Cómo se benefician los procesos de colada continua de los sensores ópticos
He aquí el motivo ProSpeed® Los sensores láser LSV, que permiten una medición inline y sin contacto de la velocidad de colada y la longitud de la colada, son la solución metrológica preferida para el control de procesos siderúrgicos, especialmente en entornos industriales exigentes, como los procesos con acero al rojo vivo y las máquinas de colada continua, ya sea para planchones, palanquillas, bloques o en la cortadora de soplete.
Los ProSpeed®sensores ópticos de velocidad y longitud, que utilizan el principio de la velocimetría de láser Doppler, están diseñados para realizar mediciones de longitud y velocidad de alta precisión, fiables y sin contacto en la colada continua. Al evitar el contacto y la influencia de la superficie, y al no tener piezas móviles que se desgasten, se evitan los inconvenientes de los métodos de medición tradicionales, como el deslizamiento, el desgaste o los cambios en el diámetro de la rueda. Su diseño apto para el entorno de la acería, su excelente precisión de repetición y su fiabilidad a largo plazo lo convierten en un componente esencial para mejorar la tolerancia de longitud de corte, minimizar el mantenimiento y aumentar la eficiencia de la producción. El resultado es una reducción de los desechos y un rendimiento optimizado en la máquina de colada, el laminador y las operaciones generales de la planta.
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Importancia de los sensores ópticos en la colada continua
Existe una correlación directa entre la longitud y la velocidad con respecto a la constante de tiempo. Por lo tanto, medir la velocidad en un proceso continuo permite también obtener la longitud del producto medido. Por lo general, todos los métodos de medición inline utilizan esta correlación.
Pero, ¿por qué y en qué punto de la colada continua resulta relevante conocer la longitud y la velocidad exactas del producto para un proceso de fabricación de acero, aluminio u otros metales?
- Para un control preciso de la longitud de corte en las máquinas de colada continua
- Para evitar el deslizamiento en las mediciones táctiles
- Para un funcionamiento sin desgaste y con tiempos de inactividad optimizados
Sensores diseñados para entornos de fundición exigentes
Su construcción robusta, apta para entornos industriales, su sofisticada configuración óptica y su avanzado sistema de acondicionamiento de la señal ofrecen una fiabilidad y un rendimiento inigualables. Una solución típica consta de un cabezal de medición con una distancia de separación de 1500 mm, una carcasa refrigerada por agua, un sistema de limpieza por aire y diversas salidas que facilitan la integración en los sistemas de control existentes. La eficiente carcasa refrigerada por agua permite prescindir de equipos adicionales.
Tareas de medición en la colada continua
Cortar a longitud en colada continua
La tarea de corte a longitud es imprescindible en toda máquina de colada continua. La medición de la longitud de la colada y la activación del proceso de corte deben implementarse en todas las instalaciones de colada. Por lo general, independientemente de la forma, los procesos posteriores o el producto final, la barra debe cortarse tras la colada. De lo contrario, la manipulación posterior del producto resulta imposible. Dado que la velocidad de colada varía, es imprescindible medir la longitud del producto para determinar cuándo realizar el corte.
La longitud del producto es importante para los procesos posteriores, especialmente cuando se requiere una longitud final determinada del producto, por ejemplo, en la producción de rieles. Por lo general, cuanto mayor sea la uniformidad de la longitud de entrada, más precisos podrán ser los procesos posteriores y mayor será la calidad del producto final. Una precisión fiable en la longitud de un producto es fundamental, especialmente para el acero SPQ (calidad superior del producto) en el sector del comercio de productos siderúrgicos.
Control de proceso en la colada continua
En determinadas fases del proceso de colada continua, conocer la velocidad del producto es un parámetro de control esencial. Una parte importante del proceso es la sección de enfriamiento, donde tiene lugar la transición entre la fase líquida y la fase sólida del material. La velocidad determina características fundamentales de la Metalurgia y las propiedades del material, por lo que conocer la velocidad de colada es muy importante. Otro ejemplo es la sincronización de velocidad de un Quemador volante o una sierra, con el fin de ajustar con precisión la herramienta de corte al material y realizar un corte limpio con tolerancias mínimas y un impacto mínimo en el equipo.
Determinación de peso en la fundición de acero
Otro uso importante de la información sobre la longitud es determinar el peso del producto en una fase mucho más temprana del proceso de lo que sería posible con un sistema de pesaje. En un proceso de colada limpia, la forma exterior del producto viene determinada por la coquille en una fase temprana del proceso y no cambia durante las fases posteriores. El peso específico del producto es el resultado de sus ingredientes y se determina incluso antes, en el molde. Conocer la longitud del producto incluso antes del corte permite alcanzar tolerancias muy bajas en el peso final, ya que las fluctuaciones del proceso pueden corregirse en una fase temprana, lo que conduce a una constancia óptima del proceso. Si se planifica con antelación, la laminadora también puede prescindir de la báscula integrada y utilizar en su lugar un método de medición de la velocidad.
Cálculo de las emisiones en la colada continua y potencial de ahorro
Si tomamos como ejemplo una máquina de colada continua de 5 hilos con palanquillas de acero de 220 milímetros cuadrados cortadas a una longitud de 6 metros cada una, y considerando que la densidad del acero es de 7,85 kg/dm³, las palanquillas fundidas pesan 379,94 kg/m. Una máquina de colada continua típica funcionaría a una velocidad de colada de 900 mm/min, con un funcionamiento de 24 horas al día. Al sumar estas cifras se obtienen 1.080 cortes al día, teniendo en cuenta las 5 líneas. El uso de ruedas de medición o tecnología similar en un entorno adverso dará lugar a una precisión media del 1 %, mientras que el uso de un LSV proporcionará, de forma realista, una precisión del 0,1 %. Por lo tanto, la mejora media por corte es de aproximadamente 24 mm. Las cifras resultantes de esta mejora se muestran en la tabla 1.
Importancia de la fundición y el papel global de la producción de acero
Según la Asociación Internacional de la Acero ( World Steel Association ), entre el 7 % y el 9 % aproximadamente del total de las emisiones mundiales de CO₂ están directamente relacionadas con la producción de acero y metales no ferrosos.1 Esto supone alrededor de un tercio del total de emisiones generadas en todo el mundo, en todos los sectores combinados.2 La Asociación Internacional de la Acería ( World Steel Association), que representa más del 80 % de la Producción de acero —incluidas la fundición, la laminación y otras actividades—, acordó un programa denominado «Step Up» con el fin de poner en marcha medidas específicas destinadas a mejorar el impacto de la industria siderúrgica en materia de sostenibilidad.3
1World Steel Association 2021, «El cambio climático y la producción de hierro y acero», consultado el 1 de febrero de 2023
2Hannah Ritchie y Max Roser, s. f., Emisiones por sector, consultado el 1 de febrero de 2023
3World Steel Association, s. f., « Step Up », consultado el 1 de febrero de 2023
Imágenes cortesía de: Imágenes cortesía de Polytec GmbH, salvo que se indique lo contrario.
Medición óptica longitudinal y de la velocidad en la producción de acero, aluminio y otros metales
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