Reduccion Directa Del Hierro

 

o  

C. D. 659.054.8

GENERAI ; S

Por José M." PALACI O S REPARAZ, Dr. I. I. de S, A. Echevarría, Bilbao

nación atmosférica respecto al proceso convencio-

nal del horno alto, se han vuelto a poner de actuaDos condiciones establecidas en l la a siderurgia

lidad, en estos últimos años, los llamados procesos

actual han obligado a considerar con gran aten-

de reducción directa, en los que no se produce

ción los procesos de fabricación, que incluiremos

arrabio líquido, sino productos metálicos ferrosos

en la denominación genérica de procesos de rere-

en diverso estado de reducción, a base de la elimi-

ducción directa del mineral de hierro.

nación del oxígeno de los minerales mediante el

empleo de diversos agentes de reducción a tempeEstas condiciones son las siguientes:

raturas rat uras que están por debajo del punto de fusión

de sus constituyentes. A} Sumi Suminist nistro ro de chatarra.-La .-La chatarra consti-

Hay que recordar que, efectivamente, hay otros

tuye una mater ateria ia pri prim ma de gran importancia

procesos de reducción de óxidos de hierro que

en la producción del acero. Para el año 1975 se estima estima una producción bruta de acero de

constituyen constit uyen una reducción directa, pero pero aquí nos

vamos a referir sólo a los que la reducción se efec-

375 millones illones de ton, para lo cual se necesi-

tua sin llegarse a la fusión, que es la acepción más

tarán 460 millones de arrabio y 375 millones

generalizada en el mundo. La reducción en hornos

de chatarra. Ahora bien, el mercado de apro-

eléctricos con producción de arrabio líquido es

visionamiento de esta chatarra se ha visto

también reducción directa, pero en estas líneas sólo

presionado últim últimamente al aumentar consi-

nos interesan los procesos que dan lugar a un pro-

derablemente la la demanda y sus precios han

ducto sólido. sólido. En España t tiene iene más aceptación la la

subido a niveles increíbles.

expresión «prerreducción» para este último caso,

Pero es que, además, se considera que antes de 1980 el potencial de generación de chatarra en el mundo será infer inferior ior a las necesidades

totales estimadas de esta materia prima. B) En muchos países exist existen en dificultades dificult ades para el abastecimiento abast ecimiento de carbones que puedan pro-

ducir un buen coque para los grandes hornos altos modernos. Por otr otra a parte, la dimensión de una instalación siderúrgica, basada en el

esquema clási clásico co de producción horno alto/

convertidor LD, está aumentando considerablemente para mantener niveles de costos

aceptables. Así, las instalaciones siderúrgicas integrales que se están proyectando o construyendo hoy en día corresponden a produc-

ciones muy superiores a l las as necesarias en

algunos países o regiones localizadas de mercado. Se comprende entonces el i inter nterés és del

horno eléctrico como solución ideal en acerías para producciones inferiores a 1.000.000 1.000.000 de

ton de acero, siempre que esté resuelto resuelto el

pero respetaremos respetaremos la denominación inación divulgada en

muchos otros países de «reducción directa. Los agentes de reducción reducción empleados en estos estos procesos son diversos: por ejem ejemplo, car carbones bones de

calidad inferior, combustibles líquidos y combustibles gaseosos, como el gas natural que, en principio, sólo son utilizables utilizables en el horno alto en pe-

queñas cantidades, como complemento del empleo fundamental del coque. En realidad, se trata de unos procesos que ya

utilizó el hombre en épocas antiguas, con el objetivo fundamental de obtener, en una etapa, el paso directo del mineral hasta el acero. Hoy en

día se considera que no es posible esta transforma-

ción total y se ha modificado el objetivo a la mera producción de un producto fer ferroso roso metalizado que puede sustituir a la chatarra, precisándose un horno de afino para su transformac transformación final final y ob-

tención del acero. El interés de todo esto es indudable y se confirma

problema del aprovisionamiento de la chatarra

por la cantidad de investigaciones, estudios, en-

a precios convenientes.

