Unidad II. Clase 6-Midrex- Hbi- Finmet- Hyl

Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.


CONTENIDO

y DESCRIPCIN DE LOS PROCESOS MIDREX, HYL Y FINMET.

y FLUJOGRAMA DEL SISTEMAS DE REACTORES.

y COMPARACIN DE FINMET CON MIDREX Y HYL.

y COMPARACIN DE MIDREX Y HYL.

y COMPARACIN DE REDUCCIN DIRECTA CON LA REDUCCIN EN

ALTO HORNO.

y VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS PROCESO FINMET, HYL, MIDREX

Y ALTO HORNO.

y VENTAJAS COMPETITIVAS DE LA REGIN GUAYANA PARA LA

INSTALACIN DE PLANTAS DE REDUCCIN Y PLANTAS

SIDERRGICAS.


MIDREXMIDREX

Gas Natural .

PellasMetalizadas

Producto no conforme

Polvo Fino

Briquetas

Gas Reductor

Gas de Tragante

Z

o

n

a

d

e

R

e

d

u

c

c

i

n

Zona de Enfriamiento

Aire paraCombustin

L

Gas de Escape


CONTROL DEL PROCESO

1- CALIDAD DEL GAS REDUCTOR.

2- RAZON H2O/CO EN EL GAS REFORMADO.

3- CANTIDAD DE CH4 EN EL GAS.

4- TEMPERATURA DEL GAS.

5- CONTROL DE LA METALIZACION PRESENTE

EN EL MINERAL PRERREDUCIDO.


MATERIA PRIMA

Se requiere evaluar las caractersticas fsico-qumicas de la materia prima como: grado de reductibilidad del xido, temperatura de fusin y tendencia a la fragmentacin.

La concentracin de hierro en el prerreducido depende de las caractersticas del xido de hierro alimentado.

Un alto contenido de ganga aumenta el consumo elctrico y causa un mayor deterioro del material refractario del horno.

La caliza, el magnesio y el titanio afectan la reductibilidad del xido limitando en consecuencia el grado mximo de metalizacin que se puede obtenerse.


Los hornos de cuba son actualmente muy utilizados a nivel industrial para la reduccin directa y representan 2/3 de la produccin total del mundo, siendo el proceso MIDREX uno de los ms usados.

El briqueteado en caliente del hierro de reduccin directa(HRD) evita la reoxidacin de este producto y facilita su transporte y manipulacin, lo cual representa un menos costo en el flete y seguro martimo para las cantidades de exportacin.

En el proceso MIDREX la metalizacin que se logra es del orden del 92%.

El consumo calorfico en el proceso MIDREX representa la mitad de lo necesario en un sistema de horno rotatorio a carbn.


EMPRESAS DE CIUDAD GUAYANA CON PLANTAS DE REDUCCION MIDREX

SIDORSIDOR

OPCOOPCO

VENPRECARVENPRECAR

COMSIGUACOMSIGUA

Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.VENTAJAS COMPETITIVAS

Ciudad GuayanaESTADO BOLVAR

Materia prima. Plantas de

Refractarios. Produccin de

Ferroaleaciones. Gas Natural. Energa Elctrica. Agua. Infraestructuras. Vas de

comunicacin. Canales de

navegacin hacia el Ocano Atlntico.

Capital humano.

Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.BRIQUETADO


TAMAO ENTRE 9.5 Y 16 mm.CONTENIDO DE HIERRO TOTAL 67,6 %.

TAMAO ENTRE 9.5 Y 65 mm.CONTENIDO DE HIERRO TOTAL 65,5 %.

PELLAS DE MINERAL DE HIERRO

GRUESOS DE MINERAL DE HIERRO

MATERIA PRIMA


MANEJO Y ALMACENAMIENTO

El HBI es un material robusto que puede ser transportado usando tcnicas y materiales de depsito convencionales. Puede ser almacenarse a la intemperie, siempre y cuando exista un buen drenaje y que las pilas del material no excedan los 5 metros de altura.


Ms fcil de manipular que la chatarra.

No se degrada con facilidad cuando es expuesta a la atmsfera.

Posee el doble de densidad que el hierro de reduccin directa.

Puede ser cargado continuamente en el horno.

Aumenta la densidad de carga, por su elevado peso.

Permite una mejor estabilidad elctrica en la operacin del horno.

Cuando es alimentado de forma continua, promueve la formacinde escoria espumosa en el horno.

VENTAJAS DEL HBI


y Excelente para el control de elementos residuales en el acero, tales como el Cu, Ni, Cr, Sn, Mo.

y Tiene un valor estequiomtrico, por el contenido de carbono que presenta, permitiendo obtener valores razonables en el consumo de energa.

y Genera mucho menos gases que la chatarra, durante su fusin.

y Reduce el contenido de hidrgeno en el acero.

y Reduce el contenido de nitrgeno en el acero, por contener slo 20 p.p.m. de este elemento y promueve la formacin temprana de escoria espumosa que evita su absorcin.

