Por José Ramón Guridi, Director Tecnológico
Hace cinco años nacía Labecast de la mano de Labea entidad establecida desde 1999 en al sector siderúrgico, como una ingeniería que diseña e implanta equipos tecnológicos en el sector de fundición.
Durante este quinquenio, las realizaciones industriales de Labecast han respondido fielmente a sus principios fundacionales:
- Soluciones sencillas (Simplifying things means progress).
- Salvaguarda de la seguridad del personal en la operativa productiva.
- Medición permanente de la eficiencia energética.
- Respeto medioambiental.
De esta manera hemos logrado concebir e instalar las soluciones individuales óptimas que hemos seleccionado en cada caso presentado por el mercado para su estudio.
Como muestra de esta realidad, presentamos hoy tres ejemplos de equipos nuestros que están operando en diversas plantas productivas a plena satisfacción de sus utilizadores:
1.- Carro automático de transporte de caldo: LABECAR
La zona comprendida entre la (o las) piquera de colada del horno fusor y la (o las) unidad de colada suele ser un área de tráfico denso y complicado de carretillas pilotadas que transportan cucharas llenas de metal líquido. La velocidad del transporte es elevada ya que la caída continua de la temperatura y el desvanecimiento del Mg en la fabricación de fundición nodular no permiten tiempos de traslado excesivos. El retorno, con cuchara vacía, también ha de ser muy rápido, pues es necesario mantener el ritmo productivo. Además, si hay varios hornos fusores y unidades de colada, el transporte se complica y multiplica notablemente un riesgo ya existente derivado del hecho de recibir el caldo “contra” el operario de la carretilla desde la piquera del horno.
El carro automático anula totalmente este potencial riesgo además de asegurar una precisión absoluta en la dosificación de aditivos y el pesaje del metal extraído del horno. Todos los pesos y tiempos son registrados en cada ciclo, generando informes y alarmas en caso necesario. El hecho de crear una zona restringida al personal en el área de acción del carro asegura un proceso seguro y fiable.
Naturalmente, la automatización del proceso permite los registros citados, generando una fuente de información cuya gestión permite el control del proceso de cara a la mejora continua, la información básica para las auditorías de calidad y el camino hacia la eficiencia máxima.
La experiencia de funcionamiento de este equipo revela, además, un cambio sustancial en el modo operativo de la fundición a nivel cualitativo: el transporte de caldo ya no es un punto débil y transforma la faceta menos agradable de la profesión en un sencillo sistema automatizado, inteligente y seguro.
2.- Calentamiento de cucharas por combustión: LABEHEAT
La adecuación térmica de los elementos refractarios que contienen el metal líquido es un aspecto fundamental de la buena práctica fundidora. Situaciones más o menos lejanas de la temperatura idónea de las cucharas de tratamiento, transvase y unidades de colada producen paradas y rechazos en la producción, afectando seriamente a la eficiencia del proceso y, con ello, a su competitividad.
Es frecuente encontrarse con sistemas de calentamiento de cucharas que utilizan quemadores aire-gas sin ningún control regulatorio que, además de no conseguir la temperatura adecuada del revestimiento, consumen cantidades ingentes de combustible, sea gas natural o GLP.
Esta anómala situación se resuelve con un sistema capaz de regular en el tiempo los caudales de combustible y comburente a través de una concreta definición del ciclo de calentamiento y la acción de un sistema físico que programa en continuo la potencia necesaria por etapas. Todo el proceso se desarrolla de manera automática incluyendo su encendido en seguridad, previo barrido de la cuchara con aire en evitación de eventuales estancamientos de combustible.
El sistema es capaz de trabajar en modo automático con comburentes de riqueza variable en O2 entre 21 y 100%, en función del objetivo de calentamiento perseguido, llegando a alcanzar temperaturas de llama de 3.000°C, ahorros de combustible del 40%, reduciendo las emisiones de CO2 hasta la mitad y eliminando la generación de NOx.
3.- Gestión energética eléctrica: LABEMASTER
Los precios del fluido eléctrico, tanto en potencia como en energía constituyen un componente relevante del coste del producto fundido y cada vez más crítico, por su evolución creciente.
Por otra parte, la complejidad de los equipos productivos básicos y auxiliares presentes en toda fundición hace que no sea sencillo alcanzar una eficiencia razonable en el uso de este tipo de energía ya que, aunque imprescindible, requiere una coordinación permanente de los diversos sectores utilizadores de energía eléctrica que es difícil de alcanzar. Esta coordinación debe ser realizada mediante la intervención humana y entran en juego muchas personas, con diferentes objetivos, a veces no completamente coherentes entre sí. En este detalle se centra la dificultad indicada.
LABEMASTER aporta una solución interesante a este asunto.
LABEMASTER es una herramienta inteligente (hard + software) que gobierna la producción con un criterio claro:
- Coste energético + coste de paradas proceso = mínimo.
Consta de un armario con PLC Simatic S7-300 comunicado con un PC donde está instalado el Scada de Siemens WinCC. Recoge toda la información necesaria de los contadores de energía y la configuración ajustada en el panel de control del WinCC para gestionar la potencia máxima de las cargas eléctricas a controlar en la Fundición. Cada carga dispone de maxímetro adaptativo de seguridad y regulador PID.
Todos los datos actuales e históricos residen en el PLC y son extraíbles en formato Excel para poder exportarlos a otros sistemas.
Elabora tablas de valores de kWh, estado del sistema en períodos cuarto horarios, horarios, diarios, mensuales y anuales y por períodos horarios P1-P6, con una memoria de datos en el PLC de 15 meses para cuarto horarios y horarios y de 31 meses para diarios y mensuales.
Simula la reducción de potencias de contrato en períodos cuarto horarios y horarios, seleccionable por carga o total fábrica y por período P1-P6.
Pueden conectarse al equipo todos o los principales equipos eléctricos que intervienen en la producción: grúas, sistemas de carga de hornos, hornos fusores, bombas, grupos hidráulicos, hornos de mantenimiento, etc. El software es capaz de entender las condiciones en que debe actuar cada equipo en cada momento (distribución de potencia en el tiempo y límites aceptables) y, siguiendo estas premisas, regula sin corte cada una de las fuentes de consumo de modo que nunca se sobrepase la potencia contratada ni se vea implicado el sistema de producción.
De este modo, permite reducir al máximo la potencia contratada y minimiza el consumo eléctrico, analizando tendencias.
Planifica la producción con criterio de mínimo consumo energético.
Genera y guarda información histórica de cargas y consumos.
Es sencillo de adaptar a cada caso particular.
Y presenta un retorno de inversión particularmente corto: En todos los casos instalados ha sido menos de 10 meses, mereciendo citarse un caso en el que llegó a ser de 4 meses.
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Este es el camino elegido por LABECAST en la concepción de sus equipos para resolver los problemas actuales de la Fundición: seguridad y eficiencia.
Seguiremos en nuestro empeño de:
- Reducir al máximo la presencia humana en los puntos que puedan acarrear lagunas de seguridad.
- Automatizar las etapas del proceso que sean susceptibles de ello.
- Diseñar equipos que dejen actuar a las máquinas en las tareas en las que se necesite un ajuste fino.
convencidos de que en 2020 no se realizarán muchas de las tareas que aún hoy se producen en las fundiciones y que la seguridad y la eficiencia productiva son dos pilares básicos sobre los que, entre todos, deberemos construir la Fundición del futuro de manera competitiva y sostenible.
