Optimización y control del Horno Alto mediante la aplicación de las redes neuronales a las señales de las sondas por encima de la carga

Resumen

La adaptación de los altos hornos a las nuevas tecnologías ha supuesto un aumento muy importante de la información que se tiene de su funcionamiento, hasta el punto de que muchas veces los sensores proporcionan un volumen de datos excesivo para los operadores de planta. En esta Tesis se describe una aplicación de los mapas auto-organizados (SOM) como ayuda a la toma de decisiones en el control de un alto horno, concretamente mediante el reconocimiento de los patrones de temperatura que se obtienen de las sondas colocadas en el tragante Un alto horno es una instalación diseñada para funcionar continuamente, sin paradas más allá de las previstas para el mantenimiento. Tanto es así que el horno se va alimentando conforme se consume la carga anterior, de forma que siempre haya anillos descendiendo por su interior. La dinámica del horno es extremadamente lenta; un anillo de carga puede tardar más de siete horas en llegar a la zona cohesiva, donde comienzan a caer las primeras gotas de hierro líquido. Puesto que la respuesta del alto horno es tan lenta, es necesario controlar la temperatura en el tragante en todo momento, intentando anticiparse a lo que ocurrirá cuando la carga situada en su nivel llegue a fundirse completamente. En ese momento se habrá convertido en arrabio y buena parte de sus propiedades dependerá del perfil de temperaturas que había en el tragante. Por otro lado, la calidad del acero obtenido posteriormente en la planta también se verá afectada por la temperatura de dicho arrabio. Actualmente son los operarios de planta los que se encargan de vigilar las temperaturas que registran los termopares de las sondas, modificando la disposición y composición de los anillos de material con que se carga el horno en función de la forma que tenga el perfil de temperaturas El objetivo de esta Tesis es utilizar una red SOM para clasificar automáticamente los datos de temperatura provenientes de las dos sondas colocadas en el tragante. Utilizando su principal característica, el entrenamiento no supervisado, se pretende llegar a una caracterización de dichos perfiles de temperatura que permita informar al operario de planta de cómo está funcionando el horno. Los datos proporcionados del horno alto objeto de estudio son los siguientes: - 13 datos de temperatura, correspondiente a las sondas antiguamente instaladas - 24 datos de temperaturas, correspondientes a los 12 que registra cada una de los dos conjuntos de sondas actuales del horno. - Concentración de CO en el tragante. - Concentración de CO2 en el tragante. - Concentración de H2 en el tragante. - Temperatura media de las sondas. - Temperatura del arrabio. - Cantidad de Si presente en el arrabio. Finalmente se ha tratado de obtener la correlación existente entre la temperatura de salida del arrabio y las temperaturas obtenidas en los diferentes grupos de sondas que se han utilizado en el horno alto.