acería
Fase Dirección Fuerza Máxima, N/m
A -X 2600
B -Y 2000
C X 4000
Tabla 1. Valores máximos estimados para las fuerzas actuando en las fases del HAE
La fuerza registrada en el plano perpendicular en las tres fases alcanzaron
niveles muy semejantes y en todos los casos las fuerzas
fueron aproximadamente de 300 a 500 N/m. En nuestro análisis
se determinó que la fase “C” estuvo sujeta a condiciones de corto
circuito en múltiples ocasiones antes de que ocurriera la rotura.
La corriente máxima registrada en esta fase fue de 120 kA,
bajo estas condiciones, la fuerza a todo lo largo de la columna es
aproximadamente2.85 Toneladas.
Esfuerzos en la columna de electrodos
La frecuencia natural de una fase en el secundario del horno
depende de las características mecánicas de sus componentes,
principalmente, la longitud y rigidez de los mástiles, brazos y la
columna de electrodos. El máximo esfuerzo en la columna de
electrodos ocurre cuando la frecuencia de oscilación es mínima
dado que esto corresponde a la máxima distancia de desplazamiento.
Generalmente, este modo de vibración, en que el mástil,
brazo y la columna de electrodos oscilan en sincronía; se produce
la mayor deflexión. En estas circunstancias, el mástil y el brazo
porta-electrodos tienden a flexionarse y a torcerse, mientras que
la columna solamente sufre deflexión. Entre menor sea la rigidez
del sistema y larga la columna, mayor será la amplitud de la oscilación
para cada fuerza en particular.
La amplitud de la resonancia mecánica depende también del
amortiguamiento del sistema, además de la fuerza de impulso.
En el caso del secundario del HEA, la mayor parte del amortiguamiento
reside en la columna de electrodos misma, dadas
sus características no lineales de esfuerzo/deformación. Nuestro
modelo, aplicado a el caso mostrado arriba arroja un desplazamiento
de la punta de la columna de aproximadamente ±40mm
para una columna de 7 m. De estos 40 mm, aproximadamente ±
17mm se deben a la flexión de la columna de electrodos. Estos
niveles de flexión están muy próximos al límite de resistencia de
la unión, cuando esta se encuentra a la altura de la mordaza.
El aparato portátil de monitoreo del HAE GrafTech (PAFA
por sus siglas en inglés)
Las principales características de nuestro PAFA Phoenix ™ para
el análisis del HAE ya han sido presentadas en otras conferencias
(10). Sin embargo vale la pena reiterar algunas de sus características:
Alta velocidad y canales múltiples de muestreo, programa
con estructura de “arquitectura abierta” que permite modificaciones
y adiciones de capacidades de análisis; permitiendo así, el
continuo desarrollo de herramientas de análisis que mantiene a
GrafTech a la vanguardia en la asistencia técnica a clientes de la
industria del acero eléctrico. Como resultado de la participación
de GrafTech en la parte de asistencia técnica para el proyecto de
Steel Dynamics Inc. (SDI) en su planta de Butler, Indiana, se ha
incorporado el nuevo módulo de análisis de vibraciones mecáni-
10 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO