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  • 7/30/2019 Caletones Smelter CCO

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    Teniente Converter Workshop Technology

    Evolucin Convertidor Teniente FundicinCaletones

    C. Carrasco1, G. Duarte2, J. Araneda3, S. Rubilar3

    .1 Superintendente Operaciones Fundicin - Codelco-Chile

    2 Jefe Unidad Fusin Conversin Codelco-Chile

    3 Ingeniero Fundicin Codelco-Chile

    Key words: Teniente Converter, Slag Cleaning Furnaces, Automatization.

    AbstractSince November 2000, Caletones Smelter, Division El Teniente of Codelco Chile, has been using

    only Teniente Converter (TC) as smelting units. The project to shutdown the last Reverberatory

    Furnace considered the installation of a fourth Slag Cleaning Furnace, modifications to the systems

    of concentrate injection into TC and a new Fluid Bed Dryer. These investments persecuted to

    maintain the base annual smelting capacity, about 1 million 250 thousand tonnes of concentrate.

    In 2004, Caletones incorporated several new equipment with the object to increase its smelting

    capacity to 1 million 440 thousand tonnes of concentrate. The principal units were:

    New Oxygen Plant, with a capacity of 800 tpd of oxygen.

    New Fluid Bed Plant, with a capacity of 120 tph.

    New bins storage of concentrate, with a capacity of 500 tonnes.

    New injection systems for Teniente Converters, with a capacity of 150 tph each.

    Restrictions in Sulfuric Acid Plant N 1 (limited gas treatment and concentration, as well as low

    availability) generated a bottleneck for concentrate smelting capacity, so the actual smelting

    capacity is about 1 million 350 thousand tonnes of concentrate.

    The present work describes the evolution of the Caletones Smelter between the 2000 to the 2006.

    1

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    Teniente Converter Workshop Technology

    Resumen

    Desde noviembre del 2000, la Fundicin de Caletones, est utilizando solamente los Convertidores

    Teniente como unidades de fusin. El proyecto de cierre del ltimo Hornos Reverbero consider la

    instalacin de un cuarto Horno Limpieza de Escoria, modificaciones al sistema de inyeccin, planta

    de secado, etc. Estas inversiones perseguan mantener la capacidad de fusin, que era

    aproximadamente de 1.25 milln de toneladas anuales.

    .

    En el ao 2004, Caletones incorpor una serie de inversiones con el objeto de incrementar su

    capacidad de fusin a 1.44 millones de toneladas anuales de fusin. Los principales equipos son:

    Nueva Planta de Oxgeno, con una capacidad de 800 tpd de oxgeno.

    Nueva Planta de Secado de Lecho Fluidizado, con una capacidad de 120 tph.

    Tolva Intermedia, con una capacidad de 500 toneladas de concentrado

    Nuevos Sistemas de Inyeccin en fase densa para ambos Convertidores, con una

    capacidad de 150 tph.

    Debido a restricciones en la Planta de Acido Sulfrico n 1 (limitacin en el flujo de gases, limite en

    la concentracin de anhdrido sulfuro y disponibilidad), genera cuellos de botellas que han limitado

    la capacidad de tratamiento de concentrado, tal que la fusin para el ao 2006 es de 1.355

    millones de toneladas de concentrado.

    El presente trabajo describe la evolucin de la Fundicin de Caletones y cmo ha logrado

    sobreponerse a los problemas operacionales del periodo

    Introduccin

    Es su origen, Caletones bas su esquema operativo en procesos convencionales: fusin en hornos

    Reverberos y conversin del eje en Convertidores Pierce-Smith. A inicio de la dcada de los

    setentas se inici un programa de investigacin que dio como resultado los Convertidores

    Teniente, comenzando su aplicacin industrial a contar del ao 1977. Los mayores impactos de la

    introduccin de la tecnologa fueron: aumento de la productividad, reduccin del consumo de

    energa y una disminucin de los costos operacionales.

