pellets sinter

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GENERALIDADES. La peletización es el proceso mediante el cual el concentrado de mineral de fierro es aglomerado en forma de esferas, sometidas a un calentamiento o quemado para que adquiera las propiedades de dureza, estabilidad y reducibilidad para su uso en el alto horno. Este proceso surge como una necesidad por aprovechar el mineral ultrafino que se producían ya bien en la molienda de mineral, vetas de material fino en forma natural, minerales de fierro pobres que eran concentrados por métodos de flotación o concentración magnética de tal manera que su uso era dificilmente para sinterizar, briquetear o directamente ser utilizado en el alto horno. Hacia el año de 1912 aparece la primera patente de fabricación de pelet en Suecia, concedida a A:G: Anderson esto derivado de las limitaciones existentes para continuar adicionando fuerte cantidades finos de mineral a las plantas de sinter, proponiendo un nuevo proceso que era "la formacion de esferas de mineral con adición de agua y por medio del quemado dale dureza ". Posteriormente en Alemania son continuados los primeros trabajos desarrollados en Suecia y es hasta 1926 que son concluidos con la instlacion de una planta piloto de 120 toneladas por dia sin tener un esquema definido, para 1935 el proceso de pelet a traves de esta pequeña planta cobró su dimensión tal como lo conocemos actualmente, en 1937 este adelanto tecnológico es desmantelado para en su lugar contruir una moderna planta de sinter..

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Page 1: Pellets SInter

GENERALIDADES.  La peletización es el proceso mediante el cual el concentrado de mineral de fierro es aglomerado en forma de esferas, sometidas a un calentamiento o quemado para que adquiera las propiedades de dureza, estabilidad y reducibilidad para su uso en el alto horno. Este proceso surge como una necesidad por aprovechar el mineral ultrafino que se producían ya bien en la molienda de mineral, vetas de material fino en forma natural, minerales de fierro pobres que eran concentrados por métodos de flotación o concentración magnética de tal manera que su uso era dificilmente para sinterizar, briquetear o directamente ser utilizado en el alto horno. Hacia el año de 1912 aparece la primera patente de fabricación de pelet en Suecia, concedida a A:G: Anderson  esto derivado de las limitaciones existentes para continuar adicionando fuerte cantidades finos de mineral a las plantas de sinter, proponiendo un nuevo proceso que era "la formacion de esferas de mineral con adición de agua y por medio del quemado dale dureza ". Posteriormente en Alemania son continuados los primeros trabajos desarrollados en Suecia y es hasta 1926 que son concluidos con la instlacion de una planta piloto de 120 toneladas por dia sin tener un esquema definido, para 1935 el proceso de pelet a traves de esta pequeña planta cobró su dimensión tal como lo conocemos actualmente, en 1937 este adelanto tecnológico es desmantelado para en su lugar contruir una moderna planta de sinter.. Al concluir la 2a Guerra Mundial las reservas minerales de EUA quedaron mermadas, por lo que la busqueda de fuentes alternas de mineral de fierro se dirigieron la  Región del Mesabi (grandes reservas, Baja ley de fierro y magnetico), estudios encaminados a recuperar este tipo de material encontraron que molienda fina era evitable para liberar la magnetitia e iniciar la concentracion magnetica a baja intensidad, dando un producto ultrafino (96 % -M325) que por sus caracterisiticas se presentabla limitaciones para la sinterizacion Reeiniciadas las investigaciones en el año de 1944, se concuyeron el el año de 1955 con la instlacion de 2 gigantescas planta peletizadoras por las Compañias Reserves Mining Co. y Erie Mining Co. 

