor de accionamiento forma parte
del sistema motriz (20, 22, 24) del horno que comprende: un motor
eléctrico (20), un controlador del motor y un mecanismo de conexión
(24) para transmitir el par motor desde el motor (20) hasta el
cuerpo del horno (12).
18. Un horno (10) de acuerdo con la
reivindicación 17, en el que el motor eléctrico (20) acciona el
horno por medio de una conexión fija, tal como un tren de
engranajes, una cremallera y un piñón o una transmisión por cadena
(24).
19. Un horno (10) de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 16 a 18, en el que el sistema de rotación del
horno (20, 22, 24) actúa como sistema de freno dinámico a través de
un controlador, un inversor y el motor (20).
20. Un horno (10) de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 17 a 19, que tiene un anillo circunferencial
(22) que sostiene los dientes del engranaje y está conectado al
motor (20) por una cadena (24), estando dicha cadena (24) adaptada
para acoplarse por medio de ruedas dentadas o dientes de
engranaje.
21. Un horno (10) de acuerdo con la
reivindicación 20, en el que el número de dientes del engranaje es
la mitad que el del paso de la cadena.
22. Un horno (10) de acuerdo con las
reivindicaciones 21 ó 22, en el que cuñas variables de relleno (68)
garantizan un ajuste preciso entre el anillo circunferencial (22) y
la superficie externa del cuerpo del horno (12).
23. Un horno (10) de acuerdo con la
reivindicación 22, en el que las cuñas de relleno (68) están
conectadas mediante un elemento roscado, el cual, cuando está
apretado, hace que la cuña presione contra el anillo (22) y
garantice un agarre apretado concéntrico con los topes (66) montados
en la superficie y el anillo (22).
24. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, en el que los sensores de temperatura
están dispuestos de manera que puedan medir y proporcionar una señal
de salida indicadora de la temperatura de las puertas del horno
(19a, 19b), la temperatura del revestimiento refractario y la
temperatura del material que se procesa.
25. Un horno (10) de acuerdo con cualquier
reivindicación anterior, que incluye medios (75) para recibir,
codificar y transmitir señales relacionadas con las siguientes
variables del proceso: la temperatura de la capa externa del horno,
la temperatura del revestimiento refractario, los caudales de aire y
gas combustible, el porcentaje de oxígeno de la atmósfera del horno
y la presión interna del horno.
26. Un método de hacer funcionar el horno (10)
de las reivindicaciones 1 a 25, que comprende las etapas de:
- cargar el horno (10) con una mezcla de carga útil de fundente y un material que se va a fundir, del cual se ha de recuperar un metal;
- mantener controlada la atmósfera del horno, sellando el horno con una o más de puertas de horno (19);
- calentar la mezcla de carga útil hasta que el material se funda;
- agitar la mezcla de modo que se favorezca la aglomeración del metal, haciendo girar el horno (10) en el sentido de las agujas del reloj y en sentido contrario y reclinándolo (\alpha) e inclinándolo (\beta);
- hacer girar el horno para separar el fundente y el metal fundido; y
- elevar uno de los extremos del cuerpo del horno (12) para vaciar el metal recuperado.
27. Un método de hacer funcionar el horno (10)
de acuerdo con la reivindicación 26, que comprende hacer girar el
horno (10) a una velocidad variable e inclinar el horno (10) a
diferentes ángulos (\alpha, \beta) para agitar el material de
modo que favorezca la transferencia de calor al material.
28. Un método de hacer funcionar el horno de
acuerdo con la reivindicación 26 ó 27, que comprende además las
etapas de: calentar el horno de acuerdo con una señal de control
obtenida de, al menos, los siguientes parámetros: la temperatura de
la carga útil, la masa de la carga útil, la viscosidad de la carga
útil, el tiempo que tarda la carga útil en alcanzar la viscosidad,
el contenido de oxígeno atmosférico del horno, la tasa de aplicación
de energía y la energía aplicada acumulativa.
29. Un método de hacer funcionar el horno de
acuerdo con la reivindicación 28, que abarca además las etapas de:
identificar las variables relacionadas con variables secundarias y
predecir el impacto que producen las variaciones de las variables
principales y secundarias sobre el funcionamiento del horno.
30. El método de hacer funcionar el horno de
acuerdo con las reivindicaciones 28 ó 29, que comprende además usar
algoritmos o tablas de consulta de las variables principales y
secundarias.
31. Un método de hacer funcionar el horno de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 30, en el que
se obtienen una o más señales de retroalimentación; se hace una
comparación entre el rendimiento previsto y el real; y se deriva
una señal de corrección para efectuar la modificación de una
variable.
32. Un método de hacer funcionar el horno de
acuerdo con la reivindicación 31, en el que se usa un
microprocesador para monitorizar y controlar el funcionamiento del
horno.
33. Un método de hacer funcionar el horno de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 31, en el que
se usa inteligencia artificial para monitorizar y controlar el
funcionamiento del horno.
34. Un método de hacer funcionar el horno de
acuerdo con la reivindicación 33, en el que se usa una red neuronal
para monitorizar y controlar el funcionamiento del horno.
35. Un método de hacer funcionar el horno de
acuerdo con la reivindicación 34, en el que se usan reglas de
lógica difusa para monitorizar y controlar el funcionamiento del
horno.
36. Un método de hacer funcionar el horno de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 35, que incluye
además las etapas de diagnosticar en línea el estado proceso, el
acceso remoto, la monitorización en línea y el archivo de datos.
37. Un método de hacer funcionar el horno de
acuerdo con la reivindicación 36, en el que el acceso remoto, la
adquisición de datos y la monitorización en línea se llevan a cabo
mediante un sistema SCADA.
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