    A contar del ao 1987 y 1989, fueron instalado los Convertidor Teniente de 5 metros de dimetro

    por 22 metros de largo, que en conjunto con la instalacin de dos Planta de Secado de Lecho

    2

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    Fluidizado de concentrado, la instalacin de los sistema de inyeccin bajo bao fundido y el

    incremento del enriquecimiento de aire con oxgeno permitieron la fusin autgena de concentrado,

    es decir, sin el aporte externo de energa.

    En el ao 2000, se cerr el ltimo reverbero, y se instal un cuarto Horno Limpieza de Escoria. Y

    en el ao 2004, en el marco del proyecto de expansin, se reemplaz la Planta de Oxgeno N 1

    por una de doble de capacidad (800 tpd), una tercera planta de secado de lecho fluidizado (120

    tph) y nuevos sistemas de inyeccin en fase densa. As, desde esa fecha, la Fundicin cuenta con

    el siguiente equipamiento:

    Dos Convertidores Teniente de 5x22 metros

    Dos Plantas de Acido Sulfrico de 150 kNm3/hr y 280 kNm3/hr.

    Tres Plantas de Secado de Lecho Fluidizado

    Dos Plantas de Oxgeno (400 y 800 tpd)

    Tres Convertidores Peirce Smith

    Cuatro Hornos Limpieza de Escoria

    Dos Hornos de Refinacin Andica

    Tres Hornos de Refinacin a Fuego

    Una Rueda de Moldeo Anodos (28 moldes)

    Dos Ruedas de Moldeo Refinacin a Fuego (RAF)

    3

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    Teniente Converter Workshop Technology

    La

    Figura N 1, muestra el esquema operativo desarrollado por Caletones a contar del ao 2000.

    Como resultado de las nuevas inversiones y up grade de las instalaciones antiguas los principales

    resultados se pueden resumir en:

    4

    Escoria

    Fluid Bed

    Dryer (2)

    Refining

    Furnace (4)

    Casting

    Wheel

    ANODES

    99,6 % Cu

    FR COPPER

    99,92 % Cu

    Acid Plant (2)

    Slag Cleaning

    Furnaces (4)

    PS Converter (4)

    Air + Coal

    Final Slag

    < 1% Cu

    White Metal72 74 % Cu

    Slag

    6 - 12 % Cu

    15 20% Fe3O4

    Blister

    99,3% Cu

    Air + Oxygen

    Caletones Process

    Concentrate

    0,2% Moisture

    Oxygen

    Plant (2)

    Figura N1: Diagrama

    simplificado de procesos.

    Escoria

    Fluid Bed

    Dryer (2)

    Refining

    Furnace (4)

    Casting

    Wheel

    ANODES

    99,6 % Cu

    FR COPPER

    99,92 % Cu

    Acid Plant (2)

    Slag Cleaning

    Furnaces (4)

    PS Converter (4)

    Air + Coal

    Final Slag

    < 1% Cu

    White Metal72 74 % Cu

    Slag

    6 - 12 % Cu

    15 20% Fe3O4

    Blister

    99,3% Cu

    Air + Oxygen

    Caletones Process

    Concentrate

    0,2% Moisture

    Oxygen

    Plant (2)

    EscoriaEscoria

    Fluid Bed

    Dryer (2)

    Refining

    Furnace (4)

    Casting

    Wheel

    ANODES

    99,6 % Cu

    FR COPPER

    99,92 % Cu

    Acid Plant (2)

    Slag Cleaning

    Furnaces (4)

    PS Converter (4)

    Air + Coal

    Final Slag

    < 1% Cu

    White Metal72 74 % Cu

    Slag

    6 - 12 % Cu

    15 20% Fe3O4

    Blister

    99,3% Cu

    Air + Oxygen

    Caletones Process

    Concentrate

    0,2% Moisture

    Oxygen

    Plant (2)

    Figura N1: Diagrama

    simplificado de procesos.