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 2.- DESCRIPCION DEL PROCESO. Dado que los minerales de fierro en su estado natural no pueden ser peletizados directamente, la mayoría requieren de molienda para ser beneficiados mediante procesos de ; Flotación, concentración magnética (Baja/Alta Intensidad), medio denso, etc.. estos procesos se realizan bien sea para mejorar la ley de fierro o eliminación de constituyente indeseables. La molienda fina (-M325) permite la formación de esferas de fierro, siguiendo el principio de la bola de nieve, que a medida que rueda en un plano inclinado atrapa partículas finas. Estas esferas de fierro aglutinadas por la cohesión del agua y aditivos, son alimentadas a hornos de cocimiento, donde se les da un tratamiento térmico apropiado para endurecerlo y proporcionar la propiedades fisicoquímicas para el manejo y consumo en el alto horno.  3.- PROCESOS Y EQUIPOS PARA COCIMIENTO DEL PELET :  

 Horno de cuba Es el primer equipo que se usó para cocimiento de pelet fue en un horno cilíndrico vertical estático recubierto de refractario, donde el pelet se carga por la parte de superior y se descarga por la parte inferior, cuenta con quemadores en la parte lateral del horno y se introducen los gases al nivel de la zona de quemado, por la parte de abajo entra el aire frío, enfriando los pelets quemados y asciende calor a las partes altas; este aire quema los gases de combustión de los quemadores elevando la temperatura alrededor de 1300 °C en la zona de quemado; la operación de estos hornos es limitada ya que se dificulta el control de temperatura y sobre todo la homogeneización de la misma, los hornos de cuba más grandes que se construyeron son de 1000 ton/día y existen restricciones para cocer pelet de material magnetítico, es por eso que la aparición del horno de parrilla recta hicieron que este tipo de horno ya no sean diseñados  

Horno de parrilla recta  

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Este tipo de horno fue inspirado en el proceso de sinter, ya que utiliza el mismo principio de cadena sin fin, con la diferencia de que esta cubierto en la parte de arriba en toda su extensión formando un túnel de material refractario dividido en varias etapas o zonas, que van desde el secado hasta las de alta temperatura donde se cuenta con quemadores laterales horizontales en las paredes. Los gases calientes pasan de arriba a abajo en la cama de pelet; excepto en la primera zona de secado que es de abajo hacia arriba. Durante el enfriamiento el entra aire de la atmosfera y se caliente para ser transportada mediante ductos para la demás zonas, este aire caliente también se utiliza como aire precalentado para los quemadores, aumentando la eficiencia de estos y recuperando un 30 % de energía de gases. El ancho de parrilla varia de 2 a 4 metros. Y en los hornos más grandes la producción es hasta de 20,000 t/día. El consumo especifico de combustible depende de del tipo de mineral a peletizar y de combustible sólido adicionado así como de tipo de pelet a fabricar.   

Sistema parrilla recta/horno rotatorio: Este proceso cuenta con 2 etapas de cocimiento ; en la primera parte del proceso se cuenta con equipo similar al de una parrilla recta horizontal la cual abarca hasta la etapa de precalentamiento, de ahí el pelet es descargado a un horno de forma cilíndrica en posición horizontal  con movimiento e inclinado. Calentado por un gran quemador en el extremo al de alimentación del pelet , al rodar los pelet por el giro del horno, el calentamiento se realiza uniforme; por lo que la calidad de quemado de estos pelets es mejor que los otros sistemas, sin embargo la operacion y mantenimiento del equipo es costosa; sobre todo en el horno rotario y enfriador anular .  

4.- ETAPAS DE FABRICACION DEL PELET. La peletización comprende dos etapas principales; la formación de pelet verde y su  endurecimiento. 

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 4.1.- FORMACION DEL PELET "VERDE".

 El proceso se inicia con la preparación de la materia prima procedente de la mina el cual debe ser homogeneizado para tener un  buen comportamiento de calidad en los pasos sucesivos.  

Molienda: Una vez el material homogeneizado pasa a la etapa de molienda, que se puede realizar mediante molinos de bolas o autógenos/semiautogénos, la descarga de los molinos se enlaza a un sistema de clasificación generalmente por ciclones para separar el tamaño mayor del requerimiento y recircularlo al molino y a su vez se separan los ultrafinos o lamas, de esta manera se obtiene la granulometría dentro de la especificación que es en el orden de 80% abajo de menos 325 mallas. La molienda se realiza ya sea en húmedo o en seco ; si se efectúa en húmedo, (proceso más común) la etapa siguiente lógica es efectuar un "deshumidificado" o "secado" parcial llamado filtración. Si se realiza en seco el paso subsecuente es una humectación del material para permitir su boleo.  

