Sistema y método de monitoreo de hornos de arco eléctrico.

Un método para monitorear un horno de arco eléctrico (16), que comprende las siguientes etapas:

recolección de datos sobre el funcionamiento de un horno de arco eléctrico

(16), que incluye datos eléctricos recolectados automáticamente desde un dispositivo de monitoreo de horno, datos ingresados manualmente por un operador en un dispositivo de entrada de información e información de rendimiento recolectada automáticamente de al menos una computadora lógica programable (64);

transmisión de los datos recolectados a un servidor de sistema de monitoreo de horno (18) conectado operativamente a un sistema de visor de monitoreo de horno (72);

suministro de una base de datos remota (23) alojada en un servidor web (22), que almacene datos históricos sobre el funcionamiento del horno de arco eléctrico (16);

transmisión de los datos recolectados a través de una red informática mundial desde el servidor de sistema de monitoreo de horno (18) a la base de datos remota;

almacenamiento de los datos recolectados en la base de datos remota (23);

generación de informes, que proporcionan información sobre el funcionamiento histórico del horno; y

muestra de los datos recolectados y los informes generados en tiempo sustancialmente real a los usuarios autorizados a través de uno o más de los sistemas de visor de monitoreo de horno (72) y el servidor web (22).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/040328.

Solicitante: GRAFTECH INTERNATIONAL HOLDINGS INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 6100 Oak Tree Boulevard Independence, Ohio 44131 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Calefacción por resistencia óhmica > H05B3/60 (Dispositivos de calefacción en los cuales la corriente de calefacción circula en un material granulado, en polvo o fluido, p. ej. horno de baño de sales, calefacción electrolítica (H05B 3/38 tiene prioridad))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > Detalles de dispositivos para proceder a las medidas... > G01R15/18 (que utilizan dispositivos inductivos, p. ej. transformadores)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Calefacción por descarga eléctrica (antorchas de... > H05B7/144 (Fuentes de potencia especialmente adaptadas para la calefacción por descarga eléctrica; Control automático de la potencia, p. ej. controlando la posición de los electrodos)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > Dispositivos para realizar medidas o indicaciones... > G01R29/22 (Medida de propiedades piezoeléctricas)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Calefacción por descarga eléctrica (antorchas de... > H05B7/10 (Fijaciones, soportes, bornas o dispositivos para avanzar o guiar los electrodos)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > Disposiciones para proceder a las medidas de corrientes... > G01R19/04 (Medida de valores máximos de una corriente alterna o de impulsos)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > Disposiciones para proceder a las medidas de corrientes... > G01R19/02 (Medida de valores eficaces, es decir, de valores medios cuadráticos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Calefacción por descarga eléctrica (antorchas de... > H05B7/156 (por medios hidráulicos o neumáticos de control de la posición de electrodos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Calefacción por descarga eléctrica (antorchas de... > H05B7/18 (Calefacción por descarga de arco)

PDF original: ES-2546083_T3.pdf

 

google+ twitter facebookPin it
Sistema y método de monitoreo de hornos de arco eléctrico.
Sistema y método de monitoreo de hornos de arco eléctrico.

Fragmento de la descripción:

Sistema y método de monitoreo de hornos de arco eléctrico

CAMPO TÉCNICO 5

La presente invención se refiere a hornos de arco eléctrico (EAF) y, más específicamente, a un sistema y un método de monitoreo que proporciona datos en tiempo sustancialmente real sobre la operación del horno de arco eléctrico a un usuario local, y que se transmiten por medio de una red informática global a una base de datos segura remota, desde la se pueden generar informes, cuando se desee. 10

ANTECEDENTES

En la industria del acero, se usan hornos de arco eléctrico (EAF) para fundir metales y otros ingredientes para formar acero. El calor necesario para fundir los metales se genera por el paso de corriente a través de uno 15 o más cuerpos de carbono, comúnmente conocidos como electrodos de grafito, lo que da lugar a la formación de un arco entre el o los electrodos y los metales en el horno.

En los hornos de arco eléctrico operados convencionalmente, el operador recolecta periódicamente datos sin procesar sobre diferentes aspectos operativos del horno, como los niveles operativos de la corriente 20 eléctrica, el oxígeno acumulado utilizado, la temperatura del acero fundido, etc.