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    Teniente Converter Workshop Technology

    Tabla N 1: Indicadores Operacionales

    Indicadores Operacionales 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

    Fusin Concentrado (kt) 1235 1216 1223 1225 1169 1337 1355

    Cobre Moldeado (ktf) 380 369 365 363 350 390 407

    Recuperacin Metalrgica (%) 97,0 96,0 96,6 97,4 97,9 97,8 97,6

    Produccin Acidos Sulfrico (kt) 411 773 832 1010 928 1104 1080

    Emisiones de Azufre (Kt) 233 111 108 57 75 58 77

    Captacin de Azufre (%) 38% 70% 72% 85% 80% 86% 82%

    Emisin de Arsnico (t) 1430 302 330 360 337 123 128

    Captacin Arsnico (%) 54% 87% 84% 85% 86% 95% 94%

    Tabla N 2: Indicadores de Ambientales

    Impactos Ambientales 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

    Norma Primaria Diaria (g/Nm3) 365 365 365 365 365 365 250

    Coya Poblacin 1 0 0 0 0 0 0

    Norma Secundaria Horaria (g/Nm3) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000

    Cauquenes 24 0 0 0 1 0 0

    Cipreses 1 0 3 0 2 0 0

    Tabla N 3: Indicadores Seguridad

    Indicadores de Accidentalidad 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

    Taza D-40 5,8 8,6 11,2 4,6 2,7 5,0 7,7

    Taza de Gravedad 312 340 410 151 238 220 124

    DESEMPEO OPERACIONAL CONVERTIDOR TENIENTE

    Fusin

    5

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    Teniente Converter Workshop Technology

    La capacidad de fusin es una de las variables de mayor evolucin en el ltimo tiempo, el Grfico

    N 1 muestra la evolucin en el tiempo.

    Grfico N 1: Evolucin capacidad de fusin

    El grfico muestra la continua evolucin del Convertidor Teniente, los principales hitos fueron:

    1987: Cambio del tamao del reactor desde uno de 14 m de largo y 4 m de dimetro por

    uno de 22 m de largo por 5 m de dimetro e incorporacin de un sistema de inyeccin de

    concentrado bajo el bao

    1992: Operacin autgena (no requiere alimentacin de matte), consider el incremento

    de la tasa de inyeccin e incremento de la concentracin en el flujo de soplado.

    2000: Cierre del Reverbero, incrementando la fusin desde 1.650 tpd a 1.850 tpd.

    2004: La primera prueba de mxima fusin fue realizada en el Convertidor Teniente N 2,

    entre el 13 de enero al 28 de enero del 2004, durante la mantencin general del

    Convertidor Teniente N 1. La fusin diaria media fue de 2.400 toneladas con un mximo

    6

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    Teniente Converter Workshop Technology

    de 2.587 toneladas. Esta prueba tuvo el inconveniente de ser realizada con el antiguo

    sistema de inyeccin.

    2004: Se incorpora sistema de inyeccin en fase densa, que permiti aumentar la tasa de

    inyeccin e incrementar el tiempo de soplado

    La segunda prueba de mxima fusin fue realizada nuevamente en el Convertidor

    Teniente N 2, entre el 22 de marzo al 2 de abril del 2006. La fusin diaria media fue de

    2.670 toneladas con un mximo de 2.922 toneladas. Esta prueba cont con el nuevo

    sistema de inyeccin, disponibilidad de concentrado y oxgeno, pero existi hubo

    restricciones al ingreso de flujo de aire y oxgeno.

    Calidad de los gases

    Las Plantas de Acido requiere que los gases de proceso sean continuos, concentrado y limpios,

    con lo cual se puede asegurar una adecuada operacin e eficiente operacin. El Convertidor

    Teniente ayuda en estos objetivos, mantenindose el mayor tiempo posible en posicin de soplado,

    con un elevado enriquecimiento de oxgeno y un bajo arrastre de polvos.

