Método para el control acústico de bloques de colada y elementos similares.

Un método para controlar un bloque de colada (120) para un horno metalúrgico (110),

que comprende: recibir (601) las señales eléctricas (210) a partir de una pluralidad de sensores de emisión acústica (140) a lo largo de al menos una guía de ondas acústicas (130) que está al menos parcialmente recibida dentro de una estructura exterior del bloque de colada, correspondiendo las señales eléctricas a señales acústicas transmitidas a lo largo de la al menos una guía de ondas acústicas y detectadas por los sensores de emisión acústica;

procesar (602) las señales eléctricas para determinar si se ha producido un evento acústico relacionado con una estructura del bloque de colada mediante las acciones de comparar las señales eléctricas con condiciones predeterminadas del bloque de colada (120);

generar (608) datos de indicación, dependiendo de la comparación; y

proporcionar (609) una indicación en base a los datos de indicación.

Método para el control acústico de bloques de colada y elementos similares Campo Técnico

Las realizaciones descritas se refrieren generalmente a métodos y sistemas de diagnóstico para hornos metalúrgicos. En particular, las realizaciones se refieren a sistemas y métodos para el control acústico en tiempo real de eventos que se producen durante la colada y la utilización de la lanza del canal de colada de un bloque de colada o elemento similar.

Antecedentes

La mayoría de los hornos metalúrgicos tiene al menos un bloque de colada con el fin de drenar el material fundido del proceso desde el horno. El proceso de drenaje del material de proceso fundido desde un horno metalúrgico a través de un bloque de colada se llama colada.

Los bloques de colada típicamente tienen una carcasa de cobre, elementos de refrigeración, material refractario y un canal de colada. La carcasa de cobre define una cara caliente, que es la cara del bloque de colada que está colocada más próxima al material de proceso fundido dentro del horno, y una cara fría, que está opuesta a la cara caliente. Debido al calor extremo del material de proceso fundido contenido dentro del horno, el bloque de colada tiene uno o más elementos de refrigeración para regular la temperatura del revestimiento refractario interior, el canal de colada y la carcasa de cobre. Los elementos de refrigeración son típicamente tuberías adyacentes a, o que rodean, al bloque de colada. El fluido de refrigeración es bombeado a través de las tuberías.

El paso a través del centro de bloque de colada, y la conexión de la cara caliente y la cara fría es el canal de colada. El canal de colada está rodeado por una o más capas de revestimiento refractario. El canal de colada es un paso generalmente circular a través del cual fluye el material de proceso fundido durante el proceso de colada. Los elementos de refrigeración del bloque de colada sirven para extraer el calor del revestimiento refractario y del canal de colada.

Cuando la colada no está en progreso, el canal de colada es comúnmente tapado utilizando arcilla resistente al calor, u otro material adecuado. El tapón de arcilla permanece en el canal de colada hasta que es requerida la colada. Cuando la colada se hace necesaria, el tapón de arcilla se debe retirar del canal de colada. Para retirar el tapón de arcilla, se rompe y se extrae en trozos utilizando una herramienta llamada lanza térmica. Un trabajador, denominado aquí como operario de colada normalmente maneja la lanza y golpea el tapón de arcilla en un intento de romper el tapón en pedazos para permitir que el material de proceso fundido fluya a través del canal de colada. El operarlo de colada generalmente golpea el tapón de arcilla múltiples veces en un Intento de limpiar totalmente el canal de colada. Además de la colada y la lanza, en algunos procesos, se utiliza la perforación para abrir el canal de colada.

Durante el proceso de utilización de la lanza, el operarlo de colada puede romper Inadvertidamente algo del material refractario que reviste el canal de colada a lo largo del tapón de arcilla. Los golpeos de la lanza pueden dañar el revestimiento refractario del bloque de colada. Además, el flujo de metal fundido a través del canal de colada puede erosionar gradualmente el revestimiento refractario del canal de colada lo que conduce al daño del bloque de colada. Los bloques de coladas dañados pueden presentar peligros de seguridad y pueden implicar costosos retrasos de producción cuando tienen que ser reparados.

