32

EDICIÓN ENERO-FEBRERO 2017

Una visión sobre las recientes investigaciones aplicadas a diferentes procesos de la industria del acero, recibieron los asistentes a la reunión sobre tecnología y control ambiental, realizada con anterioridad al plenario del Congreso de Alacero en Río de Janeiro. En este artículo se sintetizan los aspectos más destacados del encuentro.

Durante la reunión de tecnología y control ambiental, que antecedió al plenario del

Congreso Alacero-57 se desarrollaron diversos temas concentrados en dos tópicos principales: 1. Benchmarkings relacionados con la Gestión ante la Escasez de Aguas y Productividad; y 2. Nuevas Tendencias tecnológicas respecto a equipamiento.

BENCHMARKING http://www.alacero.org/es/system/files/asset_tecnologia/cotec_-_octubre_2016

En el caso de Gestión de Aguas se analizaron las mejores prácticas adoptadas por las empresas para enfrentar este tema. Este proyecto que está concluido abarcó 18 plantas.

Paralelamente se presentó un informe sobre una estación de tratamiento de aguas en ArcelorMittal Tubarão a cargo de la empresa Ravagnan.

31._ravagnan_tratamiento_de_aguas.pdf

Con relación a la productividad fabril hasta la colada continua se presentó un informe preliminar.

Para confeccionarlo se obtuvo una muy buena participación de 34 plantas con el 68%de la producción regional del 2015.

NUEVAS TENDENCIAS TECNOLÓGICAS RESPECTO A EQUIPAMIENTO

Esta sección estuvo a cargo de las empresas de tecnología que participaron en la ExpoAlacero.

Horno modular flexible http://www.alacero.org/es/system/files/asset_tecnologia/cotec_-_octubre_2016_-_51._tenova_flexible_modular.pdf

La tecnología del Horno Modular Flexible (FMF por su abreviatura en inglés) está diseñada para aquellos productores de acero que usan una cantidad importante de arrabio líquido en su carga, pero que están dispuestos a volcarse o retornar a la fabricación a partir de chatarra. La solución es también adecuada para aquellos fabricantes de acero que están buscando una transición desde un horno básico al oxígeno (BOF) a una basada en la fabricación con horno de arco eléctrico (EAF), así como para aquellas

La tecnología en Alacero-57

33

EDICIÓN ENERO-FEBRERO 2017

C O N G R E S O A L A C E R O - 5 7

Panorama de nuevas ciencias aplicadas en la industria del acero

34

EDICIÓN ENERO-FEBRERO 2017

acerías eléctricas que quieren aumentar el porcentaje de arrabio líquido en su carga.

Esta tecnología presentada por Tenova es modular, ya que se puede desarrollar basada en un equipamiento núcleo llamado módulo base con equipamiento específico adicional y tiene la flexibilidad de admitir distintas mezclas de carga de material (chatarra, hierro de reducción directa, arrabio líquido, arrabio frío, etc.). Cada módulo está designado con características específicas para adecuarse al requerimiento de la carga mezcla.

La primera planta de este tipo fue instalada recientemente en una de las instalaciones de JSL en el que se convirtió un EAF en un FMF, informando de un ahorro de costo de US$15-18 por tonelada de acero, con un retorno a la inversión de 4 meses. El mismo horno produce 32 coladas con un rendimiento del 89% (FIGURA 1).

Tecnología de colada vertical para productos planos y largos http://www.alacero.org/es/system/files/asset_tecnologia/cotec_-_octubre_2016_-_52._sms_vertical_casting_and_bct_extendido.pdf

Los grados de acero sensibles a las fisuras no permiten ninguna tensión en la colada continua,

como por ejemplo en el doblado o enderezado. En el caso de colada de productos de espesores gruesos (mayores a 400 mm) requieren un radio de colada de mayor de 14 metros. Por ello hasta ahora los productos para forja o planchones gruesos se han hecho por lingoteo. La tecnología de colada vertical que propone SMS resuelve este tema con beneficios de solidificación simétrica, más limpieza por flotación de las inclusiones no metálicas, minimización de formación de facturas, entre otros.

También se puede aplicar para planchones finos usados en la sincronización con la laminación en caliente de espesores finos (laminación compacta).

En el caso de planchones gruesos se puede llegar hasta 550 mm con peso de 120 toneladas.

Par el caso de largos, sirve para tochos gruesos o palanquillas de acero inoxidable. O sea que su utilización es recomendada para los casos en que hay grandes dimensiones (espesor, peso, geometría) o se requiere una limpieza extrema de inclusiones.

Solo en esos casos específicos se justifica recurrir a esta tecnología ya que los costos de la construcción de la colada vertical son muy superiores a los de la colada curva (FIGURA 2).

Fuente: Tenova.

FIGURA 1. Instalación del Horno Modular Flexible

35

EDICIÓN ENERO-FEBRERO 2017

Tecnología de colada en cinta

SMS informó de sucesivas coladas en escala semiindustrial de distintas calidades con esa tecnología y que se encuentra en la búsqueda de una empresa para una instalación industrial.

Conceptos modernos de ingeniería y proyectoshttp://www.alacero.org/es/system/files/asset_tecnologia/cotec_-_octubre_2016_-_53._russula_mod._enginnering_extendida.pdf

Se plantea destinar recursos en la inversión de lo que da valor: en el equipamiento tecnológico. Mientras que deben minimizarse los costos de los servicios de la construcción civil o de las instalaciones eléctricas o mecánicas.