Secado o filtración: Para la fabricación de esferas o pelets es indispensable una humedad del orden de 8 a 10% para efectuar la aglomeración. El secado o filtrado se realiza mediante filtros de disco o tambor y en algunos casos se utilizan en hornos secadoras adicionales. La operación de filtrado es importante y deberá ser homogénea debido a que la fabricación del pelet húmedo (pelet verde)es una operación muy sensible a los cambios de humedad.  

Mezclado: En este proceso se efectúa la incorporación de aditivos que permitan ayudar no solo al proceso de aglomeración, como lo son ; la bentonita o

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compuestos orgánicos, sino aditivos para el control de índice de basicidad del producto como son el uso de : calhidra, dolomita y caliza  o la incorporación de  MgO al pelet, (para mejorar las propiedades del pelet cocido) de igual manera también la adición de coque fino es un aditivo que tiene como objetivo reducir el consumo de energía durante el cocimiento y aumentar la porosidad del pelet cocido. Para la incorporación de estos se utilizan 2 tipos de equipos:                 - Aspas sobre bandas o descargas discos  Consistente de aspas colocadas sobre la banda o en la descarga a discos que mezclan los aditivos ya pesados, este método no es recomendable ya que en la banda o descarga no es posible un mezclado eficiente y completo.               - Mezcladores de tambor. Consistentes en un tambor fijo con dos flechas internas provistas de aspas en forma de "arados", las cuales mezclan el material al pasar el material y aditivos. Este sistema es eficiente y comunmente utilizado por las modernas plantas peletizadoras.  

Proceso de Boleo: En este proceso el objetivo es dar la forma esférica al pelet y las propiedades de resistencia en verde durante el manejo hasta su endurecimiento en la etapa de cocimiento, lo métodos mas comunes son los siguientes:  

Boleo por Tambor Es el proceso más antiguo y consiste esencialmente en un tambor horizontal con un pequeño ángulo de inclinación, el material es cargado

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con la granulometría y humedad requerida entra por un extremo y la cual al girar el tambor y debido a la inclinación sale por el extremo contrajo, el material rueda en el interior del tambor siguiendo el principio de la bola de nieve y mediante este movimiento se producen las esferas de mineral de fierro. En este tipo de equipos el pelet no es formado en un solo transferencia o pasada por el tambor, ya que no alcanza el tamaño requerido, sin embargo en la descarga existe un cribado para separar el tamaño pequeño y ser recirculado nuevamente al tambor, esta recirculación normalmente se eleva hasta un recirculación de 200% de la alimentación inicial.  

Boleo por disco Consiste en un disco o "plato" inclinado con un ángulo que varia entre 45° y 50° el plato cuenta con una ceja en el extremo de aproximadamente una relación de 0.2 del diámetro disco , los diámetros de los discos a nivel industrial alcanzan hasta 9 metros, sin embargo los mas comunes son entre 6.5 y 7.0 metros, giran a una velocidad de 4 a 7 revoluciones por minuto (rpm), es el proceso más común para la fabricación de "pelet verde" y los principales parámetros de operación son : 

Humedad del mineral.Granulometría o finura de mineral(°B blaine).Inclinación del Disco.Velocidad del disco.Zona de alimentación al disco.Posición de raspadores en el Disco

 La principal ventaja que tiene sobre el tambor es que el material alimentado realiza una sola "pasada "para obtener el tamaño de pelet deseado; la recirculación del material fuera de especificación es muy baja (10 - 20%) y adicionalmente el disco actúa como eficiente mezclador.  

Calidad del "pelet verde". 

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El pelet con humedad y aun sin cocer ya bien fabricado en discos o tambores se le llama "pelet verde", debe de reunir ciertas características físicas para ser transportado hasta el horno de endurecimiento como la mínima degradación y el tamaño adecuado para su futuro consumo en los altos hornos, las propiedades que son medidas para su control de calidad y del proceso de fabricación de la esfera son : : 

Tamaño = +3/8" a 5/8" (9.5 mm a 15.8mm)Resistencia compresión en húmedo = mayor de 1 Kg/peletResistencia caídas = mayor a 3 caídas de 12" (20.48 cm)Humedad = 8 % a 10 %Resistencia compresión en seco = mayor de 2.0 Kg/pelet.

