PROCESO COREX
ALUMNO: CUSIQUISPE HANCCO DANNY
INTRODUCCION EL SECTOR SIDERÚRGICO TIENE UNA GRAN IMPORTANCIA EN LA ECONOMÍA DE UN PAÍS Y EN SU DESARROLLO INDUSTRIAL PUEDE EVALUARSE NO SOLO POR EL VALOR ECONÓMICO QUE REPRESENTA LA ADQUISICIÓN DEL ACERO, DE ACUERDO A LA DEMANDA DEL PAÍS. LA IMPLACABLE PRESIÓN SOBRE LOS COSTOS DE OPERACIÓN, PRODUCCIÓN E INVERSIÓN, ESTA OBLIGANDO A LOS PRODUCTORES DE ACERO A ACELERAR EL DESARROLLO TECNOLÓGICO Y A CONSIDERAR NUEVAS TECNOLOGÍAS E INNOVACIONES, CON EL FIN DE OBTENER MEJOR CALIDAD DEL ACERO, MEJOR PERFORMANCE, MENOS INTENSIDAD DE CAPITAL Y SOBRE TODO MENOR IMPACTO AMBIENTAL.
La implementación de nuevas tecnologías probadas,
origino dos rutas actuales en la reducción del mineral de hierro y la producción del acero son: ALTO HORNO, CONVERTIDOR BASICO AL OXIGENO REDUCCION DIRECTA, HORNO ELECTRICO DE ARCO Ambas rutas tienen sus ventajas y desventajas. La ruta del Alto Horno, Convertidor LD. sigue siendo el que produce la mayor cantidad de acero a nivel mundial El Alto Horno requiere coque metalúrgico, un insumo que influye en el costo del arrabio
PROCESO COREX El Proceso Corex es una alternativa
innovadora para la fabricación de arrabio, en la que el coque puede reemplazarse por una amplia gama de carbones. El reemplazo del coque es el objetivo principal que ayuda a reducir el costo del arrabio y la consiguiente contaminación ambiental.
El proceso COREX separa las etapas de reducción y fusión del mineral de hierro en dos reactores: Debido a esta separación se puede emplear una gran variedad de carbones no tratados. La reducción del gas reductor La reducción del mineral y la liberación de la energía del carbón para la fusión, tiene lugar en el horno FUSION GASIFICADOR.
de hierro se efectúa en un horno de cuba.
HISTORIA El proceso COREX
se desarrollo a finales de 1970 y su viabilidad fue confirmada durante los 1980.
Tras la primera aplicación industrial de una planta COREX C-1000 (produccion
nominal de 1000 Tn de arrabio (metal caliente) por dia en Iscor, Pretoria; Sudafrica. Cuatro plantas COREX C-2000 con una producción nominal de 2000 Tn/dia
fueron posteriormente puestas en operación en Posco/Korea Mittal Steel Sudafrica. A principios de noviembre de 2007 la primera planta COREX C-3000, se puso
en marcha en Baosteel en China. Esta planta C-3000 tiene una producción nominal de 1.5 millones de Tn de
arrabio por año Los creadores de esta tecnología afirman que las emisiones de Corex ya
cumplen con los futuros estándares de la Unión Europea. Otra tecnología que compiten con el Corex es el Finex.
DECRIPCION DEL PROCESO COREX El proceso Corex podríamos describirlo como un proceso de reduccion indirecta al igual que el alto horno y el horno electrico de reduccion, se producen la siguientes reacciones:
La liberación de energía calorífica produce del la carbón, reducción por laSe combustión que del El mineral termina su mineral por en un horno de decuba, se produce la inyección reducción y se funde utilizando el ungas reductoren oxigeno, generando volumen ellahorno fusióngenerado en primera etapa. El apreciable de gas reductor (tiene lugar horno en el horno fusióngasificador) de cuba esta ubicado en la gasificador
parte superior del horno fusióngasificador
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO COREX La carga del carbón y mineral o pellet se efectúa por medio de un
elevador de cangilones e introducidos a los alimentadores con dos campanas en forma similar a los existentes en un alto horno. El proceso Corex esta diseñado para operar bajo elevada presión hasta 5 bar. El carbón y el mineral de hierro se cargan a través de un sistema de tolvas. El carbon es almacenado en una tolva de alimentación presurizada y cargado al horno fundidor-gasificador mediante un alimentador a tirabuzón con velocidad controlada. El carbón cae por gravedad en el gasificador donde entra en contacto con la atmósfera reductora a una temperatura de aproximadamente 1000ºC a 1200ºC grados. Un instantáneo secado y gasificado de las partículas de carbón ocurre en la parte superior del gasificador -reductor
La generación del gas reductor se hace en lecho fluidizado por la oxidación parcial del carbón. En primer lugar el carbón es oxidado y convertido en CO2 y luego reacciona con el carbón libre pera formar CO C + O2 CO2 + C H2O + C
= CO2 = 2CO = CO + H2
La temperatura alcanzada en lecho fluidizado es de 1600/1700 °C lo que permite conseguir en la parte superior al lecho fluidizado una atmosfera reductora de 65 a 70% de CO y 20 a 25% de H2 .
