Volumen 12 Nº 71
Octubre - Noviembre 2002
   


Control inteligente de hornos industriales

Pablo Marino y Alberto Pignotti
Centro de Investigación Industrial, Fundación para el Desarrollo Tecnológico, Organización Techint

¿Qué pasa en el interior de un horno industrial, en el que piezas de acero que pueden pesar más de una tonelada se calientan hasta temperaturas cercanas a los 1300ºC? ¿Por qué nos interesa seguir en detalle la evolución de esos procesos?

Estamos viviendo en un mundo cada vez más integrado, por lo que nuestros productos industriales deben competir tanto con los que se fabrican en países más industrializados como con aquellos producidos por una mano de obra muy barata. Es por ello que los procesos de fabricación deben tender cada vez más a asegurar una calidad rigurosa y uniforme, al mismo tiempo que una alta productividad. Para enfrentar este desafío tenemos que utilizar toda la gama de herramientas que la ciencia y la tecnología ponen a nuestro alcance: las ecuaciones básicas que rigen los procesos físicos que ocurren en las tareas productivas y el monitoreo y seguimiento de tales procesos mediante sensores que frecuentemente deben operar en ambientes que difieren mucho de las condiciones controladas de los ensayos de laboratorio. Agreguemos a esto la utilización de las computadoras personales, que hoy permiten realizar tareas -hasta hace unos años impensadas-, en plazos compatibles con el ritmo sostenido de la producción.


Figura 1. Horno giratorio del Laminador Continuo 2 de Siderca, de unos 40m de diámetro. Nótense los tochos ascendiendo por el plano inclinado (cuatro de ellos) en la parte inferior izquierda de la figura. Estos llegan al área del puente (en primer plano a la derecha) donde una pinza los introduce en el horno. La salida se halla inmediatamente a la derecha. (Foto Marcos Zimmermann, Copyright Siderca SA).

Tomemos el ejemplo de la fabricación de tubos de acero sin costura, es decir, tubos elaborados perforando una barra sólida de acero, denominada tocho (ver recuadro '¿Se cosen los tubos?'). Para llevar a cabo esta perforación, que se realiza por deformación plástica, hay que ablandar el acero llevándolo a temperaturas cercanas a los 1300°C, operación que se realiza en hornos que tienen el aspecto de una calesita, con una puerta de entrada y otra, cercana, de salida (véanse las figuras 1 y 2). Al ingresar al horno el tocho se ubica en dirección radial sobre un piso giratorio de material refractario -denominado solera-, y comienza su recorrido a lo largo de un túnel circular, durante el cual es sometido a la radiación que se origina en las llamas de los quemadores a gas, agrupados en varias zonas de control. En cada una de estas zonas hay instaladas termocuplas, las cuales permiten medir la temperatura a la que se encuentra la zona. Esta temperatura se compara con una preestablecida -o temperatura impostada-. Un sistema de control regula los caudales de aire y gas que llegan a los quemadores de esa zona -aumentándolos o disminuyéndolos conjuntamente-, de manera tal que la temperatura medida se mantenga lo más cercana posible a la impostada. Es decir que el control del horno consiste en el ajuste de los valores impostados para todas las temperaturas de zona y de la velocidad de avance de la solera. Ajustar esta velocidad implica ajustar el tiempo de ciclo, es decir, el tiempo que transcurre entre dos egresos sucesivos de piezas del horno.

 

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