  

El tamaño del pelet. La dimensión de un pelet mayor a 3/8" y menor a 5/8" es el tamaño óptimo que se ha encontrado de acuerdo a ensayos realizados en los altos hornos, tomando en cuenta factores como la permeabilidad del lecho del horno y sobre todo el efecto de tiempo de reducción química del pelet en el interior del alto horno.  

Resistencia a la compresión (húmedo y seco). Durante la descarga y acomodo de los pelet húmedos en la parrilla para formar la cama de pelet y efectuar el secado y posterior cocimiento el aplastamiento de un pelet con otro  y adicionalmente el peso de la columna de pelets superiores hace que estos sufran una degradación por aplastamiento por lo que se requiere que los pelets cuenten con una resistencia a la compresión de un mínimo de 1 Kg/pelet. Después que los pelet han perdido el agua durante la etapa de secado pierden cohesión por lo que es necesario que mantengan su resistencia en seco para lo cual se mide y controla la propiedad de resistencia a la compresión en seco. 

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En el trayecto de manejo el pelet de los discos hasta la parrilla es sometido a varias caídas por banda por esto se requiere que tenga cierta resistencia a un numero mínimo de caídas las caídas, las cuales son medidas mediante el lanzamiento de pelets a diferentes alturas hasta que son quebrados..  

4.2- PROCESO DE ENDURECIDO O COCIMIENTO. El pelet verde es endurecido mediante la aplicación de temperatura en un horno donde se alcanzan temperaturas cercanas al punto de fusión de sus componentes. ( 1280 - 1300 grados centígrados ) El proceso de quemado mas común para realizar el peletizado en el mundo es el proceso llamado de parrilla recta la cual  consta de una banda sinfín recubierta con varias zonas donde se realiza la piroconsolidación proceso el consta de varias etapas:  

Etapa de Secado : Con el propósito de eliminar el agua contenida en el " Pelet verde " la primer etapa y quizás la mas critica del proceso es el secado del pelet para tal efecto es utilizado aire caliente entre 200  y 400 grados centígrados proveniente de la zona de enfriamiento y el que se hace pasar a través de la cama de pelet verde. Normalmente el secado se realiza en 2 etapas : la primera se realiza por un secado ascendente (de la parte inferior hacia la superior), y la segunda por un secado descendente (de la parte superior a la inferior) esta última con el fin de secar los pelet de las capas superiores que no se alcanzan a secar en el ascendente. La temperatura es controlada en los rangos mencionados dependiendo de la capacidad de pelet verde para eliminar o desalojar el contenido de humedad en el menor tiempo posible sin que se destruyan por "explosión".  

Etapa de Precalentamiento: 

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Una vez seco el pelet entra a una zona del horno de adecuación térmico de media temperatura en la es preparado para el quemado o piroconsolidación propiamente dicho, el rango de temperatura de esta zona varia dependiendo del tipo de material que es peletizado sin embargo esta va de 900 a 1000 grados centígrados. Si la materia prima con la que fue fabricado el pelet es magnetita, es esta zona ocurre principalmente la reacción de oxidación de magnetita a hematíta y debido a que la atmósfera durante el proceso de peletización es oxidante, esta reacción es marcadamente exotérmica (aportadora de calor al proceso) de tal manera que la cantidad de calorías para cocer un pelet de magnetita es aproximadamente la mitad que para un pelet fabricado con hematíta (600,000 Btu/ton de pelet con magnetita y 1,100,000 Btu/ton de pelet con hematíta) en un horno de parrilla recta.  

