Supervisión del material refractario de las ollas de una planta de fundición

Las ollas de acero de las plantas de fundición tienen una vida útil limitada. Si los revestimientos refractarios se desgastan o se rompen debido a los choques, la parte exterior de una olla puede verse expuesta a temperaturas excesivas. Si no se detecta a tiempo, el resultado puede ser la desintegración de la olla y la fuga del metal fundido, cosa que pone en riesgo las vidas de los trabajadores y destruye el equipo. Los sistemas de cámaras termográficas FLIR supervisan las ollas en tiempo real y advierten de una fuga antes de que esta se produzca, lo que permite ahorrar cientos de miles de dólares al evitar lesiones, daños en los equipos y periodos de inactividad en la producción.

Seguridad de las ollas

Es de sobra conocido que los revestimientos refractarios de las ollas de acero de las plantas de fundición tienen una vida útil limitada, la cual puede verse reducida todavía más a causa de la rotura de los ladrillos refractarios como consecuencia de un golpe. Si los revestimientos se desgastan o se rompen, la parte exterior de una olla de transporte puede verse expuesta a la acción de metales fundidos. Si no se detecta a tiempo, el resultado puede ser la desintegración de la olla y la fuga del metal fundido, cosa que pone en riesgo las vidas de los trabajadores y destruye el equipo.

Afortunadamente, las cámaras termográficas pueden detectar puntos calientes en la olla que advierten de un error mucho antes que una inspección visual. Esto permite retirar a tiempo las ollas del servicio y programar una nueva reposición en el momento preciso y con los costes de sustitución óptimos.

Sistema de supervisión de ollas

Normalmente las cámaras termográficas de FLIR suelen instalarse en sólidas carcasas situadas en posiciones fijas desde las que son testigos directos del paso de una olla llena por el puente grúa. Estas cámaras capturan imágenes de vídeo en tiempo real de la olla y calculan las temperaturas de la superficie de esta. Algunas cámaras pueden cubrir la totalidad de la superficie de la olla, si bien normalmente se predefinen algunas regiones de interés (ROI) para su inspección y análisis. Las imágenes térmicas de las ROI en las que hay más probabilidad de que se produzcan fallos pueden almacenarse en la memoria del PC para compararlas posteriormente con las imágenes actuales. La definición de estas ROI permite al software Monitor de infrarrojos de FLIR ignorar las altas temperaturas de los objetos de los alrededores de la olla y que se encuentran dentro del campo de visión de la cámara, lo que a su vez hace que disminuya el número de alarmas no deseadas.

Tanto estas imágenes de vídeo térmicas como sus datos de temperatura correspondientes se transmiten al PC industrial a través de Ethernet y de cables de fibra óptica, lo que hace que se eviten problemas derivados del ruidoso entorno industrial de la planta.

El software Monitor de infrarrojos puede comparar cada uno de los fotogramas de una cámara con las plantillas de imagen almacenadas en la memoria del PC. Así, el operador del puente grúa no tiene necesidad de detener la grúa en ningún lugar en concreto para capturar las imágenes y la producción puede continuar con fluidez. Cuando coincidan la plantilla y la parte correspondiente del campo de visión de una cámara (como por ejemplo una ROI), se procede a calcular las temperaturas. Si una temperatura supera los parámetros predefinidos de la olla, se activa una alarma. Las temperaturas exactas de estos parámetros pueden ajustarse fácilmente basándose en la experiencia de trabajo en la planta.

El sistema de supervisión de ollas reconocerá automáticamente las regiones de interés predefinidas y procederá a comparar la temperatura medida con los parámetros establecidos previamente.

Temperaturas extremadamente altas

Puede que la alarma se trate solo de una advertencia si la temperatura no es demasiado alta y el movimiento de la olla puede continuar. El operador puede entonces comparar la temperatura del aviso con un análisis de la tendencia realizado por el software para determinar si la olla puede continuar para realizar otro vaciado.

Sin embargo, si la temperatura de la olla es inferior a un valor crítico, se activará una alarma de emergencia y el movimiento del puente grúa se detendrá de inmediato. Además, las imágenes y los mensajes de alarma pueden enviarse al encargado de la planta a través de Ethernet, correo electrónico o FTP.

Tren torpedo

Esta aplicación no es solo útil para las ollas de las plantas de fundición, sino que también se puede utilizar en la supervisión de trenes torpedo. Los objetivos son los mismos, y la diferencia principal radica en el montaje de las cámaras termográficas, las cuales, normalmente, se colocan a ambas partes de la vía por la que circulan los trenes torpedo.

Los trenes torpedo se calientan previamente antes de que se vierta el metal fundido para evitar que solidifique. Las cámaras termográficas también pueden usarse para optimizar este proceso de precalentamiento, pues permiten acelerar el proceso y reducir el consumo de energía al mismo tiempo que garantizan que el material refractario está lo suficientemente caliente como para evitar que el metal fundido solidifique. Desde una distancia segura, una cámara termográfica es capaz de ver a través de la llama de precalentamiento y supervisar la temperatura del material refractario. Así se evita tener que utilizar termopares, que resultan menos precisos y suelen arder.

Configuración típica

La ilustración esquemática que se incluye en esta página muestra la configuración típica de un sistema automatizado de supervisión del material refractario de las ollas de una planta de fundición mediante la cámara FLIR A310 . Aunque las salidas E/S de vídeo analógico y digital de esta cámara permiten que se utilice como un sensor inteligente autónomo, la mayoría de aplicaciones de hornos rotativos metálicos utilizan su flujo de datos digitales, el cual se envía a través de Ethernet en sistemas de automatización controlados por ordenador. La interfaz de Ethernet de la A310 proporciona la señal de vídeo de la cámara a prácticamente cualquier lugar, además de facilitar la supervisión desde múltiples ubicaciones.

El software Monitor de infrarrojos de FLIR se utiliza para controlar todas las funciones de la cámara, recopilar los datos de temperatura, mostrar las imágenes térmicas y analizar los datos. La pantalla del operador es la interfaz principal de las funciones de alarma.