Estos datos sin procesar se almacenan normalmente en una computadora lógica programable (PLC) local, y se acumulan rápidamente. Los datos sin procesar se recolectan a una velocidad más rápida que la capacidad de revisión y evaluación del operador. A veces, los datos sin procesar se imprimen. En el momento 25 que el operador comienza su revisión de los datos, por lo general, estos se encuentran desactualizados, con lo cual el operador solo podrá confeccionar informes en base a l funcionamiento histórico del horno. En consecuencia, aunque el operador tiene acceso a una gran cantidad de información, esta información no es tan útil como podría ser, ya que no permite al operador ver los datos en tiempo sustancialmente real para ajustar el funcionamiento del horno a fin de maximizar su rendimiento y, por ejemplo, minimizar el consumo de electrodos. 30

La patente de los Estados Unidos No. 5, 539, 768, otorgada a Kracich (la patente '768) divulga un analizador de consumo de electrodos de un horno de arco eléctrico. En los hornos de arco eléctrico conocidos, el horno incluye al menos un electrodo, que se proyecta en un horno para contener una carga para calentarse y una estructura de soporte de electrodos para desplazar el electrodo hacia la carga y fuera de ella. 35 Específicamente, la patente '768 proporciona instrucciones para el uso de un sensor para detectar la posición de la estructura de soporte de electrodos desde una posición inicial. Un procesador calcula la distancia de recorrido y la velocidad de consumo de electrodos y activa una alarma a partir de ciertos parámetros operativos predeterminados. Si bien este dispositivo es útil para mejorar el rendimiento de los electrodos, ya que proporciona datos en tiempo sustancialmente real, que el operador puede utilizar para tomar decisiones respecto 40 de la operación del horno, también presenta una desventaja, ya que limita la decisión del operador en base a la distancia de viaje únicamente, cuando el consumo de electrodos es generalmente una función de muchas variables.

La patente de los Estados Unidos No. 5, 099, 438, otorgada a Gulden, Jr. et al., proporciona instrucciones 45 para el uso de un método de monitoreo y control "en línea" del rendimiento de un horno de arco eléctrico. Aquí, el término "en línea" no se refiere a cualquier red informática global, sino que se utiliza como sinónimo de "directo". La patente '438 señala que durante muchos años, los hornos de arco eléctrico han sido operados a través de paneles de relés controlados manualmente, que con el tiempo han sido sustituidos por controladores lógicos programables. La patente '438 muestra la integración de los PLC y las microcomputadoras y un método 50 de gestión de la información para permitir la recolección de datos en línea y su comunicación entre el controlador lógico programable y la microcomputadora de procesamiento de datos en una unidad independiente para el control del horno, con lo que se elimina la necesidad de contar con computadoras de nivel superior. Si bien el método divulgado por la patente '438 presenta ventajas, también presenta desventajas, puesto que no brinda al operador datos en tiempo sustancialmente real respecto del funcionamiento del horno, que pueden ser 55 transmitidos tanto por medio de una red informática segura local como por una red informática global a una base de datos segura, de modo que el operador pueda tomar decisiones en tiempo real sobre el funcionamiento del horno.

EP 1478075 divulga un método que comprende: proporcionar información de carga eléctrica del sistema para un 60 sistema de energía eléctrica a una o más redes neurales; y a través de esa red o redes neurales, predecir un sistema de carga eléctrica durante un período futuro inmediato predeterminado.

Lo que se desea, por lo tanto, es un sistema y método para el monitoreo de un horno de arco eléctrico, donde los datos se pueden recolectar y mostrar en la computadora personal de un usuario local en tiempo 65 sustancialmente real, y también transmitirse a una base de datos segura remota, donde los informes que utilizan los datos recolectados almacenados en la base de datos segura remota se pueden luego confeccionar para evaluar el funcionamiento histórico del horno.

DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN

Un aspecto de la presente invención es proporcionar un sistema y método mejorados para el monitoreo de un horno de arco eléctrico.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un sistema y método mejorados para el monitoreo de un horno de arco eléctrico, proceso que proporciona al operador datos en tiempo sustancialmente real sobre 10 la operación del horno.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un sistema y método mejorados para el monitoreo de un circuito eléctrico primario de un horno de arco eléctrico, que proporciona datos en tiempo sustancialmente real, que pueden ser transmitidos a través de una red local segura al monitor de la computadora de un operador 15 local.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un sistema y método mejorados para el monitoreo de un circuito eléctrico primario de un horno de arco eléctrico, que proporciona datos en tiempo sustancialmente real, que pueden ser transmitidos a través de una red informática global a una base de datos segura. 20

Un aspecto adicional de la invención es proporcionar un sistema y método mejorados para el monitoreo de un horno de arco eléctrico, donde los datos en tiempo sustancialmente real pueden ser recolectados y analizados en informes, que detallan el funcionamiento histórico del horno.