Etapa de Quemado: En esta zona es donde se tiene la máxima temperatura y donde se realiza el endurecimiento final, la temperatura de cocimiento está muy cercana al punto de fusión de los componentes, por tal motivo se logra la difusión de la escoria y la formación de fundidos que dan los compuestos de escoria que proporcionan las propiedades del pelet; en esta etapa sucede el crecimiento de los granos de hematíta y la formación de "puentes" de hematíta formando una estructura consolidada que le da la resistencia final al pelet. La temperatura de quemado son del orden de 1280 - 1300 grados centígrados.  

Etapa de Post-quemado: Dado que las temperaturas de la fase anterior ( cocimiento ) son muy elevadas y un enfriamiento brusco ocasionaria una verificación de las fases formadas, esta se considera como una etapa escalón de adecuación antes de su enfriamiento. la temperatura es cercana de 1000 grados centígrados.  

Etapa de Enfriamiento: 

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Se realiza con aire frío de la atmósfera ; el cual es aprovechado para las etapas de secado o aire precalentado para los quemadores sale de ésta a alta temperatura y se utiliza en el secado o como aire precalentado en quemadores.  

4.3.- CONTROL DE CALIDAD DE PELET :  

Tamaño o Granulometría : Se realiza mediante un análisis de cribas, para conocer su distribución granulométrica, puntualizando contar con el mayor porcentaje entre 3/8" y 5/8" ( 9 mm - 12 mm) y el mejor porcentaje posible menor a 1/4 " ( 6.3mm). Valores mayores al 85 % entre 3/8" y 5/8 " son aceptables así como menores a 3 % en 1/4 ".  

Resistencia a la compresión en frío (ASTM). Se determina sometiendo al individualmente a los pelets una fuerza creciente de compresión generada por dos placas hasta que el pelet se rompa, en ese momento se mide la fuerza máxima (Kg) en que se destruye, para que la prueba sea representativa lleva acabo toma el promedio de 20 pelets por cada determinación.  Valores promedio por arriba de 200 Kg/pelet son aceptables.  

Indice de Degradación Tumbler ASTM. Mide el comportamiento del pelet durante el manejo y la abrasión; la prueba se efectúa en un tambor, para el caso de la norma ASTM es de 0.914 m de diámetro por 0.457 m de longitud con dos cejas interiores de 50 mm de altura a 25 RPM se ensayan 11.3 Kg de material muestreado, se somete a 200 revoluciones; se reporta el resultado como la fracción en porciento mayor a 6.3 mm y la menor de 0.6 mm .  

Porosidad del Pelet : 

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Determina el porcentaje de huecos que presenta el pelet producto esta prueba se realiza por desplazamiento con agua. Esta propiedad está muy relacionada es determinate para la etapa de reducción en el alto horno, es por eso que es de gran importancia su medición y control.  Ensayos Tecnológicos a Pelet con temperatura y Gases reductores. Este Tipo de ensayos tiene como objetivo simular las condiciones a las que se va a someter el pelet en cuanto a temperatura, de gradación, presión y atmósfera en el Interior del alto horno.  

Degradación a baja temperatura DBT a 600 °C: Simula las condiciones a las que se ve sometido el pelet en la parte alta de la cuba del alto horno esta prueba se lleva a cabo a 600°C con una composición de gases de 60% de N2, 24% de CO y 16% de CO2. Bajo estas condiciones ocurre el primer paso de reducción, el cual va acompañado de un cambio en la estructura cristalina (hematíta a magnetita) provocando el debilitamiento del pelet, por lo que es necesario saber que tanto es afectado el contenido de magnetita en esta etapa. La prueba se realiza en un pequeño reactor rotario horizontal de 200mm de diámetro girando a una velocidad 10 rpm calentado dentro de un horno por espacio de 1 hora a las condiciones antes mencionadas. Finalizado el ensayo se criba el producto reportando la fracción mayor de 6.3 mm y la menor de 0.6 mm .  

Hinchamiento Norma JIS . a 900°C : 

Este Ensayo se realiza en un tubo o reactor horizontal fijo donde se ensayan de 3 a 5 pelets, para llevar a cabo la prueba JIS se utiliza una mezcla de gases con 30% de CO y 70% de N2. Midiendo la característica de los pelet de su tendencia a aumentar el volumen durante la reducción; este aumento puede dar niveles tales que interfiera en la permeabilidad del horno o ejerza presiones más altas que las normales en las paredes o que el mismo hinchamiento destruya al pelet.

