Diseño y construcción de un prototipo para la automatización de los sondeos en los hornos de reducción de la planta Loma de Níquel

Abstract

En la planta Loma de Níquel se realiza un procedimiento en los hornos eléctricos de reducción llamado sondeo de nivel, importante para monitorear parámetros de nivel de carga, muestras de mineral para análisis de laboratorio y optimización del control del proceso. Debido a los altos niveles de riegos presentes al realizar esta actividad, se genera la clara necesidad de automatizarlo. Con el propósito de cubrir esta necesidad, se desarrolló un proyecto para la construcción de una máquina de sondeos de nivel, en donde se realizaron los cálculos de los componentes y sistemas que conforman el equipo, tales como, requerimientos de la capacidad del motorreductor para transmitir un desplazamiento del carro de transporte de la lanza de medición, a una velocidad específica a través de la cadena del sistema. Se diseñó el eje superior del equipo y se determinó su diámetro mínimo, con los factores del límite de resistencia a la fatiga y el esfuerzo de corte máximo haciendo esta evaluación en la condición más desfavorable, considerando factores de seguridad superiores a los estándares sin comprometer otros aspectos importantes del diseño. Por otro lado, se hicieron cálculos para comprobar el funcionamiento y vida nominal de los rodamientos que sirven como apoyo del eje superior y las ruedas guías del carro de transporte. Adicionalmente, cargas axiales en los tensores de acople de la cadena, cálculo de pasadores y uniones roscadas fueron determinadas para garantizar la correcta funcionalidad de la equipo. El propósito de este estudio fue diseñar y construir una máquina que se adapte a las necesidades actuales del procedimiento de sondeo y que la información recopilada de la actividad se pueda obtener de una manera semiautomática por medio de sensores e instrumentos de automatización interconectados a un PLC (Control lógico programable) además de garantizar la menor intervención del personal de la empresa.

Synopsis. In Loma Nickel plant is realized a procedure in electric reduction furnaces, it is called level probe, is important to monitor charge level parameters, mineral samples for laboratory analysis and optimization of process control. Owing high levels of risks present to carry out this activity, generates a clear necessity to automate it. With the purpose of cover this need, was developed a project for the construction of a machine-level probe, where was realized calculations of components and system which integrate equipment, such as, capacity requirements of gearmotor to transmit a displacement of transport carriage of a measurement spear with a specific speed through system string. Was designed upper shaft of equipment, its minimum diameter was determined, with factors of resistance limit to fatigue and maximum shear, making this assessment in the most unfavorable condition considering higher safety factors to standards without compromising other important design aspect. On the other hand, were done calculation to check the operation and nominal bearing life that serve as upper shaft support and guide wheels transport carriage. Furthermore, axial loads on the tensioning chain coupling, calculation of pins and screw were determined to ensure the proper functionality of the equipment. The purpose of this study was to design and build a machine that meets current needs of probe procedure and the collected information of activity could be obtained in a way semi automatic through automation sensors and instruments interconnected to a PLC (Programmable Logic Control) while ensuring the least intervention of company personnel.