Aplicación del modelo de Rist y Meysson para determinar en tiempo real la eficiencia de los Altos Hornos de Cía.Siderúrgica Huachipato S.A. (CSH)

Application of the Rist and Meysson model to determine in real time the efficiency of the Altos Hornos de Cía.Siderúrgica Huachipato S.A. (CSH)

En este trabajo se presenta la aplicación del modelo de Rist y Meysson para el cálculo de la eficiencia química de la reducción de los óxidos de hierro en los Altos Hornos de la Compañía Siderúrgica Huachipato. Dicho modelo permite conocer cuan distante se encuentra el proceso operativo del límite impuesto por el equilibrio químico y por los balances de calor.

El modelo desarrollado mediante una planilla electrónica Excel puede leer directamente a través de interfases con el sistema PI toda la información de proceso proveniente de los sistemas de control y de los laboratorios, permitiendo al operador conocer la desviación del horno respecto al óptimo técnico posible. La recta de operación resultante de dicho modelo permite analizar de una manera fácil y directa la influencia del tipo y composición de la carga al horno como también la de múltiples parámetros operativos y cambios en la especificación del arrabio en la eficiencia del proceso y en los costos de producción.

1. Introducción.

Para un gran número de procesos de química industrial o de metalurgia, se posee un esquema de funcionamiento ideal que hace del equilibrio térmico el único límite impuesto a los intercambios de calor y de algunos equilibrios químicos el único límite impuesto a los intercambios de materia.

Una recta operatoria permite representar los balances de oxígeno, carbono y gas reductor para un Alto hornoen régimen permanente. El consumo unitario de coque está ligado a la pendiente de esta recta.

2.Beneficios.

Un esquema de ese tipo rinde el doble servicio de fijar el fin último de los perfeccionamientos técnicos y proporcionar un término de comparación para definir el rendimiento de una instalación real.

A su vez la aplicación de este método gráfico permite estudiar fuera de línea tanto el efecto de variaciones de un parámetro operacional aislado, por ejemplo: temperatura del viento caliente insuflado, inyección de gas natural, pre -reducción de la carga,como el efecto de variaciones acopladas en parámetros operativos, ejemplo: inyección de gas natural y aumento de la temperatura de viento, inyección de gas natural y enriquecimiento del viento con oxígeno, pre-reducción de la carga y enriquecimiento de minerales.

3.Antecedentes del Modelo de Rist.

El modelo de Rist y Meysson ha sido descrito ampliamente en la literatura (1-6). Con el propósito de entender el contexto de su aplicación se resumen a continuación brevemente los principios en los cuales está basado.

Basado en los trabajos de Kitaev (7,8) y de Michard (9-3), el modelo al cual nos referimos sirve de base para el cálculo del consumo unitario teórico de carbono de un Alto horno. Dicho esquema dicta los balances de materia y balances térmicos queconviene establecer y conduce al modelo matemático de Michard