La Publicación JP N° 7268428A expone un método para medir el espesor restante en un ladrillo inferior de un alto horno. Se enseña a medir el espesor remanente imprimiendo un impacto en la superficie exterior del alto horno y detectando las ondas reflejadas como resultado de la vibración del golpe.

Sin embargo, existe la necesidad de un sistema para controlar el proceso de colada, el proceso de perforación, y específicamente el proceso de utilización de la lanza, y proporcionar retroalimentación con el fin de minimizar el daño producido en el bloque de colada o en el revestimiento refractario.

Sumario

Se proporciona un método para controlar un bloque de colada o elemento similar de acuerdo con la reivindicación 1. El método comprende recibir las señales eléctricas procedentes de una pluralidad de sensores de emisión acústica a lo largo de al menos una guía de ondas que está al menos parcialmente recibida dentro de una estructura exterior de un bloque de colada. Las señales eléctricas se corresponden a la señales acústicas que son transmitidas a lo largo de la guía de ondas acústica y detectadas por los sensores de emisión acústica. Las señales eléctricas son procesadas para determinar si se producen eventos con relación a una estructura interna del bloque de colada, particularmente el revestimiento refractarlo. Los eventos son comparados con los parámetros operacionales del bloque de colada. Los datos de indicación son generados dependiendo de la comparación, y se proporciona una indicación en base a los datos de indicación.

Se describen varios sistemas para controlar el bloque de colada, que no son parte de la invención.

Algunas realizaciones comprenden una pluralidad de sensores de emisión acústica situados para detectar las señales acústicas trasmitidas a lo largo de al menos una guía de ondas acústicas que está al menos parcialmente recibida dentro de la estructura exterior del bloque de colada.

Algunas realizaciones comprenden además un sistema de procesamiento de datos para procesar la salida procedente de cada sensor de emisión acústica para determinar si se produce en un evento acústico con relación a la estructura Interna del bloque de colada, particularmente en revestimiento refractario. El sistema de procesamiento de datos comprende una memoria y está configurado para comparar los eventos determinados con los parámetros operaclonales del bloque de colada para generar los datos de Indicación dependiendo de la comparación de los eventos determinados con los parámetros operacionales.

Algunas realizaciones comparan también un aparato de Indicación como respuesta al sistema de procesamiento de datos para proporcionar una indicación basada en los datos de indicación.

Breve descripción de los dibujos

Para un mejor entendimiento de las realizaciones descritas aquí y para mostrar más claramente cómo se llevan a cabo, a continuación se hará referencia, sólo a modo de ejemplo, a los dibujos adjuntos en los que:

la Fig. 1 es un diagrama de bloques de un sistema de control acústico para un bloque de colada de un horno metalúrgico de acuerdo con una realización de la invención;

la Fig. 2 es un diagrama de bloques en una realización de una estación de control utilizada en el sistema de control acústico de la Fig. 1;

la Fig. 3 es un diagrama de bloques que muestra el módulo de memoria de la estación de control de la Fig. 2 con mayor detalle.

la Fig. 4 es una vista en perspectiva de un bloque de colada de un horno metalúrgico;

la Fig. 5 es un diagrama esquemático que muestra las posiciones relativas de zonas predeterminadas del bloque de

colada;

la Fig. 6 es un diagrama de flujo de un método de control del bloque de colada utilizando el sistema de control

acústico de la Fig. 1; y

la Fig. 7 es un diagrama de flujo de un método para determinar la posición de la fuente de un evento acústico.

Para una mayor simplicidad y claridad de lustración, los elementos mostrados en las figuras no se han dibujado necesariamente a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos elementos pueden estar exageradas con relación a los otros elementos para una mayor claridad. Además, cuando se considera apropiado, se pueden repetir los números de referencia entre las Figuras para indicar elementos correspondientes o análogos.

