6
Acería
Desarrollo de herramientas
para optimización de perfiles
de potencia del horno de arco
eléctrico de Tenaris-Tamsa
Autores: RESUMEN
Francisco Aguirre-Ortiz,
Pablo Hernández-Paredes. E
Tubos de Acero de México, S.A. Km 433.7
Carretera México-Veracruz Vía Xalapa, C.P.
91697, Veracruz, Ver. México.
s conocida la importancia del ajuste adecuado del perfil eléctrico de poten-
cia del horno de arco eléctrico por varios motivos: 1) es necesaria una co-
rrecta relación entre voltaje, corriente y reactancia para mantener un arco esta-
ble, 2) la utilización de altos voltajes está relacionada con un menor consumo de
electrodos, el cual es uno de los consumibles que representa normalmente uno
de los principales costos de transformación, sin embargo el uso de altos voltajes
incrementa notablemente la radiación lateral del arco eléctrico, con lo cual de-
pendiendo de las características del horno y de la carga metálica puede producir
efectos indeseados como un mayor desgaste refractario o eventos críticos desde
el punto de vista de seguridad como fugas de agua de paneles refrigerados.
En el presente trabajo se describen las herramientas creadas para la optimi-
zación de los perfiles de potencia del Horno de Arco Eléctrico de Tenaris Tam-
sa. Se detallará 1) la creación de un simulador a través de un modelo sencillo,
basado en el sistema de control del Horno de fusión, que permite el diseño de
perfiles de potencia (parámetros de operación), proporcionando un cálculo de
los resultados a obtener en los principales indicadores de operación del mismo,
2) de igual manera se detallará la caracterización de la carga térmica a través de
las diferentes etapas del proceso derivadas de la radiación del arco eléctrico, y
por último, 3) la creación de un indicador para monitorear el impacto de dicho
efecto a un nivel estadísticamente representativo.
Lo anterior fue aplicado durante el 2016 y principios del 2017 para incre-
mentar la potencia eléctrica del Horno de Fusión de Tenaris Tamsa a la máxima
aprovechable, lo que resultó en un incremento de productividad optimizando
el proceso para utilizar la energía de manera eficiente. Actualmente se han con-
vertido en herramientas indispensables para el continuo monitoreo y ajuste del
proceso.
Introducción
2.1 Características generales del Horno de Fusión de Tenaris Tams
Para la fusión de la carga metálica, la acería de Tenaris Tamsa cuenta con un
horno trifásico de corriente alterna con sistema de vaciado EBT, y una capacidad
de 200 toneladas de acero líquido: 160 como tamaño de colada y 40 de pie líqui-
do. Dicho horno posee un transformador de 135 MVA, un reactor para trabajar
con altos voltajes, y un suministro de energía química a través de 4 inyectores
de oxígeno, 4 de carbón, 2 de cal y 6 quemadores oxígeno-gas; además de una
lanza supersónica de oxígeno-gas para la puerta de escoriado. En la figura 1 se
muestra la geometría y configuración del Horno de arco eléctrico.