ANÁLISIS DE LA OPERACIÓN Y CONTROL ALTERNATIVO DE LAS ESTUFAS DE UN ALTO HORNO

Abstract

El presente trabajo tiene como objetivos principales el desarrollar un documento que introduzca, explique y clarifique el proceso de calentamiento de estufas del Alto Horno AHN2, de CAP ACERO y su sistema de control. Además de proponer alternativas para mejorar la operación y control de las estufas del Alto Horno. Actualmente se encuentran tres estufas en operación, que suministran de manera alternada aire caliente al Alto Horno, materia prima fundamental en el proceso de fabricación de acero. Cada estufa opera en base a un ciclo de calentamiento y un ciclo de insuflado. Durante el ciclo de calentamiento se combustionan gases al interior de la estufa los que transfieren a la estufa su energía en forma de calor, luego al lograr una carga térmica adecuada en la estufa, se pone fin a la combustión para dar comienzo al ciclo de insuflado. Durante el ciclo de insuflado se circula por la estufa aire frío a contraflujo lo que produce un calentamiento del aire que luego es suministrado al Alto Horno. El Alto Horno por su parte siempre tiene que ser suministrado de aire caliente situación por la cual siempre una estufa se encuentra insuflando, mientras que las otras dos se encuentran en ciclo de calentamiento Este trabajo se enfoca particularmente en el ciclo de calentamiento y en proponer una alternativa de control automático para la inyección de gas durante el ciclo. Para ello primeramente se construye un modelo de la estufa, utilizando pares de datos entrada/salida reales de la planta y técnicas de identificación de sistemas. Luego se proponen cuatro alternativas de control: Control PID, control Difuso PD+I lineal, Control por realimentación del estado con doble acción integral y Control MPC, las cuales fueron evaluadas en base a simulaciones y a criterios propuestos por el autor. De entre las alternativas propuestas se seleccionó la de Control Difuso PD+I lineal para elaborar un mejor desarrollo e integrarla al sistema de control. Finalmente se incluyó una pequeña evaluación económica referencial sobre la implementación de la alternativa.