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Laboratorio de Mecánica de Sólidos

Diseño Convertidor Teniente

El reactor denominado Convertidor Teniente, CT, es un reactor de baño fundido, continuo, que se usa para fundir concentrados de cobre y ha mostrado, desde su creación en los años 70, una gran disponibilidad operacional y alta capacidad de fusión. Es una tecnología que nació en Chile y está patentada por la División El Teniente de Codelco Chile. Debido a su alta eficiencia térmica opera en forma autógena. El reactor, que es alimentado con concentrado de cobre sólido en forma particulada, produce metal blanco de 74% a 76 % de cobre, escoria con contenidos de cobre entre el 4% y el 8% y gases de proceso con contenidos de SO2 en el rango 25% a 35%, dependiendo del enriquecimiento de oxígeno del aire de proceso.

El concentrado de cobre, que contiene una humedad de alrededor del 0.2% se alimenta neumáticamente al CT a través de toberas especiales (ver figura 1). El arrastre de polvos es menor al 1 % y se realimenta al CT. También es posible alimentar concentrado más húmedo (entre 7% y 9% de humedad) a través del Garr-Gun, dependiendo del balance térmico operacional. El metal blanco es periódicamente sangrado y se transfiere en ollas hacia los Convertidores Peirce-Smith, CPSs, para convertirlo en cobre blister de alta pureza.

En la actualidad existen en operación en el mundo 11 reactores de fusión de este tipo. En este caso se muestra la forma en que se diseña un Convertidor Teniente, con lo cual queda en evidencia las posibles fallas a que queda expuesto. El convertidor teniente se diseña íntegramente, es decir, incluyendo todos los efectos fluido-estructurales que las normas consideran. Así se estudia el movimiento dinámico de la carga interior y los efectos que ello produce sobre la estructura del convertidor.

Las consideraciones sísmicas son analizadas exaustivamente y se detectan los mayores niveles de esfuerzos presentes en condiciones de operaciones y condicioens críticas. Ello permite realizar un estudio de fatiga que finalmente permite realizar un estudio de sensibilidad respecto al espesor del manto del convertidor usando materiales especiales para altas temperaturas.

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