G.P. NUEVA GENERACIÓN LEMA: Un hierro esponja bien reducido dará un acero fortalecido

PLANTA DE

REDUCCIÓN

DIRECTA

“USO DE COMBUSTIBLE ALTERNATIVO EN LOS

HORNOS ROTATORIOS DE REDUCCIÓN DIRECTA”

Proyecto:

Planta de Reducción Directa Corporación Aceros Arequipa Ciudad-Pisco

Acumulación de Residuos Orgánicos en Planta

PROBLEMA

AMBIENTAL

PROBLEMA

AMBIENTAL

Zona de Procesamiento de Chatarra Almacenamiento del Desecho Orgánico

Combustión del Desecho Orgánico Combustión del Desecho Orgánico

Descripción del Problema •Costo de nuestro carbón.

* El proceso de Reducción Directa consiste en la reducción de los óxidos de hierro

mediante un agente reductor, (CO), obtenido a partir del carbón en nuestro caso

este tiene como objetivo eliminar el oxigeno del pellets.

• El carbón bituminoso por ser un combustible fósil con alto contenido de material

volátil, proporciona la energía necesaria para la producción del hierro esponja.

Su uso es indispensable para el proceso.

El carbón por ser el segundo recurso energético en el mundo a nivel industrial,

se hace cada vez mas escaso esto a ocasionado que.

Vista interna del horno rotatorio

Zona de inyección

Ingreso del Carbón Bituminoso

Zona de alimentación

Impacto del Problema

El precio del Carbón se incremente año tras año trayendo como

consecuencia que se eleve los costos de producción.

96.29

108.24

96.5

125.00

0

20

40

60

80

100

120

140

2007 2008 2009 2010 2011 2012

US

$/

ton

Impacto del Problema

Encarecimiento del costo de

producción del hierro esponja

Encarecimiento global del

costo del acero

Elevado costo del producto

terminado

a) Los esfuerzos que se han podido lograr en disminuir el consumo del carbón

bituminoso por efecto de la antracita y del uso del gas natural en nuestro proceso

han contribuido a bajar el costo de producción.

b) Disminuir aún más el consumo de carbón por un material que tenga la capacidad

de reducir el mineral de hierro, bajando los costos, manteniendo la producción,

sosteniendo la calidad y sin impactos ambientales significativos es el objetivo

principal que nos hemos trazado.

Objetivo

Reducir el consumo del carbón bituminoso en la zona de inyección de los hornos rotatorios en un.

10%

Soluciones

¿ Cómo vamos a reducir en un 10% el consumo de carbón bituminoso si

no contamos con combustibles alternativos en nuestro país ?

por lo que buscaremos alternativas en los distintos residuos que existen

con características similares al carbón.

2962

4199

5718

6793

8000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

Desecho de Char

Desecho organico

Desecho deDolochar

CarbónBituminoso

Carbón deAntracita

11 t/d

12 t/d

25 t/d

38 t/d

Material

Desechos de Dolochar:

Residuo actualmente utilizado

por el área de Acería.

Desecho Orgánico:

Material sin uso alguno.

Desechos del Polvillo del Bag House:

Existe un proyecto en planta para su uso.

Desechos de Char:

Tema de proyecto de otro

grupo de progreso.

Generación de desechos de la corporación

Poder calorífico de los insumos y desechos de planta (kcal/kg).

• La cantidad de DESECHOS que se generan por día, EL COSTO que representa

almacenarlos, el grado de inflamabilidad y el daño que se ocasiona al MEDIO

AMBIENTE, fue un factor muy importante para determinar el uso del DESECHO

ORGANICO como combustible alternativo en remplazo parcial del carbón

bituminoso.

Detalles para el uso del material orgánico

Uso del material Orgánico

Material orgánico a Granel Inyectar al Interior del Horno

Rotatorio

1. Lograr la segregación del material orgánico contenido en el Residuo de fragmentación de chatarra.

2. Pruebas de inyección de material orgánico a granel.

Prueba Preliminar de Inyección al Horno Rotatorio

• Prueba efectuada que duro 48 horas.

• Se usó material orgánico 300kg/h ( plástico, madera, jebe, etc.).

• Se reemplazó 300 kg/h de carbón bituminoso y 50 m3/h de gas natural.

• Los inconvenientes que se tuvieron fueron, obstrucciones de material en

el inyector neumático y en la malla de faja inyección BC-23.

• Al final de la prueba se mantiene perfil de temperaturas en el horno, nivel de

calidad ( GM = 90% ) y textura del producto,

• El beneficio bruto de la prueba fue 1150 US$/día.

• Se programará prueba de mayor duración.

Objetivo Remplazar parcialmente el consumo de carbón

bituminoso por desecho orgánico:

7,2 t/día

1.- Problema: LAS CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL SON MUY

VARIABLES

CAUSA RAÍZ: ES UN MATERIAL QUE NO TIENE FORMA, TAMAÑO NI

PESO DEFINIDOS

2.- Problema: PRESENTA RIESGO A LA SALUD POR MANIPULEO

Causa Raíz: LA INYECCIÓN SE REALIZABA MANUALMENTE

3.- Problema: EL SISTEMA DE INYECCIÓN ES INAPROPIADO

Causa Raíz: OCASIONA OBSTRUCCIONES AL INYECTOR NEUMÁTICO Y A

LAS MALLAS DEL SISTEMA DE INYECCIÓN

Faja de carga de

material

Malla anti –atoro

Del inyector

Inyector neumático

de carga al horno

Tubo de inyección

de ingreso al horno Soplador de aire

Inyector neumático de

carga al horno

Residuos Orgánicos

de características variables

CONCLUSIÓN

Debido a las características heterogéneas del

material y de la manera manual que es inyectado el

residuo orgánico a los hornos, vamos a trabajar en el

acondicionamiento del material a inyectar.