    Si bien en el inicio de la operacin de los Convertidores Teniente, la calidad y continuidad de los

    gases hacia las Plantas de Acido no eran factores relevantes, hoy s lo son:

    Tiempo de Soplado: Es una variable clave en la gestin de la Fundicin y mide la eficiencia de

    utilizacin de las instalaciones.

    Disponibilidad: Mide el porcentaje de tiempo en el cual el Convertidor Teniente opera con

    respecto del tiempo total del ao (respecto a 365 das). Este indicador ha mejorado desde

    85,6% a 93,6%, es decir, un 8,1% neto de mejoramiento y demuestra los avances desde el

    punto de vista de la Operacin (Convertidores Tenientes y Plantas de Acido) y

    Mantenimiento (Mantenciones Generales y Preventivas)

    Tiempo de Soplado: Mide el porcentaje del tiempo en el cual el Convertidor Teniente sopla

    respecto del tiempo disponible para hacerlo, se descuentan las mantenciones generales y

    preventivas. Este indicador ha mejorado desde 91,7% a 95,9%, es decir, un 4,2% neto de

    mejoramiento Este indicador mide en particular la gestin operativa, y por lo tanto, la

    gestin de mantenimiento ha mejorado 3,9% neto.

    7

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    Teniente Converter Workshop Technology

    Las claves de xito han estado en:

    Equipos con mejor desempeo (sistemas de inyeccin, mquinas taponeadoras en ambos

    pasajes, garr-gun modificado, etc)

    Modificacin de la lnea de tobera.

    Disponibilidad de concentrado e incremento de la capacidad de tratamiento de escoria

    Mantenimiento preventivo semanal (considera una planificacin extensiva de los trabajos a

    realizar, en conjunto con mediciones del estado del equipo)

    Enriquecimiento de Oxgeno: Este indicador es la relacin del oxgeno total ingresado al reactor

    sobre los gases totales.

    %E = Oxgeno desde el (Aire Soplado + Aire de inyeccin + Aire Garr-Gun + Oxgeno tcnico)x100

    (Aire de soplado + Aire de Inyeccin + Aire Garr-Gun + Oxgeno Tcnico)

    La Fundicin Caletones ha ido incrementando este valor constantemente, dependiendo de la

    disponibilidad de oxgeno y de los requerimientos operacionales. Actualmente, el enriquecimiento

    se sita entre 36% a 37%, dependiendo de las necesidades operacionales.

    8

    Grafico N2: Evolucin del Tiempo

    de soplado y disponibilidad del

    Convertidores Teniente

    Evolution Availability and Blowing Time

    80%

    82%

    84%

    86%

    88%

    90%

    92%

    94%

    96%

    98%

    2002 2002 2003 2003 2004 2004 2005 2005 2006 2006 2007

    Blowing Time (discounting

    mantenance)Availability

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    Teniente Converter Workshop Technology

    Campaa Convertidor Teniente

    El ciclo de operacin de la Fundicin de Caletones considera Mantenciones Generales, en las

    cuales se repara una lnea de procesos asociada, es decir: un Convertidor Teniente, una Planta de

    Acido Sulfrico, una Planta Fluoslido, un Convertidor Peirce Smith, un Hornos Limpieza de

    Escoria y eventualmente un Hornos de Refinacin. Este esquema de mantenimiento restringi la

    campaa del Convertidor Teniente a un ao de operacin, de forma de asegurar no realizar

    intervenciones en el periodo de lluvias.

    Desde el ao 2003 hemos impulsado un esfuerzo de incrementar la campaa del Convertidor

    Teniente a dos o tres ao, de forma de reducir los costos de operacin y aumentar la disponibilidad

    de las instalaciones. Considera realizar una o dos intervenciones a la lnea de toberas.

    Los principales esfuerzos han estado centrado en disminuir los cambios de temperatura, que es la

    causa principal de deterioro del refractario. Para ellos se ha implementado un mejor control de

    temperatura de la operacin, en conjunto con un estricto control del cobre en el metal blanco y de

    la magnetita en la escoria. El Grfico N 4 muestra la evolucin del desgaste de la lnea de tobera

    para ambos convertidores entre marzo del 2002 y octubre del 2006.