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Se determina el aumento de volumen expresado en porciento con relación a antes y después del ensayo.

  Reducibilidad Norma JIS (900 °C) : 

Se determina la capacidad de un pelet para ceder oxígeno reducción o sea pasar de hematíta (Fe2O3) a fierro metálico, esta propiedad es determinada por la estructura cristalina, el tamaño y la porosidad que asegura el paso de gases reductores a todo el interior del pelet. La prueba se efectúa en un reactor de acero inoxidable vertical, el cual se le determina su peso constantemente y se le están pasando gases reductores 30% de CO y 70% de N2; este reactor está dentro de un horno a 900°C. Se le determina la pérdida de peso a través del tiempo que se lleva la prueba; esta es medida directa de la pérdida de oxígeno. (  

Resistencia a la compresión después de la reducción: El objetivo de este ensayo es determinar la disminución de resistencia que sufre el pelet al recibir un tratamiento térmico bajo atmosfera reductora tal como se presenta en el interior del horno.La prueba se realiza con el mismo aparato de compresión en frío para en rangos más bajos de los normales (0 - 100 Kg/pelet).

  Reducibilidad bajo carga Burghardt (1050 °C) :

  Simula las condiciones en la parte baja del horno; se lleva a cabo en un reactor cilíndrico estático vertical donde está empacado el material (800 mm 1 X 125 mm d); por medio de un pistón o contrapeso se le aplica una carga constante: En la prueba ISO es de 0.8 Kg/cm2 que simula la columna de carga de un alto horno mediano, se le hacen pasar gases con 40% de CO y 60% de CO y 60% de N2 (83 Lt/min). A 1050°C se determina el aplastamiento, la caída de presión de los gases de entrada a la salida y la pérdida de peso, con estos datos se tiene una idea de la permeabilidad, la deformación por calor y la reducibilidad del  material en caliente.  

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Especificación de Pelet. 

El establecimiento de característica o especificaciones deseadas para el control del pelet, es necesario definirlas conjuntamente entre el fabricante y el usuario, dado que estas dependen de factores como :           - Materia prima para la fabricación del pelet.          - Limitaciones de equipo para el peletizado y control de calidad          - Economías del proceso.          - Tamaño del alto horno          - Tipo de carga metálica requerida para productividad.  Sin embargo existe información técnica por la cual puede ser definida una buena calidad del pelet con el siguiente ejemplo de especificación:  

Ejemplo de especificaciones para pelet. 

Fierro Total                   62.0% mínimoFe ++                             0.85% máximoFósforo                           0.065% máximoAzufre                             0.02% máximoBasicidad (CaO/SiO2)    1.1 ± 0.1Degradación %-M28       5% máximoIndice Tumbler % -1/4"   92% mínimoResistencia a la Comp..   250 Kg/pelet mínimo

  

Granulometría 

+3/4"          4.0 % máximo-3/4", +1/2"   70.0% mínimo-1/2", +1/4"   25.0% máximo-1/4"           1.0% máximo

  

Degradación a baja temperatura: 

% +1/4"          80% mínimo

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% -M30            5% mínimo  

Reducibilidad JIS 

Reducibilidad   70% mínimoHinchamiento    20% máximoResistencia después de Reducción   60 Kg/Pelet mínimo.

  

Reducibilidad bajo carga: 

Contracción de la cama        15% máximoCaída de presión                15% mm H2O máximoVelocidad de reducción (dr/dt)40  0.90% min. mínimo