sayos, etc., etc., que se han realizado en estos últimos

años en el entorno de estos procesos. El número de

Por todo ello, y porque además pueden jugar la

artículos publicados es innumerable y su lista

baza de que disminuyen los problemas de contami-

bibliográfica se haría interminable. Nosotros sólo

DYNA

N ° 2 F E B R E R O 1 9 7 4 4 9

 

fina cosa cic'ta es que realmente casi todos los

vamos a atender a referencias aparecidas en estos últimos fineses.

la r {) ;^ .e s € ? te

En septiembre de 19742 tuvo lugar en Bucarest

I-€C ii f'e,I Oi2

cLir €   t`ia

eU

una fase d e, desarrollo y mejora, y aun aquellos que

un Congreso exclusivamente dedicado a este asunto,

se consideran más experimentados cada vez que

patrocinado patr ocinado por las Naciones Unidas. El int interés erés

se monta una instalación nueva, ésta ofrece una

de los trabajos t rabajos presentados fue iindud ndudable able y nume-

_mejoras _m ejoras sensibles sensibles,, principalmente en cuanto a di-

rosos técnicos españoles asistieron a dicho Congreso,

seño mecánico y equipos auxiliares

cuyas conclusiones han sido estudiadas y resumi-

se relatan los procesos de reducción directa hay

das en España (1).

cambios en su descripción y aparecen nuevos pro-

 

Cada vez que

Por otra parte, parte, a f finales inales del pasado mes de no-

cesos y se olvidan otros. Naturalmente aún no se

viembre, y organizado por el Instituto Latino-

tiene la experiencia ganada en el Horno Alto, pero

Americano del Fierro y el Acero, ILAFA, y patro-

se vais conociendo conociendo cada vez mejor las bases ciencien-

cinado por la O. E. A A,, Organizaci Organización ón de Estados

reducción directa, al trabajarse en

Americanos, se ha celebrado en la ciudad de Méjico

mayor número de unidades y ello, ello, a s su u vez, hará

un Seminario sobre sobre «Reducción Dire Directa cta», », al que

que se construyan nuevas instalaciones.

han asistido los mayores especiali especialistas stas que en el

La tecnología básica de la reducción del mineral

mundo existen sobre ese tema. Nosotros queremos

de hierro fue desarrollada desarrollada en la década de 1950,

aquí considerar la reducción directa a la luz de lo

pero la aplicación de esta tecnología ha sido difícil

discutido y presentado en dicho Seminario, pen-

y ha necesitado mucho tiempo. Ahora parece que,

sando que su utilidad es de gran importancia para

por el conocimiento de esas bases científicas y la

el desarrollo económico de nuestro país y que pro-

solución de problemas de tipo mecánico y en insta-

porcionamos al lector lector l las as últim últimas noticias sobre

laciones auxiliares, auxiliares, puede significar ificar el despegue

tema tan apasionante apasionante y fundamental en la la Side-

definitivo de estos procesos.

De acuerdo a lo indicado más arriba, se pueden

rurgia (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11),

clasificar así:

(12), (13) y (14).

Procesos que utilizan reductores sólidos para la reducción del mineral de hierro.

CLASIFI IFICA CACIO CION N DE LOS DIST DISTINTO INTOS S

PROCED PRO CEDIMIENTOS DE REDUCCIO EDUCCION N DIRECTA

1.1. Hornos que trabajan en marcha discontinua con retortas o potes. Está el

Para un mejor estudio de los distintos procedi-

antiguo sistema sistema Hogannas, que merece

mientos de reducción directa del mineral de hierro,

ser recordado.

en primer lugar conviene ordenarlos dentro de una

1.2. Hornos de cuba. Incluimos el proceso

clasificación   Advertimos que para ello vamos a

de P. Echeverría, Legazpia, que ha dado

tener en cuenta   en primer lugar, el tipo de reduc-

origen al N. P. (Nuevo Proceso).