VENTAJAS DEL HBI


La planta consta de:

Estacin de cribado de pellas y mineral.Sistema alimentador de la unidad.Seccin de reduccin compuesta por 4 reactores.Sistema de gas inerte.Planta de reformacin que incluye desulfurizadores de gas natural.Enfriadores de gas refinado.Hornos de precalentadores de aire.Sistema de vapor compuesto por: calderas y sistema de dosificacin de reactivos.Equipo e instalaciones elctricas.Calles, patios y sistema de drenaje. Sistema de : agua de enfriamiento de gas, enfriamiento de equipo, agua potable, agua contra incendios.

Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.Procesos de manufactura.

Una planta de reduccin directa HYL es un ensamblaje de un reformador y tres unidades reductoras ms una unidad de carga descarga. La materia prima y los minerales en este proceso son aprovechados al mximo porque se emplea el gas reductor residual como combustible en las unidades calefactoras.


El proceso HYL III est diseado para la reduccin directa de minerales de hierro (en estado slido), mediante la utilizacin de gases reductores ricos en Hidrgeno (H2) y Monxido de Carbono (CO).

Las salidas las forman tres tipos de productos: hierro de reduccin directa (HRD), hierro briqueateado en caliente (HIB) e hierro HYTEMP.


Hierro de Reduccin Directa (HRD):HRD fro que se utiliza normalmente

en aceras cercanas a la plantade reduccin directa. Puede tambin

ser embarcado y transportado a largasdistancias, con las medidas pertinentes

para evitar la reoxidacin.

Hierro HYTEMP:HRD descargado en caliente y transportado neumticamente de la planta de reduccindirecta a la acera, para ser alimentado en forma directa a hornos elctricos de arcoy/o convertidores al oxgeno.

Hierro Briqueteado en Caliente(HBI):

HRD descargado en caliente ybriqueteado a alta temperatura,

el cual se produce normalmente

para exportacin portransporte martimo.


Seccin de generacin de gas reductor

Seccin de reduccin

Reactor de reduccin

Calentador

Reformador

Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.Procesos de Manufactura

Diseo sencillo

Bajos costos de energa

Las plantas HYL son de diseo y operacin sencilla, con alta eficiencia y confiabilidad.

Bajos costos de mantenimiento.

El HRD producido, es uniforme y de alta calidad

Diseo flexible para producir HRD, HIB o HYTEP.

Capacidades elevadas de produccin.

Control computarizado de operacin.

Bajos requerimientos de mano de obra.

Adems del gas natural como fuente primaria de energa, las plantas HYL pueden utilizar: hidrgeno, gases de coqueras o gases resultantes de la gasificacin de carbono e hidrocarburos.


Secador de mineral

Finos de mineral seco

Almacn de mineral

Gas de reciclo

Lavador de gases

Piscina de sedimentacin

Maquinas Briqueteadoras

Grafito

F

i

n

o

s

d

e

H

R

D

Compresor de gas de reciclo

Gas de reciclo

Reformador

Absorbedora de CO2

Gas de reciclo

Gas natural

Vapor

Enfriador

550 C

850 C

aguaApilamiento

R-01

R-02

R-03

R-04

Fe3O4 + H2 FeO + H2O 740 C

FeO + H2 Fe + H2O

Fe3O4 + H2 FeO + H2O

Fe3C

Gas reductor

Reactor de Reduccin Primario

Combustible

REFORMADORGas Natural

Vapor

Torre de enfriamientoCO2

HORNO PRECALENTADOR

INTERCAMBIADOR DE CALOR

INTERCAMBIADOR DE CALOR

CALENTADOR

CALENTADOR

Reactor en Enfriamiento

Reactor de descarga Acera

Silos de almacenamiento

Pellas

N2Nitrgeno para sistema de enfriamiento de producto

N2

Tolva de almacenamiento

Reactor Secundario

HRD

Briqueteadora


1. En comparacin con el alto Horno, los procesos de reduccin directa poseen una mayor economa y rendimiento, dado que el consumo energtico y de materia prima es menor, lo cual reduce los costos, adems proveen un material ms libre de impurezas, requirindose menor cantidad de aditivos en la etapa de afino para eliminarlas.

2. De los procesos de reduccin directa FINMET es considerado uno de los ms competitivos porque se carga con mineral fino de hierro, que comparado con los gruesos o las pellas resulta ms econmico porque no requiere sinterizacin; esto origina un ahorro en el gasto energtico y de insumos, por otra parte, requiere menos mano de obra por tonelada de HBI producido, dado que el proceso de briqueteado es totalmente automatizado.

3. Las pellas tienen una menor superficie de contacto en una pila, por lo cual tienden a acumular calor y por ser material pirofrico se acelera la oxidacin en una reaccin exotrmica donde se libera gran cantidad de calor. En cambio las briquetas tienen una mayor rea de contacto con el ambiente y su compactacin no permite que reaccione violentamente al reoxidarse. Ambos materiales por ser pirofricos deben manejarse , almacenarse y transportarse adecuadamente.

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