    Convertidor Teniente N 1: La ltima campaa fue de dos aos con dos transplante entre

    las mantenciones generales; una planificada por mantenimiento de la Planta de Acido

    Sulfrico y otra extraordinaria.

    Convertidor Teniente N 2: La campaa en curso se proyecta para cumplir tres aos con

    tres transplante de lnea de tobera, dos programados por mantenimientos de la Planta de

    Acido y una extraordinaria

    9

    Grafico N 3 : Evolucin

    enriquecimiento Convertidores

    Teniente

    Evolution Enrichment Teniente Converters

    30

    31

    32

    33

    34

    35

    36

    37

    38

    39

    2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

    Enrichmen

    t(%)

    TC N 1

    TC N 2

    Test

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    Teniente Converter Workshop Technology

    Teniente Converter N 1

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    65

    21-03-2002

    21-05-2002

    21-07-2002

    21-09-2002

    21-11-2002

    21-01-2003

    21-03-2003

    21-05-2003

    21-07-2003

    21-09-2003

    21-11-2003

    21-01-2004

    21-03-2004

    21-05-2004

    21-07-2004

    21-09-2004

    21-11-2004

    21-01-2005

    21-03-2005

    21-05-2005

    21-07-2005

    21-09-2005

    21-11-2005

    21-01-2006

    21-03-2006

    21-05-2006

    21-07-2006

    21-09-2006

    Largo

    (cm)

    GMGMGM

    Two years

    Teniente Converter N 2

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    65

    11-04-2002

    11-06-2002

    11-08-2002

    11-10-2002

    11-12-2002

    11-02-2003

    11-04-2003

    11-06-2003

    11-08-2003

    11-10-2003

    11-12-2003

    11-02-2004

    11-04-2004

    11-06-2004

    11-08-2004

    11-10-2004

    11-12-2004

    11-02-2005

    11-04-2005

    11-06-2005

    11-08-2005

    11-10-2005

    11-12-2005

    11-02-2006

    11-04-2006

    11-06-2006

    11-08-2006

    Largo(cm)

    GMGM

    Three years

    CTy

    CTy

    CTy

    CTyCTy

    CTy

    CTy

    CTy

    CTy

    Recuperacin Metalrgica

    La recuperacin metalrgica es una de las variables ms importante del negocio fundicin, para el

    caso de la Fundicin Caletones el 85% de las prdidas se debe al arrastre de cobre por la escoria;

    la diferencia se debe a manipulaciones del concentrado o prdidas intermedias.

    Nuestro principal esfuerzo se ha centrado en disminuir las prdidas generadas por el arrastre de

    las escorias. Debido a que la prdida por las escorias est en relacin a la masa de escoria

    generada y al contenido de cobre de sta, las prdidas metalrgicas por la escoria se define por:

    Cobre perdido = Masa escoria x %Cobre escoria

    a) Volumen de Escoria: El volumen de escoria est directamente relacionado con el

    contenido de fierro del concentrado y la relacin fierro slice de la escoria. Para la

    Fundicin de Caletones, considerando un contenido de fierro de 26% y una fusin de

    10

    Grafico N 4 : Evolucin Desgaste Lnea de

    Tobera Convertidores Teniente

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    Teniente Converter Workshop Technology

    1.355.000 toneladas, el incremento de la relacin fierro/slice desde 1.5 (histrica) a 1.7

    representa una disminucin de la masa de escoria de 4,58%. Esta menor masa es de

    37490 toneladas de escoria y que considerando 1% de cobre, representa 375

    toneladas de cobre fino de mayor produccin.

    b) Contenido de cobre en la escoria: La teora indica que las prdidas metalrgicas

    estn relacionados por:

    - Viscosidad (temperatura, contenido de magnetita)

    - Separacin de fases

    - Oportunidad de tratamiento

    Para lograr que estos parmetros estn bajo control se han implementado Proyectos de

    Gestin, tanto en los Convertidores Teniente como en los Hornos de Limpieza de Escoria:

    Convertidores Teniente:

    - Cambio en la ley de metal blanco objetivo, desde 74%-76% a 72%-74%.