tor que utilizan , así como el tipo de horno o reac-

1.3. Hornos rotatorios. rotatorios. Además del antiguo

tor que emplean Por otra parte, vamos a incluir  

proceso proces o Renn Krupp, incl incluimos uimos a los

en esta descripción general no sólo a los procesos p rocesos que se están están empleando ahora

procesos proc esos SL-fiN L-fiN y Krupp.

i ndustrialmente

para la fabricación de un producto metalizado para ser usado en sustitución de la chatarra, sino

2. Procesos qu que e utilizan reduc reductores tores gaseosos para

asimismo a aquellos otros procedimientos que

la reducción directa.

merecen ser recordados , aunque sea breveinente,

por alguno de los siguientes motivos:

2.1.

hornos de cuba. Aquí tenemos tenemos el proceso Wiberg-Soderfors, hoy abandonado.

A) Su papel pionero en el desarrollo de l la a re-

pero de destacado papel en la Siderurgia

ducción directa, aunque en estos momentos

sueca durante cuarenta años. Asimismo,

estén abandonados o dedicados a la fabrica-

los procesos Midres, Armco y Purofer.

ción de otros productos específicos . Así, te-

2.2. Procesos Procesos con reactores reactores especial especiales. es. El de

nemos los procesos Wiberg y Re-un Krupp

más importa portancia ncia es, sin duda, el HYL.

y el proceso Hogannas   respectivamente. B) Aquell ellos os que han marcado una caracterís-

2,3. Procesos Procesos en lecho fluidizado. Aparte parte

tica de originalidad manifiesta , aunque no hayan pasado en su desarrollo de la planta

del 11 Iron, que no ha alcanzado el nivel

piloto o de la planta semi - industrial,

HIB (ant (antes es Nu-Iron), u-Iron), que son son los que

DYNA N.°2 - FEBRERO 1974

industrial industr ial,, est están án los procesos FIOR y

so

 

parece que tendrán tendrán mayor importancia

FUN UNDAMENT   S TEO TEORICO RICOS S DE LAREDUCCIO ION N

futura, El iN iNovalfer está dedicado a la

DIRECTA

pulvimetalurgia.

La reducción directa es el paso del óxido ferroso Fe2O3 (hematites) atites) y/o y/o el óxido ferroso férrico férrico

DEFINICIONES

Fe3O4 (magneti etita) ta) al hier hierro ro metal. En general, este paso no es directo, directo, siempre que la reducción

Al querer informar sobre los procesos de reduc-

se haga por encima de una cierta temp temperatura.

ción directa o de prerreducción, siempre nos en-

Suele hacerse a través del óxido ferroso FeO

contramos con la dificultad de diversas expresiones

(wustita).

y definiciones que pueden ser confusas y empleadas

Los reductores generalmente empleados son:

diferentemente por unos y otros. Por ello, es nece-

el carbono, el hidrógeno y el óxido de carbono o

sario normalizarlas. Tal ha sido una de las conclu-

una mezcla de estos dos últimos.

siones del Seminario de Méjico, quien asimismo se

ha mostrado partidario de normalizar métodos de

Reducción por el carbono.-Aunque puede exis-

análisis análisi s de la composición de los productos pre-

tir, tir, si hay temperatura adecuada, una reducción

rreducidos, métodos de medición de los combusti-

directa por el carbono en el contacto superficial,

bles gaseosos, cte.

que será tanto mayor cuanto más finas sean las

En est estos os procesos se obtiene un producto pre-

partículas del mineral, de hecho la mayor parte

rreducido, que si no ha llegado a la fusión, o por lo

de la reducción de los óxidos de hierro por el car-

menos a una alta t temp emperat eratura ura nodulizante, nodulizante, con-

bono en estado sólido se verifica verifica por inter interm medio

serva la forma original del mineral de que se parte,

de CO y puede expresarse de la siguiente siguiente forma:

pero mostrando ostrando una gran porosidad. Por ello, se

3 Fe2O3 -E- CO - 2 Fe,O, + CO, - 37.574 Kcal/ton Fe

ha llamado a este producto esponja de hierro.