Descripción detallada

Se exponen detalles específicos de las realizaciones, a modo de ejemplo, con el fin de proporcionar un perfecto entendimiento de las realizaciones descritas aquí. Además, esta descripción no se considera limitante del campo de las realizaciones descritas aquí, sino que describe meramente posibles implementaciones de los distintos elementos

descritos aquí.

Las realizaciones descritas se refieren generalmente a sistemas y métodos de diagnóstico para elementos de refrigeración de hornos metalúrgicos tales como bloques de colada. En particular, las realizaciones de refieren a sistemas y métodos para el control acústico en tiempo real de la colada, perforación o manejo de lanza de los bloques de colada y conductos similares.

En los dibujos y en la descripción,... [Seguir leyendo]

1. Un método para controlar un bloque de colada (12) para un horno metalúrgico (11), que comprende:

recibir (61) las señales eléctricas (21) a partir de una pluralidad de sensores de emisión acústica (14) a lo largo de al menos una guía de ondas acústicas (13) que está al menos parcialmente recibida dentro de una estructura exterior del bloque de colada, correspondiendo las señales eléctricas a señales acústicas transmitidas a lo largo de la al menos una guía de ondas acústicas y detectadas por los sensores de emisión acústica;

procesar (62) las señales eléctricas para determinar si se ha producido un evento acústico relacionado con una estructura del bloque de colada mediante las acciones de

comparar las señales eléctricas con condiciones predeterminadas del bloque de colada (12); generar (68) datos de indicación, dependiendo de la comparación; y proporcionar (69) una indicación en base a los datos de indicación.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el procesamiento de las señales acústicas incluye determinar si el evento acústico se ha producido con relación a una estructura interior del bloque de colada (12).

3. El método de la reivindicación 1, en el que el procesamiento de las señales eléctricas incluye determinar si el evento acústico se ha producido con relación a la estructura exterior del bloque de colada (12).

4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la pluralidad de sensores de emisión acústica (14) está situada en los extremos sustancialmente opuestos de la al menos una guía de ondas acústicas (13).

5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la al menos una guía de ondas acústicas (13) comprende un circuito de refrigeración recibido dentro del bloque de colada (12).

6. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la ocurrencia del evento acústico se determina mediante el uso de al menos un umbral de magnitud y un umbral de ocurrencia.

7. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la indicación comprende al menos una de una indicación de audio y una indicación visual.

8. El método la reivindicación 7, en el que la indicación visual incluye presentar un primar, segundo o tercer estado representativo de al menos una de la condición relativa del bloque de colada (12) y la importancia de un evento acústico dado.

9. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la indicación incluye una presentación que indica la localización de la fuente del evento acústico.

1. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la indicación incluye una presentación que indica la posición relativa de la fuente del evento acústico.

11. El método de la reivindicación 1, en el que la indicación de las posiciones relativas comprende una de, una indicación de posición lateral, una indicación de posición inferior y una indicación de posición superior.

12. El método de la reivindicación 1, en el que la indicación de las localizaciones relativas comprende una indicación de sector que corresponde a una de, una pluralidad de sectores a lo largo de una longitud de un canal de colada del bloque de colada (12).

13. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que las etapas de procesar las señales eléctricas comparando las señales eléctricas con las condiciones predeterminadas, generar datos de indicación y proporcionar una indicación, se realizan repetitivamente cuando la señales eléctricas son recibidas, por lo que se proporciona la indicación en tiempo real, como respuesta a las señales eléctricas.

14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que las condiciones predeterminadas se refieren a una o más de: un impacto; un número predeterminado de impactos; un número predeterminado de impactos en un área particular de la estructura interior; un impacto en un área de la estructura interior designada como un área sensible; un número de impactos predeterminado en un área de la estructura interior designada como un área sensible; un chirrido; un número predeterminado de chirridos; un número predeterminado de chirridos en un área particular de la estructura interna; un chirrido en un área de la estructura interna designada como un área sensible; y un predeterminado número de chirridos en un área de la estructura interna designada como un área sensible.

15. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que los sensores de emisión acústica (14) comprenden acelerómetros.