Optimización de las condiciones de operación de una planta de sinter y localización del parque de minerales por medio de estadísticas multivariantes avanzadas y lógica difusa

Resumen

El objetivo principal de la Tesis, ha sido desarrollar un modelo de correlación multivariable sustentado por algoritmos de la ¿lógica difusa¿ que permite obtener un producto sinterizado de hierro, utilizando las materias primas localizadas en el parque de minerales de una siderurgia integral, al mínimo coste sin prejuicio de pérdida de calidad química, física, termodinámica y mecánica exigidas por la operativa actual del horno alto. Para cumplir este objetivo, se ha estructurado el trabajo en un total de seis capítulos. La Tesis se inicia con un capítulo introductorio, capítulo cero, en el que se pasa revista a los antecedentes del problema planteado, los fundamentos y los objetivos del trabajo. Se dedica una especial atención a las materias primas que intervienen en la operación básica de sinterización del mineral de hierro: Minerales de hierro de distinta procedencia, carbón coquizable, escorificantes y fundentes y residuos del proceso siderúrgico (hierro y acero). A lo largo del capítulo primero, se detalla la logística básica de un parque de minerales en una siderurgia integral; en concreto se describe el parque de la planta que ArcelorMittal tiene en Veriña-Gijón-Asturias (España). Se pasa revista a las operaciones de homogeneización de los finos de mineral de hierro, de distintos orígenes, a sinterizar así como de la molienda del coque y de los sistemas de riego utilizados para evitar pérdidas por arrastre mecánico o riesgos de auto-combustión. En el capítulo segundo, se describe el proceso de sinterización y se argumenta la necesidad de su presencia, como operación básica dentro de la siderurgia integral. Finalmente, se comentan las exigencias de calidad del Sínter autofundente para poder ser utilizado como carga férrica del horno alto. A lo largo del capítulo tercero, se proponen los fundamentos de la herramienta utilizada en la Tesis: ¿la lógica difusa¿ y sus variables lingüísticas. Se desarrollan las correspondientes operaciones de los denominados conjuntos borrosos así como los distintos modelos existentes para los sistemas de interferencia borrosa. El capítulo central de la Tesis es el cuarto, ya que se trata de aplicar los conceptos desarrollados en el capítulo anterior al cálculo del precio-coste, de las posibles mezclas de premateriales siderúrgicos que, teóricamente, podrían formularse para alimentar un horno alto. En consecuencia, en la Tesis se ha logrado proponer un modelo de cálculo que permite obtener un producto sinterizado con mínimo coste y con propiedades físicas, químicas, mecánicas y termodinámicas aceptables para el óptimo funcionamiento del horno alto. Finalmente, con el desarrollo de la Tesis Doctoral, se ha podido igualmente alcanzar, un mayor conocimiento de todas aquellas variables que intervienen en la calidad mecánica, índice de Tumbler, IT, y mecánico-termodinámicas, índice RDI, de los materiales férricos y subproductos sinterizados en la cinta de Dwight-Lloyd.