Fe304 CO ^ 3 FeO + CO, + 51.9 51.979 79 Kcaljton Kcaljt on Fe FeO -f- CO --- Fe + C0, - 73.250 Kea]/ton Fe

Pero esta esponja de hierro, si se parte de pelets

o de minerales en trozos, también se llamará, respectivamente pelet o mineral metalizado etalizado o pelet

o mineral prerreducido. Si se parte de mineral de

(Cuando se emplean signos positivos, las reacciones son endotérmicas.)

hierro en forma de finos, obtendremos un producto de granulometría muy fina llamado hierro en polvo, como en el caso de los métodos de lecho fluidizado, pero que puede ser bri briquetado, quetado, dando lugar a l las as briquetas metali etalizadas, zadas, muy compactas y densas. erPor otro lado, a veces hay confusión en la tter-

minología entre grado de reducción y grado de metalización. En realidad, el grado de reducción es la

relación entre el oxígeno eliminado de los óxidos de hierro y el oxígeno total de éstos, éstos, antes de la

. reducción. Tamb T ambién ién se puede definir por la relación entre el hierro metálico más el hierro ferroso al hierro total.

El grado de metalización es la relación entre el hierro metálico del producto reducido y el hierro hierro

total tot al del mineral e empleado. mpleado. Ambos valores s se e

suelen expresar en %.

Dado que aún con una metalización muy avanzada hay algo de hierro en forma forma de FeO FeO,, resulta que el grado de reducción es siempre mayor que el de metalización.

Estas definiciones ofrecen una gran importancia en la comparación de instal instalaciones aciones y procesos,

ya que la capacidad de una planta varía mucho en función del grado de metalización alcanzada. Según Astier, stier, si se se disminuye el grado de reducción en

una instalación de lecho fluidificado desde 95 a 75 %,

su capacidad puede aumentar del simple al doble. D Y N A N ° 2 F E B R E R O 1 9 7 4 5 1

1. Reacción de la wustita con el polvo de grafito (según

Kohl v Marincek).

 

En realidad, podemos resumirlas así:

Es teóricamente teóricamente posible r reducir educir los óxi óxidos dos de

Fe2O2 - - 3 CO -3 2 Fe + 3 CO 2 - 58.845 Kcal/ton Fe CO2 + C ^ 2 CO + 897 KealJ KealJN Nm2 CO

hierro con metano, pero la reacción es fuertemente endotérmiea. En la práct práctica, ica, trabaj trabajando ando con me-

tano, el grado de reducción no pasa del 75 % y se

El CO necesari necesario o para que se l lleven leven a cabo esas

tiende, más que a la reacción de reducción, a la

reacciones se regenera por la reacción de Boudouard.

disociación del metano en hollín de carbono e

Como se ve en la figura 1, la reacción por el carbono

hidrógeno (Fig. 2). 2). Este depósito depósito de carbono es

es al principio muy lenta, que corresponde cuando

tan fuerte, fuerte, que la esponja obtenida obtenida no se puede

actua realmen realmente el car carbono bono como reductor. Pe Pero ro

enseguida hay un aumento muy rápido de la velo-

aplicar para la fabricación de acero. Por ello, en general, se suele emplear una mezcla de CO + H2. Pero en esta mezcla reductora su

cidad por la acción del CO.

Por lo tanto, el principal efecto del carbono pre-

nivel o grado de oxidación, dado por la fórmula:

sente en la carga es, pues, provocar el arranque del

CO2 + H20

proceso y producir la atmósfera reductora que

co, -r

rodea al mineral para su reducción.

Reducción por los gases.-La forma de actuar

el CO ya se ha señalado más arri arriba ba y las reacciones con H2 son análogas, corno se puede ver a conti conti-

nuación, aunque la reacción reacción resumen es aquí

endotérmica: Fe,O, +

Fe204 FeO +

H2O r Co H2

tiene tiene una influencia decisiva. Los contenidos de CO2 + 1120 han de ser los menores posi posibles. bles. En

otro otr o caso, el consumo de gas reductor aumenta considerablemente, al ser disminuido sensible-

mente su grado de utilización y se precisa, además, aumentar el r reactor eactor de reducción, al disminuirse

