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CELDA DE REDUCCIÓN V-350
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 Antecedentes
Las ventajas comparativas de Venezuela para producir aluminio es un tema que ha sido discutido ampliamente en la presente década. Venezuela ha sido considerada como el sitio ideal para la construcción de complejos productores de aluminio a gran escala. Durante los años ochenta los proyectos para la construcción de nuevas plantas dieron origen a propuestas para incrementar la capacidad instalada a dos millones de toneladas anuales.
Hoy en día, Venezuela mantiene vigentes estas ventajas, es por ello que resulta importante promover la inversión no sólo en las plantas existentes, sino también en la construcción de nuevas plantas de reducción.
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¿Qué es la Celda V-350?
El aluminio es producido en celdas electrolíticas, donde las materias primas son básicamente alúmina, electricidad y carbón. La producción de las celdas es proporcional a la corriente de operación de las mismas. Esta dependencia producción-corriente ha conducido al diseño de celdas que operen a mayor amperaje con el fin de incrementar la producción y la productividad de las plantas productoras de aluminio.
La celda V-350, desarrollada por el grupo de Investigación y Desarrollo de CVG-Venalum, es una celda de reducción electrolítica de alto amperaje, diseñada para operar en un rango de amperaje entre 300 y 350 kA.
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¿Por qué la Celda V-350?
Además de los mayores volúmenes de producción asociados a las celdas de alto amperaje, ellas poseen costos operativos y de inversión comparativamente menores. Tomando en cuenta estos factores así como la potencialidad del país como productor de aluminio, CVG Venalum diseñó una celda de alto amperaje la cual se encuentra entre las más competitivas a nivel mundial, y está lista para ser utilizada para el desarrollo de nuevas plantas de reducción.
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Diseño de la Celda V-350
El diseño de los sistemas que integran la celda: superestructura, casco-revestimiento y barras conductoras se realizó utilizando modelos matemáticos, de esta manera se minimizó el número de prototipos y ensayos experimentales requeridos para obtener el diseño óptimo final.
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El diseño de la celda incluye mejoras en la alimentación puntual de la alúmina, compensación magnética, revestimiento de carburo de silicio y control automático. La Tabla 1 presenta los parámetros de diseño de la celda V-350.
El tiempo de vida de la celda V-350 excede los 2000 días de operación. Hasta ahora la celda ha sido operada hasta un amperaje máximo de 325 kA.
Algunos de los elementos tales como, alimentadores puntuales de alúmina, superestructura, casco, paredes laterales, y sistemas de elevación han sido mejorados después de evaluar su desempeño durante el período de optimización. Se estudiaron resultados típicos de la modelación termo-eléctrica del revestimiento, de la modelación mecánico-estructural del casco y de la superestructura, entre otros.
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El sistema de control V-350 tiene una arquitectura totalmente distribuida (un controlador por celda), lo cual permite un control automático de los principales parámetros del proceso, tales como voltaje, alimentación de alúmina y alimentación de fluoruro de aluminio.
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Este sistema de control fue desarrollado completamente en el Centro de Investigación y Desarrollo de CVG Venalum. El sistema de control usa tecnología de última generación, microprocesadores y dispositivos de E/S, que permiten ampliaciones de capacidad y/o reemplazo sin mayores efectos sobre el software.
El diseño del sistema se basa en el uso de dispositivos de estándar industrial que hacen mínimo el costo de inversión con un mejor desempeño de la celda de reducción. Adicionalmente a los algoritmos de control de celdas, se ha incorporado un nuevo control de temperatura de celda basado en lógica difusa, así como también se ha incluido un programa de detección de inestabilidades.
Cabe destacar la facilidad de cambios y/o incorporación de nuevos algoritmos de control sin la necesidad de interrumpir la ejecución del control de celdas. La red de supervisión ha sido implementada como una red Industrial Ethernet.
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Rendimiento de la Celda V-350
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Los resultados operativos logrados por la celda V-350 muestran su destacado rendimiento que compite con cualquiera de las tecnologías de aluminio de referencia mundial. Actualmente es la celda en operación con la mayor capacidad de producción en el mundo, con ventajas en costos de inversión y de operación.
La Tabla muestra un resumen de los principales parámetros de la celda V-350 obtenidos durante el período de evaluación hasta 325 kA.
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