Procesos alternativos de la producción de arrabio

TECNOLOGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS POTOSÍ

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Departamento de Metal - Mecánica

Procesos de Fabricación

Investigación: Procesos alternativos de la producción de arrabio.

Profesor: García García Gabriel Epigmenio

Integrantes del equipo:

Alonso Loredo Magali

Altamirano Calderón Paola Michell

López Rentería Diego Iván

Rodríguez Hernández Miriam

Serrano Vivas Aileen Yamile

Torres Pantoja Daniela

Soledad de Graciano Sánchez, S.L.P a 14/02/23

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN:        3

PROCESOS ALTERNATIVOS PARA LA PRODUCCIÓN DE ARRABIO        4

PROCESO COREX        4

PROCESO MINI ALTO HORNO        7

OXICUP:        8

PROCESO FINEX        9

PROCESO PRIMUS        10

PREGUNTAS:        11

¿Qué es un proceso alternativo para la producción de arrabio?        11

¿Qué tipos de procesos alternativos existen hoy en día?        11

¿Qué insumos se usan en estos procesos alternativos?        11

CONCLUSIÓN:        12

BIBLIOGRAFÍA        13

INTRODUCCIÓN:

En esta investigación abordaremos el tema de cuales son los procesos alternativos para la producción de arrabio, también conocido como hierro de primera fusión, anteriormente el único proceso que conocíamos era el que se llevaba a cabo en un alto horno por dicha razón nos dimos a la tarea de indagar mas sobre como se puede producir este proceso. Encontramos cinco procesos alternativos, el primero es oxicup, corex, mini alto horno, finex y por último el proceso primus.

En el desarrollo de la investigación daremos a conocer en que consiste cada uno de los procesos, los insumos que son utilizados en cada uno de ellos y el funcionamiento que tienen.

PROCESOS ALTERNATIVOS PARA LA PRODUCCIÓN DE ARRABIO

PROCESO COREX

El primer proceso alternativo del arrabio es el proceso COREX. Este mismo consiste básicamente, en la producción de hierro aplicando una serie de pasos industriales, para llegar a convertirse en hierro líquido o hierro fundido. Cabe aclarar que en el proceso COREX a diferencia del proceso de producción dentro del alto horno, no requiere coque como combustible, por esto mismo se reducen las especificaciones en el tipo de carbón requerido, ya que deben de ser muy exactas sus características y su calidad, esto para brindar un mejor proceso y garantizar un producto de primera.

Es importante mencionar que el proceso COREX, comparado nuevamente con el proceso en el alto horno, no es igual de sensible al contenido de álcalis de la carga, ya que estos no se acumulan.

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A día de hoy existen 6 plantas COREX que se encuentran en operación, tales como la planta Pohang de la empresa POSCO ubicada en la ciudad de Pohang, Corea del Sur; la planta Saldanha de la empresa AcerlorMittal ubicada en la ciudad del Cabo, Sudáfrica; la planta Vijayanagar de la empresa JSW Steel ubicada en Toranagallu en el distrito de Bellary Karnataka; la planta Loujing de la empresa Baosteel ubicada en Shanghái, China; y la planta Hazira de la empresa Essar Steel, ubicada en el estado de Gujarat, India.

Como tal, las plantas COREX constan de dos reactores, una de ellas denominada cuba de reducción, la cual se encuentra posicionada en la parte superior y la otra, unidad de fusión situada por debajo de la cuba. Estos dos pasos de reducción de líquidos permiten la producción de hierro fundido a partir de carbón específico y mineral en bruto, o aquellos que después de ser extraídos se almacenan sin pulir, dejando su estado natural.

En el proceso de reducción o la cuba de reducción, se carga esta mismas de manera continua con combustibles como, por ejemplo, con pélets, así como mineral calibrado y diversos fundentes. Del mismo modo se va inyectando gas reductor a una temperatura aproximada de 850ºC, cabe mencionar que este mismo se mueve a contracorriente llegando a la parte superior de la cuba, saliendo con una temperatura de 250ºC, dando lugar a una calidad bastante similar a la obtenida en el alto horno.

La reducción líquida realiza una combinación del proceso de reducción directa con un proceso de fusión, subdividiéndose este mismo en dos etapas, en la primera etapa, los minerales de hierro son reducidos a hierro esponja, estas son pequeñas bolitas de hierro con cierta cantidad de aire, que lo vuelve más manejable y hace más fácil su transportación. El hierro esponja caliente, en conjunto con fundentes ligeramente calcinados, entran en fusión y gasificación a una temperatura aproximada de 800ºC, aquí mismo se inyecta oxígeno y carbón no coquizable, dando como resultado la gasificación del carbón, comando monóxido de carbono. El gas que sale de la unidad se enfría a 850ºC mediante la adición de gas de enfriamiento, antes de inyectarse en la cuba de reducción.

En la unidad de fusión y gasificación se lleva a cabo la reducción remanente y la fusión del metal reducido, de modo que el arrabio y la escoria son extraídas o desechadas en el caso del arrabio por la parte inferior.

COREX es una tecnología de fusión reductora, que como se observó con anterioridad, ha sido distribuida e implementada alrededor del mundo, gracias a su eficiencia, la calidad con que resulta el producto ya finalizado y la ventaja más significativa de la insensibilidad al contenido de álcalis de los minerales, como son el potasio, el sodio, calcio y magnesio. Sin embargo, presenta una desventaja que se vuelve bastante notoria al momento de conocer el proceso industrial, y es que, a pesar de ya no requerir gran cantidad de coque como en los altos hornos, sigue siendo indispensable para el mismo, ya que hasta la fecha no se ha encontrado un combustible que lo sustituya o sea más factible.

PROCESO MINI ALTO HORNO

Lo que permitió el desarrollo inicial de la industria siderúrgica hace varios siglos fue la producción de arrabio líquido en pequeños altos hornos a carbón vegetal. Este desapareció debido a la destrucción en gran masa de los bosques de Europa Occidental y también cuando surgieron los altos hornos de coque, esta tecnología llama la atención pues tiene ciertas cosas para que la producción del arrabio sea de bajo costo.

El arrabio producido en estos hornos tiene tres diferentes aplicaciones siderúrgicas principales, con un orden de importancia de la siguiente manera: 

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