DESARROLLO DE UN SISTEMA AUTOMÁTICO DE MONITOREO DE NIVELES PARA UN HORNO CONVERTIDOR

Abstract

El proceso productivo del cobre se basa esencialmente en el traspaso del mineral por distintos elementos cuyas principales tareas son las de acondicionar físicamente el material o aumentar su ley (cantidad de cobre). Dentro de estos pasos los procesos pirometalúrgicos poseen una gran relevancia, la cual se ha acentuado en esto últimos tiempos ante el abandono de la utilización de combustibles fósiles para la operación. Las nuevas tecnologías, dentro de las cuales se incluye el Horno Convertidor Teniente, utilizan las reacciones exotérmicas que se producen internamente como fuentes energéticas de calor. Esta cualidad ha determinado que los reactores de este tipo, como el Convertidor Teniente (CT) posean una alta popularidad en este rubro. Para su operación al CT le es ingresado concentrado y eje (materiales con una ley de cobre aproximada de 33% y 58% respectivamente). Estos elementos al entrar en reacción con el oxígeno que se inyecta al interior permiten generar una nueva estructura interna debido a la diferencia de densidades: en la parte inferior del horno se establece el Metal Blanco (75% Cu) y en la parte superior la escoria (material compuesto por elementos estériles con una baja ley). Esta diferencia de ubicación permite la extracción de cada uno de estos componentes por compuertas ubicadas a diferentes altitudes. Como es de suponerse para que comience la extracción del material se necesita una medición que indique que los niveles de Metal Blanco (MB) y escoria son adecuados según las alturas en las cuales se posicionan las compuertas de salida. Este proceso de medición actualmente es realizado mediante el ingreso de una lanza metálica recubierta por un material que reacciona de manera distinta al contacto con el MB y la escoria. Esta situación permite que al extraer la lanza del interior sea posible determinar la ubicación de los niveles de cada uno de los elementos de interés. Este método resulta actualmente impreciso, con un alto riesgo para los operarios y con escasas posibilidades de automatización. Este proyecto tiene por objeto ofrecer una nueva metodología de medición basada en la tecnología termográfica. Al analizar una imagen térmica del manto del Horno (posee forma cilíndrica), teóricamente sería posible observar las variaciones que se presentan al interior del Convertidor. Esta base teórica fue corroborada primeramente con un modelo a escala, para posteriormente observar su comportamiento en terreno (fundición Codelco - Chuquicamata). Como era de esperarse las condiciones ambientales en las cuales se desenvuelve la operación del CT aportan una importante cantidad de ruido a las imágenes captadas, trayendo como consecuencia una nueva etapa de desarrollo como lo es la búsqueda de un filtro adecuado para las imágenes en estudio. Durante el transcurso de este proyecto se observará que éste no sólo se sustenta en encontrar la relación que existe entre las imágenes y la estructura interna del reactor, sino también de implementar un sistema automático de búsqueda consistente básicamente en un PC que capture la señal de video proveniente de la cámara termográfica, analice las imágenes y entregue en una interfaz amigable las condiciones en las cuales se encuentra el CT. A modo de aumentar la portabilidad del sistema se pretende que esta interfaz sea montada en Internet mediante la utilización del lenguaje de programación Java, el cual permite observar información con comportamiento dinámico en un browser.