H2 -^ 2 Fe,O4 , + 3 FeO + Fe + H2 ->

H2O - 8. 8.263 263 Kcal/t Kcal/ton on Fe

H2O + 110.600 KcalJton. Fe H2O -r 102.614 102. 614 Kca Kcal/ton l/ton Fe

H2

F e 2 O , - , 3 H2 } 2 F e

4-

3 H20 -r 204.951 Kcal/ton Fe

la velocidad de reducción. Reacciones de equil equilibrio.ibrio.-Los Los

diagramas de

equilibrio de los sistemas sistemas Fe-H2-1120 y Fe-CO-CO Fe-CO-CO2 2 Ni los gases natur naturales ales ni los industriales industriales son

se indican en la figura figura 3, donde se ha dispuesto

adecuados para emplearlos plearlos directamente directamente en la

también la curva de Boudouard, que señala señala el

prerreducción, ya que contienen elevados por-

equilibrio entre el CO y el CO2 en presencia de C C..

centajes de hidrocarburos.

80

f6

 

7 1 4 4 1 1  

fe I7£TR LJCO

fe TOTA L

é

 

^

lo

T£r1PERATURA EN t

 

Diagramas de equilibrio : En trazo lleno , diagrama Fe-CO-CO O-CO2 2 y curva de Boudouard En trazo discontinuo, diagrama Fe - H;-H2O.

Fig. 3  

20

CONTENIDO EN-C,  0

Se observa que cuando hay CO y/ y/o o H2 el Fe2O2 Fe2O 2 es 0 6,10

0 8

900

TEIIPtf?ATL RA EN

1000

11

eC

Fig. 2. Reducción del mineral de hierro con metano (Zablotskaya y Geraj erajimov), imov), DYNA N.°

inestable y con cualquier proporción de estos gases se reduce reduce a Fe3O4. Por debajo de 5700 la

reducción del Fe304 origina Fe metálico sin pasar por FeO..Asimism FeO ..Asimismo, o, la reducción por hidrógeno a baja temperatura da lugar a un producto piro-

2 F E B R E R O 1 9 7 4 5 2

 

fórico fóri co y la reducción reducción del FeO por el CO da lugar

mineralógica   Fe304 ó Fe2O3 ó Fe0 ), así como por

a Fe3C y el producto ya metalizado disocia eatalí-

los componentes de la ganga   tales como la sílice,

ticamente el CO precipitando carbono   Pero en casi

la alúmina, la calcita   etc., unos minerales son más

todos los procesos industriales se trabaja entre

fácilmente reducibles que otros y puede modificarse sensiblemente la velocidad de reacción   Fig. 4).

600° y 1.000o C. De los diagrama de equilibrio también se observa que en cualquier forma que se forme hierro metálico

ara la producl ormación de la mezcla gaseosa.  

con la presencia de CO y H2 los gases que salgan

ción de la mezcla de CO + H2 podemos utilizar un

del reactor todav todavía contendrán gases reductores,

combustible sólido o emplear combustibles líqui-

o sea combusti bustibles bles y adquiere gran importancia

dos. Tal ha sido el funcionamiento del proceso

los aspectos de la circulación y aprovechamiento

Wiberg y esperamos que en el futuro , en esos pro-

de esos gases usados   Por ejemplo, ejemplo, a 9000 C el

cedimientos , se basarán buen número de procesos

equilibrio equilibri o de Fe-FeO señala que existirá existirá en el

de reducción directa.

gas 30 % de CO2 y 70 % de CO. 0 sea que sólo

Pero en estos momentos casi exclusivamente se

habrá habido para la reducción una utilización utilización

emplea el gas natural , que sufre un «reformado»,

del 30 % del CO CO . El resto marchará con los gases

puesto que su empleo directo implicaría una reac-

de salida.

ción fuertemente endotérmica con muy mal rendimiento.