Según los datos históricos de construcción civil, al haber desperdicios de hasta el 11% se genera un problema ambiental. Los desperdicios materiales con el retrabajo constituye hasta el 30% del valor de la construcción. En el caso de la instalación mecánica y eléctrica puede ser aún mayor.

La firma Russula recomienda que el proveedor de equipamiento maneje la integración de todo el proyecto.

El equipamiento debe arribar preprobado y premontado, ya que se debe minimizar la mano de obra y la baja productividad en el sitio de instalación. No deben aparecer las interferencias durante la instalación.

Plantean la construcción de la planta en un entrepiso (mezanino) que facilita y optimiza la instalación. Reduce costos de tuberías y conductos eléctricos. Con fácil acceso y seguro al equipo auxiliar durante la laminación (FIGURA 3).

Fuente: Russula.

Fuente: SMS.

FIGURA 3. Planta en entrepiso

FIGURA 2. Colada continua vertical en Dillinger

C O N G R E S O A L A C E R O - 5 7

36

EDICIÓN ENERO-FEBRERO 2017

Con relación a las plantas de tratamiento de aguas, recomiendan el uso de filtros de anillos en lugar de arena. Realizan una limpieza más efectiva y de menor tiempo, consumen menor agua, tienen menor costo de mantenimiento. Ocupan cerca del 10% del espacio de los filtros de arena, no requieren costos adicionales de construcción civil, instalación eléctrica y mecánica, ni cambio de los elementos filtrantes.

EL FUTURO DE LA ACERÍA A ARCO ELÉCTRICO

Los requerimientos de mercado al proveedor de EAF son según Primetals: http://www.alacero.org/es/system/files/asset_tecnologia/cotec_-_octubre_2016_-_54._primetals_the_future_of_electric_steelmaking_extendida.pdf

• Costo bajo de conversión.• Alta productividad.• EAF de baja potencia.• Baja emisión de polvo.• Alta flexibilidad en la carga de materiales.• Procesos simples, resultados repetibles.• Proveen soluciones técnicas para asegurar

baja mantenimiento.• Paquetes de automatización para reducir la

mano de obra en operación.• Seguridad.

La tecnología EAF Quantum provee las siguientes características de proceso y

operacionales: precalentamiento del 100% de la chatarra, instalación reducida de potencia, fusión de la chatarra en el baño líquido, consumo de energía menor de 310 kWh/ ton. Asimismo se puede cargar hierro de reducción directa.

Respecto al medio ambiente se logra la reducción del 50% de polvo comparada con una EAF convencional, una reducción del 20% emisiones de CO2, bajas emisiones de sonido, se minimizan movimientos de los hornos, no hay canastas para la carga de la chatarra (FIGURA 4).

Entre las características más destacadas del diseño resaltan: un sistema de elevación con tolva, estación de descarga debajo de la superficie, estructura modular del panel de enfriamiento, sistema de colado libre de escoria, sistema integrado de sifón.

La firma Danieli cerró el ciclo de presentaciones sobre las EAF con un trabajo en el que se analizan las últimas tendencias en la optimización de la acerías eléctricas cargadas con chatarra. El objetivo es el balance de los input de energía química y energía eléctrica para una producción de acero competitiva y sustentable. http://www.alacero.org/es/system/files/asset_tecnologia/cotec_-_octubre_2016_-_55._danieli_latest_trends_in_eaf_version_extendida.pdf

Fuente: Primetals.

FIGURA 4. Concepto general y disposición de planta del EAF Quantum

Llenadocon chatarra

Manipuleoy logística

de la chatarra

Carga de chatarra

Tratamientode gas de salida

Calentamientode la chatarra

Suministrode energía

eléctrica

Producción en la acería eléctrica

37

EDICIÓN ENERO-FEBRERO 2017

El primer análisis demostró que la eficiencia de la energía térmica es menor que la energía eléctrica. Por lo que es vital buscar un adecuado balance entre la energía química y eléctrica en el horno eléctrico de arco.

El calor generado por la combustión del carbón y el combustible es menor al teórico debido a la combustión incompleta y la alta temperatura de salida de los gases.

La eficiencia térmica del combustible llegó hasta el 55%, mientras que el carbón agregado aumenta la eficiencia térmica en el 28%.

En las prácticas con alto oxígeno, es difícil evitar las pérdidas de rendimiento. Esto es debido a que la cinética de la reducción del óxido de hierro por el carbón no es tan rápida como la generación de óxido de hierro por el soplado de oxígeno.

Las prácticas de bajo oxígeno resultan en una reducción del OPEX pues el aumento de energía eléctrica es compensado por el menor consumo de oxígeno, carbón, cal y carga metálica. Esta práctica también reduce la emisión de CO2, tanto en la acería como globalmente.

Para optimizar el ingreso de la energía química la empresa apunta al diseño del equipamiento, así como al control adaptativo de los parámetros de fusión (FIGURA 5).

CONCLUSIÓN

Fue una fructífera e interesante reunión en donde se trataron tanto los distintos proyectos y actividades del área tecnológica y de control ambiental como se tuvo un panorama de las nuevas tecnologías en la industria del acero. ••

Fuente: Danieli.

FIGURA 5. La eficiencia de la energía térmica es menor que la energía eléctrica

C O N G R E S O A L A C E R O - 5 7

600400

Ingreso total de energía(eléctrica+química) (kWh/t)

Ingreso de energía química (kWh/t)350300250200

650

700

750

800