De conformidad con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para el monitoreo de un horno de arco eléctrico, que comprende las etapas de recolección de datos acerca del funcionamiento de un horno de arco eléctrico, que incluyen los datos eléctricos recolectados automáticamente desde un dispositivo de monitoreo de horno, los datos ingresados manualmente por un operador a un dispositivo de entrada de información, y la información sobre el rendimiento obtenida automáticamente a partir de al menos una 30 computadora lógica programable; transmisión de los datos recolectados a un servidor de sistema de monitoreo de horno, que tiene un sistema de visor de monitoreo de horno conectado operativamente; que proporciona una base de datos remota alojada en un servidor web, la cual almacena datos históricos sobre el funcionamiento del horno de arco eléctrico; transmisión de los datos recolectados a través de una red informática... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para monitorear un horno de arco eléctrico (16) , que comprende las siguientes etapas:

recolección de datos sobre el funcionamiento de un horno de arco eléctrico (16) , que incluye datos eléctricos recolectados automáticamente desde un dispositivo de monitoreo de horno, datos ingresados 5 manualmente por un operador en un dispositivo de entrada de información e información de rendimiento recolectada automáticamente de al menos una computadora lógica programable (64) ;

transmisión de los datos recolectados a un servidor de sistema de monitoreo de horno (18) conectado operativamente a un sistema de visor de monitoreo de horno (72) ; 10

suministro de una base de datos remota (23) alojada en un servidor web (22) , que almacene datos históricos sobre el funcionamiento del horno de arco eléctrico (16) ;

transmisión de los datos recolectados a través de una red informática mundial desde el servidor de 15 sistema de monitoreo de horno (18) a la base de datos remota;

almacenamiento de los datos recolectados en la base de datos remota (23) ;

generación de informes, que proporcionan información sobre el funcionamiento histórico del horno; y 20

muestra de los datos recolectados y los informes generados en tiempo sustancialmente real a los usuarios autorizados a través de uno o más de los sistemas de visor de monitoreo de horno (72) y el servidor web (22) .

2. El método de la Reivindicación 1, que comprende además las siguientes etapas:

suministro de un circuito eléctrico primario (14) en el horno de arco eléctrico (16) , que tenga un transformador de corriente primaria (52) y monitoreo automático del transformador de corriente primaria.

3. El método de la Reivindicación 2, que comprende la etapa de conexión operativa de un medidor (12) al circuito eléctrico primario (14) para recolectar datos sobre el circuito eléctrico primario.

4. El método de la Reivindicación 2, que comprende la etapa de recolección de datos desde el circuito eléctrico primario (14) . 35

5. El método de la Reivindicación 1, que comprende la etapa de generación de informes utilizando al menos algunos de los datos recolectados almacenados.

6. El método de la Reivindicación 1, donde el horno de arco eléctrico (16) está funcionando dentro de, al 40 menos, uno de los parámetros de funcionamiento predeterminados, que comprende además las etapas de:

evaluación de los datos recolectados; y

cambio de al menos uno de los parámetros de funcionamiento predeterminados en respuesta a la 45 evaluación de los datos recolectados.

7. El método de la Reivindicación 6, donde se puede acceder a los datos recolectados almacenados en la base de datos remota (23) a través de un sitio web seguro de la red informática mundial.

8. El método de la Reivindicación 1, donde el dispositivo de entrada de información está conectado operativamente al servidor de sistema de monitoreo del horno (18) y muestra la información ingresada manualmente en el sistema de visor de monitoreo de horno (72) .

9. El método de la Reivindicación 8, donde el dispositivo de entrada de información comprende el sistema 55 de visor de monitoreo de horno (72) .

10. El método de la Reivindicación 9, que comprende además la siguiente etapa:

generación de informes históricos sobre el horno de arco eléctrico (16) mediante el uso de al menos 60 algunos de los datos eléctricos recolectados almacenados del dispositivo de monitoreo, la información ingresada manualmente almacenada y la información de rendimiento recolectada almacenada de, al menos, uno de las computadoras lógicas programables (64) .

11. Un sistema de control (10) para el monitoreo continuo de los parámetros de funcionamiento 65 predeterminados de un horno de arco eléctrico (16) , que comprende:

un dispositivo de monitoreo del horno para recolectar datos eléctricos sobre al menos uno de los parámetros de funcionamiento del horno de arco eléctrico (16) ;

un servidor de sistema de monitoreo de horno conectado operativamente al dispositivo de monitoreo del horno para recibir los datos recolectados; 5

un sistema de visor de monitoreo de horno (72) conectado operativamente al servidor de sistema de monitoreo de horno para visualizar en tiempo sustancialmente real los datos recolectados recibidos por el servidor de sistema de monitoreo de horno, y además para recibir y visualizar en tiempo sustancialmente real los datos ingresados manualmente en el sistema de visor de monitoreo de horno por parte de un usuario autorizado; 10 y

un servidor web (22) conectado operativamente al servidor de sistema de monitoreo del horno, para el almacenamiento de los datos recolectados y los datos ingresados manualmente y, además, para almacenar los datos históricos relacionados con la operación del horno de arco eléctrico, y para permitir que los usuarios 15 autorizados accedan a través de una red informática global a los datos recolectados.

12. El sistema de monitoreo (10) de la Reivindicación 11, que comprende además al menos una computadora lógica programable (64) para almacenar datos sobre el funcionamiento del horno de arco eléctrico (16) , la computadora lógica programable conectado operativamente al servidor de sistema de monitoreo de 20 horno (18) , donde el sistema de visor de monitoreo de horno muestra en tiempo sustancialmente real los datos almacenados por lo la computadora lógica programable.