Cinética de la reducción.-Juegan un papel fun-

Los agentes del reformado son los siguientes:

damental dam ental las características del min mineral eral a reducir. Por ejemplo, l la a porosidad o superficie perficie específica

que permite al aumentar incrementar la fase límite

1. Con vapor, según el método clásico:

H2O O , CO + 3 H H2 2 + (n - 1). H2O CH ¢ +n +n.. H2

gas-óxido.

La granulometría influye de manera similar que la porosidad y al ser menor el tam tamaño de las par-

Se trabaja con un gran exceso de vapor de

tículas, se hace mayor la superficie de reacción y su

agua y n = 3 a 6. Se obtendrá un gos con,

velocidad. Ahora bien, sobre todo, en los lechos lechos

estáticos, también interesa la permeabilidad a los gases reductores y, por lo tanto, la uniformidad en el reparto granulométri étrico. co.

Por los anteriores factores y por la composición

aproximadamente , 75 % de hidrógeno y 25 % de monóxido de carbono   Hay que eliminar el

vapor de agua , por lo que hay que enfriar el gas y calentarlo nuevamente a la temperatura de la reacción de reducción.

2. Por reacción estequiométrica con vapor. Entonces se mantiene n =1 y se pueden originar gases reductores calientes. 3. Por reacción reacción con aire u oxígeno. 0 sea, una

combustión parcial. CH4 ± 1/2 02 --> CO + 2 H2

Con oxígeno en estequiométricas condiciones el metano metano da un gas reductor reductor de 66,7 H2 y 33,3 % CO. Un fuel -oil produce un gas de

46

H2 y 54 % CO. Al aumentar el CO se

incrementa asimismo la tendencia a la formación de depósitos de carbono , pero esto se pue-

de evitar a límites razonables con la adición de vapor. 4. Por reacción con CO2 CH, + CO,-32 CO ,-32 CO + 2 H2

Se produce una mezcla de 50 % de CO y 50 %

de H2. 5. Por reacción con un gas reductor usado que TEt PE

ATL RA EN OC

contenga CO2 y vapor de agua. Entonces:

Fig. 4. Influencia de las características del mineral en el

grado de reducción. DYNA N .°

2 F E B R E R O 1 9 7 4 5 1 3

CH, CO,-^2CO 2H, CH +H2O

 

CO

3Ha

 

Es importante l la a temperatur temperatura a a la que se cele-

vagones abiertos, abiertos, se ha visto la conveniencia de

bran estas reacciones de reformado. Por ejemplo,

pasivar completamente el pelet pelet,, ya que otros re-

la reacción reacción CH§ + CO CO2 2 por debajo de 1.0000 C no

cubrimientos teóricos teóricos que se han considerado,

es completa y hay peligro de formación de depósi-

aunque eficaces, no son prácticos por sil costo.

tos de carbono.

Otro factor im importante es que el peles peles no debe

El grado de oxidación del gas reductor aumenta

calentarse calent arse por encima de 800, punto en el que e

rápidamente si la temperatura disminuye, bajando

comienza a favorecer fuert fuertem emente la reacción de

por ello el potencial de reducción.

oxidación.

T amb ambién ién el proceso de fabricación influye en la tendencia a reoxidarse. Cuanto mayor sea su superficie específica, pero, asimismo, cuanto más baja

REOXIDACION CION DE LOS P ..ERR ERREDUCIDOS

es la temperatura de la prerreducción, más pronun-

Uno de los aspectos más importantes a con

ciada será esa tendencia,

rar en los prerreducidos es la mayor o menor ten-

dencia que tienen éstos a reoxidarse durante su almacenaje o transporte  

Procesos que utilizan utilizan como reductor aun

Naturalmente esto inte-

combustible sólido

resa mucho si los prerreducidos prerreducidos van a uti tili lizarse zarse a considerable distancia de las plantas de su produc-

ción. Por ejemplo, si éstas van a ser del tipo co-

mercial ,

1.1. 1.1. HO HORN RNOS QUE QU E T TRA RABAJAN EN MARCHA DISCONTINUA

como las previstas en Venezuela. Pero

asimismo , aun en el caso de su empleo en horno eléctrico de arco en la misma fábrica , merece con-

