MX2011001248A - Metodo para control de escoria espumosa en masa fundida inoxidable en horno de arco electrico. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con un método para el control de escoria espumosa en una masa fundida inoxidable en un horno de arco eléctrico. Según la invención, la altura de la escoria en el horno de arco eléctrico es detectada continuamente en forma termográfica como función de tiempo y altura de escoria, y la adición del material espumante es controlada según la temperatura y el gradiente de temperatura.

Description

METODO PARA CONTROL DE ESCORIA ESPUMOSA EN MASA FUNDIDA INOXIDABLE EN HORNO DE ARCO ELECTRICO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un método para el control de escoria espumosa de una masa fundida inoxidable en un horno de arco eléctrico Las ventajas de escoria bien espumada en el EAF (horno de arco eléctrico, por sus siglas en inglés) son ampliamente conocidas, pudiéndose remitir para ello al documento WO 2007/087979 Al.

En la operación de hornos de arco eléctrico se funde la carga, es decir, sobre todo chatarra y aleaciones mediante arcos eléctricos de los electrodos, formándose simultáneamente una escoria. La escoria cumple en esto además de su función primaria, es decir, la eliminación de componentes indeseables de la masa fundida, una función de protección si se pone en un estado espumoso. En este estado, la escoria envuelve el espacio entre las puntas de los electrodos y la superficie metálica y protege, gracias a su mala conductividad térmica, la mamposteria refractaria del horno de la energía radiante del arco eléctrico.

La escoria espumada reduce fuertemente la radiación intensa del arco eléctrico frente a la pared del horno eléctrico y mejora así la introducción de energía en el metal fundido. Gracias a ello se extiende sustancialmente la durabilidad del material refractario del horno .

Para lograr estas ventajas, la escoria espumosa debe estar presente en el horno con una altura definida.

Del documento EP 637 634 Al se conoce un método para la producción de un metal fundido en que la altura de la escoria espumosa es determinada acústicamente, y a saber mediante la detección de un rango de frecuencia característico para el espumar de escoria. De la comparación del nivel de sonido medido con un nivel de sonido de referencia se obtienen entonces indicaciones para el control de la adición de agente de espumar.

También el documento O 2007/009924 Al se ocupa de la determinación de la altura de la escoria espumosa en un horno de arco eléctrico. En este caso se usa como técnica de medición la determinación del sonido corpóreo.

El objetivo de la invención es un método mejorado para el control de la escoria espumosa.

El objetivo se logra inventivamente porque la altura de la escoria en el horno de arco eléctrico es detectada continuamente en forma termográfica como función del tiempo y la altura de escoria, y porque se' controla dependiendo de la temperatura y el gradiente de temperatura la adición de material espumante.

La invención se relaciona, entonces, con un método para el control de la escoria espumosa de una masa fundida inoxidable en un horno de arco eléctrico con adición de un material espumante, mediante un sistema termográfico. El control de la adición se basa en la formación óptima de la escoria espumosa, medida mediante su altura. La altura de la escoria ocasiona un cambio de temperatura de un elemento térmico. El elemento térmico está instalado en la pared del horno de arco eléctrico y tiene una conductividad térmica extremadamente alta. De esta manera se da también la posibilidad de medir el gradiente de temperatura.

La altura de la escoria es detectada, entonces, mediante una medición continua de temperatura con el elemento térmico. Se recibe su cambio de temperatura rápido a causa de las alturas variantes de la escoria con base en una transmisión de señal infrarroja inalámbrica en un receptor en el puesto de mando. Según la curva de temperatura se controla la adición de material espumante.

La invención se explica a continuación más detalladamente con referencia a las figuras.

Se muestra: Fig. 1 el principio general del sistema de medición y Fig. 2 el principio del control de adición de material espumante.

En la figura 1 se denota con 1 el horno de arco eléctrico que no será descrito aquí en detalle. Una cámara 2 infrarroja recibe la radiación infrarroja detectada por el elemento 5 térmico que está dispuesto en una región de la pared del horno, entonces, a una altura que se ubica en la región usual de la altura de escoria espumosa presente o necesaria, y transmite los valores medidos como señales 3 de control al dispositivo 4 de adición de material, el cual carga, a su vez, el material espumante al horno de arco eléctrico. Esto se señala mediante la flecha 6.

La figura 2 muestra la altura de la escoria sobre el eje de tiempo.

La escoria espumosa se genera casi exponencial según la constitución natural, tal como se aprecia en la figura 2. El material espumante es cargado, según mencionado, mediante el dispositivo 4 de adición de material en la zona entre la escoria y el metal, y está expuesto al proceso de disolución acompañado con la reducción paralela del óxido de hierro.

Mediante el sistema de medición, la altura de la escoria es detectada mediante un desarrollo de temperatura en un termoelemento . La temperatura del termoelemento es una función del tiempo y de la altura de escoria, tal como se representa en las ecuaciones 1 y 2.

El sistema de medición ofrece: - la señal de temperatura en función del tiempo: T=f(t)=f'(h) (1) - el gradiente de temperatura en función del tiempo: dT=df (h) (2) El elemento térmico está instalado en la pared del horno de arco eléctrico y se caracteriza por una capacidad de conductividad térmica extremadamente alta. Gracias a ello es posible determinar el gradiente de temperatura, véase ecuación 3.

El sistema de control presenta: dT/dt=g(h,t)=df (h) /dt (3) A partir de esta puede determinarse - la velocidad de adición dm/dt (kg/min) -ecuaciones 4 y 5- dm/dt = v con T>Tmin y dT/dt>0 (4) dm/dt=0 con T=Topt y dT/dt<0 (5) y la duración de la adición t en (min) - ecuaciones 6 y 7 At=t mientras dT/dt>0 (6) At=0 mientras dT/dt<0 (7) Gracias a que la termografia es un método de medición libre de contacto es posible graficar también objetos que se encuentran muy lejos. Las señales IR de la cámara son recibidas como señales de radio en el puesto de mando y las señales de control son convertidas según las ecuaciones 4-7.

Mientras el gradiente se presenta con signo positivo, lo que señala una tendencia creciente de la temperatura, pero simultáneamente un estado descubierto de los electrodos, se realiza adición del material con una velocidad constante. Como alternativa es posible basar el control también en otra función orientada en la praxis. Si el gradiente de temperatura es 0 o negativo, entonces se detiene por completo la adición del material o se continúa en forma decreciente según otra función orientada en la praxis .

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Un método para el control de escoria espumosa de una masa fundida inoxidable en un horno de arco eléctrico, caracterizado porque la altura de la escoria en el horno de arco eléctrico es detectado continuamente en forma termográfica como función del tiempo y de la altura de escoria, y porque dependiendo de la temperatura y del gradiente de temperatura la adición de material espumante es controlada; con la indicación de un gradiente de temperatura con signo positivo se realiza la adición del material a una velocidad constante y con la indicación de un gradiente de temperatura con signo negativo o cero se detiene la adición completamente o se continúa en forma disminuyente según otra función orientada en la praxis.

2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura es medida mediante un elemento térmico insertado en la pared del horno.

3. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque la radiación infrarroja emitida por el elemento térmico es detectada por una cámara de imagen térmica y transmitida como señal de control a la adición de material espumante.