GASES
COMPOSICION
CO
65 - 70 %
CO2
2 - 4%
H2
20 - 25 %
METANO, N2, VAPOR
El resto
C
+
O2
CO2 + C H2O +
= C = 2CO
C
=
CO + H 2
1000ºC a 1200ºC
Lecho fluidizado 1600ºC a 1700ºC
El gas caliente así obtenido es enfriado con la mezcla de un gas enfriado introducido en esta zona a fin de obtener un gas de 800ºC a 900 ºC que es la temperatura apropiada para el proceso de reducción.
Este gas es limpiado en un ciclón caliente y luego alimentado al horno donde se produce la reducción del mineral, una parte del gas limpio es enfriado para luego ser inyectado al horno de fusión y gasificación. Los finos colectados en el ciclón caliente son recirculados dentro del gasificador
El que del se La mineral velocidaddedehierro descenso carga reductor mineralaleshorno controlado por por un medio en forma sistemade campanas motorizado de similar a las usadas en un alto alimentadores permitiendo de horno, esta forma descienden la permanencia por del gravedad en contra corriente al mineral hasta obtener una gas reductor que asciende reducción promedio del 95% y actúa con unreduciendo contenido el demineral. carbón del 3 a 6%
El gas que ha atravesado toda la carga del mineral actuando como reductor pasa a un sistema de limpieza con agua “scruber “, disponible para usos diversos.
Reacciones FemOn + n CO m Fe + nCO2. FemOn + n H2 m Fe + n H2O.
FACTORES A TENER EN CUENTA EN EL PROCESO COREX EL TAMAÑO DE MINERAL DE HIERRO, debe de ser
uniforme e incidir directamente en el rendimiento del proceso. EL MINERAL O PELLET PREREDUCIDO al ingresar al horno de fusión y gasificación a la temperatura de 800 y 900 ºC reduce la velocidad en el lecho fluidizado con lo que consigue la completa reducción y fusión del metal. El metal liquido y la escoria descienden a la parte inferior, la temperatura de colada es de 1400 a 1600 ºC, se realiza cada 2 horas. LOS FUNDENTES (Dolomita, piedra caliza) se agregan en función del carbón usado, se agrega silicosa por causa de los altos contenidos de oxido de aluminio presentes en las cenizas de carbón
COMPARACIÓN DE CONSUMO DE CARBÓN Y OXIGENO POR 1TN DE ARRABIO Proceso con gas de exportación
Hasta 0.5-0.7 TM
De 500 a 600 Nm3
Proceso con gas Hasta 0.5 TM Hasta 300 Nm3 recirculado
CARACTERISTICAS DEL CARBON A UTILIZARCE EN COREX : COMPOSICION Contenidos
Máximo aceptable
Recomendación
Materias volátiles
2 – 35 %
Optimo 3 – 12 % (que corresponde a antracitas)
Contenidos de ceniza
0 – 35 %
Contenido de humedad
3 – 8 % mas (no necesita ser secado)
Si es mayor a 8 % debe ser secado
CONSUMO DE MATERIAS Y ENERGÍA POR TONELADA DE ARRABIO CANTIDAD
UNIDAD
CARBON
500 – 650
Kg de carbon fijo
MINERAL
1450 – 1500
Kg
ADITIVOS
200 – 500
Kg
O2
500 – 600
m3
N2
60 – 80
m3
AGUA INDUSTRIAL
1–2
m3
ENERGIA ELECTRICA
60 – 70
KWH
REFRACTARIOS
1.3
KG
VAPOR HUMO
15
KG
MANTENIMIENTO
4–6
USD dolares
ESCORIAS
300 a 400
KG
BALANCE DE GASES CANTIDADES
UNIDADES
CO
15 – 38
%
H2
15 – 23
%
CO2
30 – 35
%
CH4
1–2
%
N2, Ar, H2O
Resto
%
H2S
< 100
ppm
PODER CALORIFICO NETO
7500 – 8000
KJ/m3
POLVO
<5
mg/m3
TEMPERATU RA
30 – 50
ºC
PRESION
5 - 150
kPa
GAS DE EXPORTACIÓN Y GAS RECIRCULADO El horno fundidor- gasificador puede
generar un exceso de gas dependiendo del carbón usado. Parte del gas en exceso es refrigerado y utilizado para enfriar el gas producido en el gasificador-fundidor, al resto del gas se le llama gas de exportación , que puede aplicarse a diferentes usos.
