El Avance de un Método de Prueba No-Destructivo para el Espesor de las Placas de Enfriamiento

Resumen

El sistema de enfriamiento de los altos hornos modernos incorpora placas hechas de láminas de cobre o hierro fundido, o de cobre. En algunos casos se emplea el enfriamiento con agua por rocío para enfriar el crisol del alto horno. Actualmente, la mayoría de los altos hornos modernos están equipados con una combinación de placas de cobre y hierro fundido. En muchos de los diseños nuevos de alto horno, se usan placas de hierro fundido en las áreas menos activas del horno como en la parte superior de la cuba o en el crisol, mientras que las placas de cobre se usan en las zonas más activas y calientes del horno como el etalaje, el vientre y la parte inferior de la cuba. Para realizar una medición no destructiva del espesor restante en la placa, las señales deben transmitirse a través de capas de diferentes materiales: la carcasa de acero del horno, el compuesto refractario para moldear o la masa apisonada y la placa. El espesor del compuesto refractario para moldear, como el carburo de silicio, puede variar entre 100 y 280 mm. Estos materiales atenúan significativamente las señales ultrasónicas, por lo que las técnicas ultrasónicas convencionales no pueden detectar el espesor restante de la placa con el envío de señales a la carcasa del horno.

Además, la resolución de las mediciones debe ser elevada (unos 2 mm +/-) para identificar la diferencia entre las regiones de nervadura y base de la placa. Debido a estos estrictos requisitos, las técnicas ultrasónicas tradicionales nopodían lograr los objetivos, a menos que se instalaran sondas ultrasónicas¹ o varillas compuestas / de cobre² en el horno. Estas técnicas ultrasónicas tampoco son flexibles debido a la limitación de las ubicaciones de medición.

En vista de las limitaciones de las pruebas ultrasónicas convencionales, en 2013 se desarrolló una técnica conocida como Ultrasonido pulsado de baja frecuencia (LFPU). Esta técnica se verificó en el sitio comparando los resultados con las mediciones de ultrasonido convencionales en las ubicaciones de varillas de cobre previamente instaladas. La ventaja del LFPU es que las mediciones se pueden hacer en la carcasa del horno sin una instalación previa de varillas y sondas. Es un sistema de eco de banda ancha capaz de medir el espesor en las paredes multicapas, delgadas (de menos de medio metro) y compuestas del horno desde el lado frío. El sistema está diseñado para generar las frecuencias y la potencia requeridas para que las señales midan el espesor de la placa^3,4 con una precisión de unos 2 mm +/-.

Las mediciones del LFPU se centran en determinar el espesor de la placa. Las placas pueden tener cuatro condiciones físicas posibles: con espesor completo y protegidas por el refractario, con nervadura y refractario parcialmente desgastados, con nervadura y refractario completamente desgastados y con desgaste de la base (Figura 1)⁴.