Planta de sinterizaciónLa función de la planta de sinterización consiste en abastecer los altos hornos de sínter, una combinación de minerales mezclados, fundentes y coque parcialmente «cocinado» o sinterizado. De esta forma, los materiales se combinan eficientemente en el alto horno y permiten una producción de hierro más uniforme y controlable. La figura 1 muestra el diagrama simplificado de una planta de sinterización. Los materiales se introducen en la planta de sinterización desde los depósitos de almacenamiento. Se mezclan en la proporción correcta utilizando tolvas, una por cada depósito, excepto para los finos de retorno, para los que se utiliza un medidor de impacto en su lugar. El proceso de pesaje se realiza de manera continua, al igual que todo el proceso de sinterización. Los materiales, ya pesados, atraviesan una cinta transportadora hasta llegar al tambor de mezcla, donde se añade agua bien de forma manual o como un porcentaje calculado según el peso del material que se introduce en el tambor. El contenido en humedad del coque se mide en la tolva de alimentación de la caja intermedia y se utiliza para ajustar el caudal secundario de agua. También se mide la permeabilidad de la mezcla, que se utiliza para modificar la cantidad de agua necesaria.

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 El material mezclado pasa a la caja intermedia desde la tolva mediante un rodillo alimentador. Se ajusta y mantiene constante la profundidad de la capa ajustando la placa de corte, equipada con sensores para detectar la profundidad del material y variar automáticamente la velocidad del rodillo alimentador. La propia cantidad de material en la tolva de alimentación se mantiene constante ajustando automáticamente la velocidad de alimentación desde cada depósito de material en bruto.   

 Figura 1: diagrama simplificado de una planta de sinterización   SinterizaciónLa campana de encendido prende la mezcla en bruto, que se alimenta con una mezcla de gas de coquería, gas de alto horno y, en ocasiones, gas natural. Se controla el valor calorífico de la mezcla y la temperatura establecida de la campana. Se incluye un sistema de control separado para mantener una presión de la campana constante mediante el ajuste de los reguladores de tiro de las cámaras de aspiración situadas justo debajo de la campana de encendido. La línea de sínter está formada por una cinta móvil de sínter caliente, que sigue «cocinándose» después de salir de la campana, donde un ventilador de succión aspira el aire del sínter. Una parte importante del proceso de sinterización es la combustión, que se refiere al momento en que la capa de sínter se ha calcinado completamente en toda su sección, lo que se detecta mediante sondas de temperatura bajo la capa de sínter. Debe alcanzarse la combustión, si bien no debe ocurrir demasiado pronto después de la campana de encendido. La aspiración de la línea de sínter se mantiene en un valor predeterminado controlando las rejillas principales del ventilador principal mediante mediciones de la presión de la corriente de aire. De este modo, se regula el momento en el que se produce la combustión. Manipulación del sínterDespués del final de la línea, el sínter atraviesa una trituradora de cilindros dentados y las cribas calientes hasta llegar al enfriador circular giratorio. Normalmente se utilizan

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varios ventiladores para el enfriamiento del sínter y la velocidad del enfriador se regula en función de: 

Velocidad de la línea Profundidad de la capa

  Los finos que quedan en las cribas calientes se transfieren a un depósito de retorno. Después de enfriarse, el sínter se pasa al tanque de descarga. En esta fase, el nivel se controla modificando la velocidad de salida (normalmente mediante plataformas vibradoras). Después, el sínter pasa a la zona de cribado en frío, donde se hace pasar a través de trituradoras y cribas hasta obtener partículas del tamaño indicado. El sínter que no alcanza el tamaño necesario atraviesa una cinta de pesaje y se envía con los finos calientes al depósito de retorno. La diferencia entre el peso de los finos fríos y el de todos los finos producidos ofrece una indicación de los finos calientes. Cualquier variación anormal en la velocidad de producción de finos calientes o fríos señala un posible defecto de la planta. Los siguientes factores pueden afectar a la velocidad de producción de los finos: 

Control de la mezcla Tamaño de las partículas Productos químicos Peso Contenido en humedad Profundidad de la capa Temperatura y presión de la campana de encendido Cribas tibias

  Dos propiedades importantes del sínter son la basicidad, que se controla mediante la cantidad de caliza, y la resistencia, que se controla mediante el contenido en coque. Ahora el sínter está preparado para su uso en el alto horno. Las cintas transportadoras envían el material al almacén del alto horno, donde se añade a otros materiales para formar la carga del alto horno.