    - Control de la magnetita entre 15% a 20%

    - Control de la temperatura en lnea y adicin de carga fra en relacin con

    la temperatura.

    Hornos Limpieza de Escoria:

    - Cambio en el esquema de operacin de los Hornos desde batch a

    semicontinuo.

    - Uso de quemadores sumergidos en reemplazo de quemadores por

    cabezal.

    - Incremento del nivel de operacin de escoria.

    11

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    12/18

    Teniente Converter Workshop Technology

    La evolucin de contenido de cobre en la escoria y la recuperacin metalrgica se muestra en el

    Grfico N 5.

    Copper in Final Slag vs Metallurgica Recovery

    0,0

    0,5

    1,0

    1,5

    2,0

    2,5

    3,0

    Ene

    -200

    0

    May

    -2000

    Sep

    -2000

    Ene

    -200

    1

    May

    -2001

    Sep

    -2001

    Ene

    -200

    2

    May

    -2002

    Sep

    -2002

    Ene

    -200

    3

    May

    -2003

    Sep

    -2003

    Ene

    -200

    4

    May

    -200

    4

    Sep

    -200

    4

    Ene

    -2005

    May

    -2005

    Sep

    -2005

    Ene

    -2006

    May

    -2006

    Sep

    -200

    6

    Date

    CopperinSlag

    90

    91

    92

    93

    94

    95

    96

    97

    98

    99

    100

    MetallurgicalRecovery

    Copper in Slag

    Metallurgical Recovery

    En el ao 2000 el contenido de cobre promedio en la escoria fue de 1,5% en cobre y en el ao

    2006 es de 1%. Considerando una fusin de 1,355 millones de toneladas y un porcentaje de fierro

    de 26, la generacin de escoria es de 760 mil toneladas.

    Base: 760 mil toneladas a 1,5% cobre, equivale a 11.410 toneladas de cobre

    Real 760 mil toneladas a 1% cobre, equivale a 7.607 toneladas de cobre,

    Es decir, se evit perder 3.803 toneladas de cobre, que sumadas a las 375, redujo la prdida de

    4.178 toneladas.

    Evolucin Carga Fra (Stock Secundarios)

    La detencin del Horno de Reverbero en el ao 2000 signific un cambio importante en la gestin

    operacional. En efecto, el reverbero era un equipo que consuma una cantidad importante de

    circulante, y reciba toda las escoria de mala calidad generadas en los Hornos de Limpieza de

    Escoria. Adems, frente a problemas operacionales de recepcin, reciba escoria de los

    12

    Grafico N 5 : Evolucin Desgaste Lnea de

    Tobera Convertidores Teniente

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    Teniente Converter Workshop Technology

    Convertidores Teniente, Metal Blanco de los Hornos Limpieza de Escoria. Es decir, la operacin

    con los hornos reverberos permita mucha flexiblilidad.

    Detenido el ltimo reverbero, la gestin operacional oblig a minimizar las recirculacin. Por

    ejemplo, las escorias de mala calidad deben ser enviadas a botadero para ser tratadas como carga

    fra ya que no es conveniente su recirculacin en caliente a los Convertidores Teniente.

    Producto de esta nueva realidad el material secundario aument desde 1100 tf a principio del 2000

    y lleg a estar por sobre los 11.000 tf a fines del 2001. Para revertir esta situacin se

    implementaron cambios de gestin, que se resumen en:

    Cambio en la Operacin de los Hornos de Limpieza de Escoria, desde batch a

    semicontinuo.

    Uso de quemadores sumergido en los Convertidores Teniente, entre los aos 2001 y

    2003.