USOS DEL GAS DE Puede ser usado como energía para EXPORTACION la generación de O2 Recalentamiento laminación
de
hornos
de
Gas para plantas termoeléctricas, generación de energía Producción de sub químicos de uso (amonio, metanol, urea).
productos industrial
Gas reductor en los métodos de reducción directa.
El gas puede ser utilizado en el alto horno
El consumo de oxigeno en el proceso COREX es
del orden de 500/600 Nm3 por 1 Tn de arrabio y la producción del Oxigeno se puede realizar con el uso de la tercera parte de la energía del gas de exportación de esta planta. El consumo del carbón oscila entre 0.5 a 0.7 Tn de
carbón fijo por Tn de arrabio. Cuando el exceso de gas en vez de exportarlo es
recirculado, el consumo del carbón llega a 500 Kg por 1 Tn de arrabio y el consumo de O2 seria reducido a 300 Nm3 por Tn de arrabio liquido
Diagramas de flujo con gas de Exportación Lavador de gas de tope HORNO DE CUBA DE REDUCCION Sistema de carga de carbon Ciclón para polvo caliente Lavador de gas enfriador Horno de fusiongasificacion
Horno de fusion-gasificacion
Lavador de gas de tope Absorbedor de humedad Ciclón para polvo caliente Horno de cuba de reduccion Sistema de carga de carbon Horno de fusiongasificacion
Diagramas de Flujo sin gas de exportación
VENTAJAS DEL PROCESO COREX La reducción de la inversión de carbón, debido a que se
puede usar cualquier tipo de Carbón en su estado natural, como puede ser lignito, antracita, sub. bituminosos y otros que no se pueden utilizar para obtener el coque metalúrgico apto para el alto horno. Ocupa menor espacio, 15-20% menos en relación al AH Produce menor contaminación que el AH Usa un amplio rango de minerales de hierro y carbones. Eliminación de plantas de coquización. Flexibilidad operacional (podemos en rendimiento detener la producción y cambios de materias primas). Producción de gas de exportación para un amplio rango de aplicaciones. Bajo porcentaje de CO2 producido por tonelada de arrabio
DESVENTAJAS DEL PROCESO COREX Alto consumo de refractario El tipo de refractario usado es caro y
patentado. En solera usa placas de grafito. Capacidad de producción es limitada, menor que la del Alto Horno Alto consumo de refractario Requiere de una planta de O2 No esta muy difundido
ASPECTOS AMBIENTALES Las
emisiones de la planta de Corex contienen solo pequeñas cantidades de NOx, SO2, polvo, fenoles, sulfuros y amonio. Los valores de emisión son menores con respecto a los estándares de las normas europeas.
Las
emisiones de aguas residuales del proceso Corex son mucho mas bajos que los convencionales en el Alto Horno
CONCLUSIONES El nuevo proceso de producción de arrabio COREX, después
de 10 años de desarrollo, se ha utilizado con éxito en la producción comercial y es hasta ahora la única nueva tecnología de producción industrial de arrabio. La tecnología COREX esta en fase de desarrollo industrial, todavía no ha alcanzado la madurez del Alto Horno. La tecnología COREX para las condiciones económicas de las diversas y diferentes regiones, con la carencia de áreas baratas de carbón coquizable, mejora su economía. El costo de producción del arrabio sigue siendo levemente mas alto que el del Alto Horno. La posibilidad de obtener simultáneamente arrabio y reducción directa da la posibilidad de proporcionar una fuente estable de materia prima de alta calidad para la acería.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