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  Control de la humedad en el tambor de mezclaLa cantidad de agua primaria que se añade es proporcional al peso de la mezcla en bruto que penetra en el tambor de mezcla. Esto se consigue fácilmente mediante el uso de un módulo de control de automatización de procesos de Eurotherm, como muestra la figura 2.   

 Figura 2: control de la humedad en el tambor de mezcla  El punto de consigna del agua secundaria suele tomarse como una proporción del peso de la mezcla en bruto en la cinta transportadora. Para mayor precisión, se utiliza la lectura del medidor de humedad para ajustar la relación agua/material. De este modo, se corrige el caudal de agua en función del contenido en humedad medido en la mezcla en bruto. No siempre se utiliza un control en cascada aunque, como el bucle de caudal de agua responde más rápido que el bucle de humedad, produce mejores resultados. Control de temperatura en la campana de encendidoLa figura 3 ilustra la implementación de un control de temperatura en la campana de encendido con opciones para la relación de control.   

 Figura 3: control de temperatura en la campana de encendido  Con el control de temperatura del aire de relación fija, la demanda de temperatura sirve como punto de consigna del caudal de aire. El combustible sigue al caudal de aire

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en una relación fija, lo que hace que este método sea muy eficiente en cuanto al consumo de combustible. Por otro lado, con un control de temperatura del aire de relación variable, el caudal de aire es constante y la salida del controlador de la temperatura de la campana (la señal de demanda térmica) proporciona los datos de ajuste del punto de consigna del controlador de gas. Normalmente, este método se utiliza cuando existe una fuente de combustible barato, como gas de alto horno. Control de presión en la campana de encendidoNormalmente se logra mediante la variación del ajuste de los reguladores de tiro de las cámaras de aspiración bajo la campana de encendido. Normalmente se utiliza una controladora PID de lazo único para mantener automáticamente la presión en el valor deseado. Control del valor calorífico del gas combustible en la campana de encendidoSe utilizan gas de alto horno y gas de coquería para alimentar los quemadores de la campana de encendido. El valor calorífico del combustible se mantiene en un valor uniforme mediante un lazo de control separado. Si la línea se detiene, una señal digital sitúa a la campana de encendido en un estado de fuego bajo y la mantiene así hasta que la línea arranca de nuevo. Es más fácil mantener la temperatura de la campana de encendido constante si el valor calorífico del combustible se mantiene dentro de los límites predefinidos, entre 4.000 y 6.000 kJ/m3. Este valor calorífico se alcanza mediante la mezcla de gas de coquería con gas de alto horno. La figura 4 muestra la estrategia de control del valor calorífico.   

 Figura 4: control del valor calorífico del gas combustible de la campana de ignición  Control del punto de combustiónLo ideal es que el punto de combustión se sitúe cerca del final de la capa. Se controla modificando la velocidad de la línea. Diversas variables afectan al punto de combustión, como la profundidad de la capa, su contenido en agua y la calidad del sínter. 

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La velocidad de la línea se controla de forma manual o midiendo la temperatura del gas de escape como indicación del punto de combustión. Si se produce demasiado pronto, la temperatura media del gas de escape se eleva. Si ocurre demasiado tarde, la temperatura del gas disminuye y se reduce la velocidad de la línea para compensarla.   

 Figura 5: control del punto de combustión  Se puede utilizar la temperatura de los reguladores de tiro para mejorar el control, y se añaden como punto de consigna. La figura 5 muestra esta estrategia de control. Control del sobrecalentamiento del gas de escape y de la succión del ventilador principalLa succión producida producida por el ventilador principal se modifica mediante rejillas cerca de la toma del ventilador, controladas por la controladora de succión del ventilador. Si la temperatura del gas de escape se elva por encima de un límite de seguridad, un conmutador selector permite a la controladora de sobrecalentamiento del gas de escape modificar la posición de las rejillas. Control de velocidad del enfriadorDespués de abandonar la línea, el sínter caliente se enfría en un enfriador giratorio.La velocidad del enfriador giratorio se controla para ajustarse a las necesidades de la línea, definidas por la profundidad de la capa y la velocidad de la línea.