    Eliminacin de recirculantes de mala calidad (< 3% cobre)

    Con estos cambios, en el ao 2003 se logr un equilibrio trmico, permitiendo el retiro de los

    quemadores sumergido.

    A mediados del 2004, debido a los nuevos niveles de operacin y a la calidad de los concentrados,

    la Fundicin present un balance trmico positivo que permiti procesar carga fra externa. En el

    periodo hemos procesado carga fra de distintas de distintas procedencia y calidad. El Grafico N 6

    se muestra la evolucin en el periodo.

    13

    Evolution Revert

    1100

    8415

    11433

    64064867

    -8422

    -10471

    -1220

    -15000

    -10000

    -5000

    0

    5000

    10000

    15000

    1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

    Copper(tf)

    Grafico N 6: Evolucin

    Stock Circulante

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    Teniente Converter Workshop Technology

    CONTROL OPERACIONAL CONVERTIDORES TENIENTE

    Histricamente, la operacin de los Convertidores Teniente se bas en estrategias de control de

    lazo abierto, es decir, las variables de entrada y salidas se controlaban en forma independiente.

    Esta forma de control provoca en las variables de salida una alta variabilidad operacional. Por

    ejemplo:

    Entradas

    Flujo de aire

    Flujo de oxgeno

    Flujo de concentrado

    Flujo de carga fra

    Flujo de fundente

    Salidas

    Cobre en el metal blanco

    Magnetita en la escoria

    Temperatura de la escoria

    Relacin Fierro Slice

    Una segunda etapa se inici con la introduccin de plataformas de control, que permiti la

    generacin de variables operacionales que se relacionaban entre ellas, por ejemplo:

    Enriquecimiento: Flujo de aire vs Flujo de oxgeno

    Coeficiente de Oxgeno: Flujo de oxgeno total vs Flujo de concentrado, etc.

    En una tercera etapa, actualmente en proceso, se ha implementado una estrategia de control que

    se basa en modelo de control experto que persigue relacionar variables de entrada con variables

    de salida, por ejemplo:

    Temperatura (C): Relaciona el flujo de carga fra alimentada vs la temperatura de la

    escoria esperada.

    Relacin Fe/Slice (tfierro/tslice): Relaciona el fierro ingresado por el concentrado vs la slice

    aportada por el fundente y el concentrado, dada una relacin Fe/SiO2 y magnetita

    esperada en la escoria de salida.

    Coeficiente de Oxgeno (toxgeno/tconcentrado): Relaciona la fusin de concentrado vs el oxgeno

    ingresado al Convertidor Teniente, dada una la ley de cobre esperada del metal blanco.

    La introduccin de un Modelo de Control Avanzado ha permitido disminuir la dispersin de las

    variables de salida del Convertidor Teniente, mejorando la calidad del metal blanco, gases

    metalrgicos y escoria. Lo anterior ha permitido incrementar la fusin de concentrado, aumentar la

    14

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    Teniente Converter Workshop Technology

    fusin de carga fra, disminuir la generacin de escoria. La estrategia de control, Figura N 2, se

    muestra en el diagrama siguiente:

    DESARROLLO HUMANO

    La Fundicin Caletones en el ao 2002, en el marco del Proyecto de Expansin, se plante la

    necesidad de contar con trabajadores con un mayor nivel de competencias y que a la vez fueran

    ms productivos. Los pasos a seguir fueron:

    a) Construccin de rediseos del trabajo que permitiera contar con una estandarizacin de los

    procesos, con cargos basados en competencias y lneas de desarrollo definidas.

    b) Captura del conocimiento, para ello se construyeron 34 manuales de operacin y proceso,

    181 procedimientos y la descripcin de 30 cargos para las unidades operacionales.

    c) Plan de Capacitacin personalizado para cada trabajador e insercin de tutores expertos

    en terreno para que la capacitacin sea in situ, estos fue realizado a travs de CIMM

    Capacitacin.