Dándole forma, tamaño y consistencia similares al

carbón .

Prueba de Inyección del Material Orgánico al Horno Rotatorio N°1

Carbón

mix bituminoso

Antracita

fina

Horno

Soplador de Aire

Inyector neumático

Chute de caída

Malla

Tolvas de almacenamiento

Tubo de inyección de

Carbón

Balanzas

Material

orgánico

Personal que alimenta

manualmente

Faja transportadora

Carbón mix

bituminoso

Antracita

fina

Horno

Soplador de Aire

Inyector neumático

Chute de caída

Malla

Tolvas de almacenamiento

Tubo de inyección de

Carbón

Balanzas

Faja transportadora

Nueva Tolva

Material

Orgánico

Moto reductor

Dosificador

Nueva faja

transportadora

Situación Propuesta para la inyección de Material Orgánico

Material Orgánico con Características Variables

Prensa hidráulica Briquetas Orgánicas

Proponemos briquetear el material orgánico.

Situación del material orgánico en la prueba realizada

Situación Propuesta: Briqueteado de Material Orgánico

Briquetas Orgánicas

Prensa Hidráulica

Material Orgánico

Sin Compactar

Material Orgánico

Compactado

Briquetas Orgánicas

1ra Mejora Acondicionamiento e instalación de Equipos

2da Mejora Producción de Briquetas Orgánicas

Abastecimiento de Orgánico Faja de alimento

Prensa hidráulica de producción

De Briquetas

Mezcladora de material

Orgánico + agua + silicato

Briqueta Orgánica como producto

Final

3ra Mejora implementación de Equipos en la zona de Inyección

EVALUACIÓN DE LOS OBJETIVOS:

G.P. Nueva Generación – Planta de Reducción directa

( 30%) 7.7 t/d

Ratio de consumo de carbón t/t producida

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

antes Meta

Consumo de Briquetas Orgánicas t/d

2

4

6

8

10

antes Meta

0,22 7.2 t/d

actual actual

0,25

0 t/d

Fuente: C/Procesos/resprod2011.xls (PC Operaciones) Fuente: C/Procesos/ parte de hornos 2011.xls (PC Procesos)

0,17

( 10%)

Monitoreo de Emisiones Gaseosas Durante la Prueba

Limite Máximo Permisible: 2000 mg/Nm3 Limite Máximo Permisible: 320 mg/Nm3

Limite Máximo Permisible: 1437.5 mg/Nm3

Dióxido de azufre: 530,91 mg/Nm3

Oxido de Nitrógeno: 55.92 mg/Nm3

Monóxido de carbono: 48.20 mg/Nm3

Los resultados obtenidos con respecto al:

Donde los resultados alcanzados durante la prueba no han sufrido variación alguna debido a que estos se encuentran dentro los objetivos de calidad de nuestro producto.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312 336 360 384 408 432 456 480 504 528 552 576 600 624 648 672 696 720

ton

ela

das

INYECCIÓN DE CARBÓN

Briquet Carb. Bitum. Mix Carb. antrac Fina

Inicio de Inyección

de Briquetas 0.30 t

Baja la inyección

de carbón

1.35 a 1.15 t

1.05 ton.

0.32 ton

Ahorro en el Consumo de Carbón

Consumo de carbón Antes de la Prueba

Junio – 2011

1,004 t/mes. Promedio.

Consumo de carbón Prueba de Briquetas.

Agosto de 2011

801 t/mes. promedio

AHORRO: 203 t/mes.

Inversión del Proyecto

Inversión total: $ 94,790

El costo de ejecución y puesta en marcha del proyecto de mejora fue de :

Beneficio Económico

Ahorro Anual: $ 387,140

Ahorro en el consumo de carbón:

Para efectos de cálculo se considera un ahorro de carbón de 0.225 t/h que se deja de

alimentar, por remplazo de las briquetas orgánicas.

Ahorro por hora/horno: : 24.08 US$/h

Ahorro por día para 2 hornos: : 1156 US$/día

Retorno de Inversión

Retorno de inversión: 82 días.

REDUCCIÓN DEL COSTOS DE PRODUCCIÓN:

Producción anual: 95,000 t de hierro esponja.

Reducción del costo: 387,140 US$ = 4.08 US$/T.H.E 95,000 t

Retorno de Inversión : 94,790 US$ =

1156 US$/día

El G.P. “Nueva Generación” se compromete a seguir aportando mejoras

que contribuyan con el desarrollo de nuestra empresa y así continuar por

el camino de calidad

Combustible Alternativo

Ahorro por disposición de RR.SS. Recuperación Magnética

PROBLEMA

AMBIENTAL

Nuestro proyecto consistió en darle uso al desecho orgánico,

transformándolo como combustible alternativo en remplazo

parcial del carbón bituminoso en el proceso de los hornos de

reducción Directa.

Corporación Aceros Arequipa S.A., se ha convertido en la PRIMERA INDUSTRIA

NACIONAL en incorporar a sus procesos el uso de Combustibles Alternativos