    15

    Enr = __O2__

    O2 + N2

    Air

    OxygenInjection

    System

    Coef O2= _t Oxygen__

    t concentrate

    % Cu White

    Metal

    Quantity and

    Quality White

    Metal

    Ratio Fe/SiO2= _t fierro

    t SiO2

    Flux

    Quantity and

    Quality Slag

    Reverts

    Smelting

    Temperature

    Teniente

    Converter

    Quantity and

    Quality Gas

    Fe, S

    Concentrate

    - Fe Concentrate

    - SiO2 Flux

    Advanced Control Logic in Teniente Converter

    Enr = __O2__

    O2 + N2

    Air

    OxygenInjection

    System

    Coef O2= _t Oxygen__

    t concentrate

    % Cu White

    Metal

    Quantity and

    Quality White

    Metal

    Ratio Fe/SiO2= _t fierro

    t SiO2

    Flux

    Quantity and

    Quality Slag

    Reverts

    Smelting

    Temperature

    Teniente

    Converter

    Quantity and

    Quality Gas

    Fe, S

    Concentrate

    - Fe Concentrate

    - SiO2 Flux

    Advanced Control Logic in Teniente Converter

    Figura N 2: Diagrama Estrategia de Control

    Convertidor Teniente.

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    Teniente Converter Workshop Technology

    d) Certificacin de los trabajadores por un rgano externo a la Fundicin, que hasta la fecha

    ha sido realizado por la Universidad Federico Santa Mara.

    Durante el perodo 2002-2006 se observ un nmero creciente de trabajadores certificados en a lo

    menos una competencia crtica de su cargo, contando actualmente con 522 personas.

    16

    Evolution Index of Qualification

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    2000 2001 2002 2003 2004 2005

    Index

    Evolution of Credited Labor

    Competitions

    8

    113

    159

    85

    162

    8

    116

    75

    360

    5 2

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    2002 2003 2004 2005 2006

    NWorker

    Worker credited per year

    Accumulated Worker Credited

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    Teniente Converter Workshop Technology

    CONCLUSIONES

    En el estado actual de las mejoras tecnolgicas y operacionales implementadas el Convertidor

    Teniente permite alcanzar niveles de fusin cercanas a las 2.500, con campaas que se proyectan

    a tres o ms aos con escorias de buena calidad y altos niveles de tiempo de soplado.

    La implementacin de un sistema de control experto ha permitido disminuir variabilidad en las

    variables claves del proceso mejorando los indicadores de fusin de concentrado, carga fra y

    disminuir las prdidas metalrgicas.

    El Convertidor Teniente an presenta ventajas competitivas frente a otras tecnologas como son;

    su baja inversin, bajos niveles de polvos en gases y alta capacidad de destilacin de impurezas.

    An se mantiene como debilidad el elevado volumen de gases metalrgicos generados por la

    necesidad de dilucin en campanas. A nuestro entender el Convertidor Teniente tiene actualmente

    todas las condiciones para incorporar tecnologas modernas de tratamiento de gases.

    Para alcanzar niveles de fusin superiores a los 2.500 toneladas por da, requieren modificaciones

    en el sistema de adicin de aire enriquecido, mejoramientos en los sistemas anexos de sangra,

    punzado, gur-gun, etc.

    Reconocidas las ventajas e incorporados los avances tecnolgicos existentes, el Convertidor

    Teniente se presentara como un reactor Word Class.

    17

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    Teniente Converter Workshop Technology

    Bibliografa:

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    smelting slags. Yazawa International Symposium.

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    Rubn Alvarado, Bruno Lrtora, Fernando Hernndez and Csar Moya, Recent development in the

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    Rubn Alvarado and Jorge Godoy, New strategic scope of de Caletones smelter development,

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    Carlos Daz and Torstein Utigard, Copper Smelting in the Americas 1995 2003 changes in a

    diverse technological landscape. Copper 2003.

    18