1.1.1. 1.1. 1. PRO PROCED CEDIMIENTO HOGAN HO GANNAS

siderarse este problema, ya que, según parece, influye la reoxidaeión en la energía eléctrica nece-

Antecedentes.-Este procedimiento, inventado por

saria en la fusión de cargas de prerreducido. Natu-

E. Sieurin en Hogannas (Suecia), ha sido aplicado

ralmente, otro aspecto es que al oxidarse parte del

industrialmente desde el año 1910 y aún se emplea

hierro metálico , baja la metalización del producto.

para la producción de polvo de hierro con destino

En general  las briquetas, muy densas , disminu-

a la pulvimetalurgia.

yen el problema de la reoxidaeión y hay datos que hablan de suministros marítimos sin problemas

Fundamento.-La reducción del mineral de hierro

en este campo   tabla I). En cuanto a los pelets o

se hace con carbono sólido a baja temperatura, por

minerales prerreducidos , si se evita su contacto

lo que no tiene lugar ninguna fusión, ni de hierro,

con el agua , resisten bien en general su almacenaje

ni del constituyen constituyente de l la a ganga. En realidad, se

y manipulación en planta   De todas formas, para

forma CO , que es el verdadero agente reductor.

su transporte marítimo y a grandes distancias en Materias primas.--Este procedimiento se ha veo utilizando con finos de magnetita fuertemente;

TABLA 1 Efecto del embarque marítimo sobre

la composición química

hi ie erro. Como reductor se emplea pol vo de coqu ue e o de carbón.

briquetas tas FIOR de las brique

Composición en Darmouth

concentrados, hasta un contenido de 71 % de

Composició en Puerto

Europeo

Fe total... ................

91 73

91 55

Fe metálico. .............

8 3 98

83.15

FeO ........ .........

5.60

4 91

Fe20s ......................

4.87

6 42

Metalizaci Me talizaci ón ........ .............. ........ ..

91 55

C .........................

0.73

0 71

P.........................

0 054

0 058

S.... —. ..................

 

  02 4

ierro tiene, Producto obtenido.-La esponja de hierro

por ejemplo, la composición siguiente: Hierro total = 97°/a - Hierro metal = 93% - Carbono -= 0,25% Fósforo = 0,010% 0, 010% - Azufre zufre = 0,010% 0,010% - Ganga = 2 % máximo

18

9

83

 uestras obtenidas durante la carga y descarga de un

embarque de 1.000 ton de briquetes de 3" X 1,5/8" X 1".

O sea, se alcanza alcanza 'un grado de metalización etalización de

96 %. Esta esponja se suele presentar en pequeñas tortas de densidad 2, aunque por prensado se suministran inistran briquetas cilíndricas cilíndricas de 1 a 2 Kg de

peso y densidad 4,5. Descripción del proceso.-Inicialmente se operaba a base de potes refractari refractarios os con capas alteralternadas de mineral de hierr hierro o y de polvo de un pro-

ducto carbonoso en exceso sobre la cantidad teó-

D Y N A N ° 2 F E B R E R O 1 9 7 4 5 4

 

ricamente necesaria para la reducción, con objeto

Aunque se ha utilizado el producto en la carga de

de impedir que luego, con el enfriamiento, se oxi-

algunos hornos eléctricos de arco y de alta fre-

dase la esponja de hierro obtenida. También se

cuencia, produciendo produciendo aleaciones especi especiales ales gene-

añadía cal para evitar la contaminación del azufre

ralmente se destina la esponja de hierro obtenida

del combustible.

a la pulvimetalurgia.

Se ll llevaban evaban los potes a un horno anular y se

si guientes consumos de materias Se han dado los siguientes

calentaban a 1.2000 1.2000 con el calor producido en la

primas y combustibles (para 1.000 Kg de esponja):

combustión del óxido de carbono desprendido en el

curso de la reducción reducción y por la combusti stión ón de gas

- Polvo reductor de coque o carbón carbón = 570 Kg.

de gasógeno introducido en el horno.

- Caliza Caliza - = 120 Kg.

Se obtenía una esponja de hierro en forma de pe-

- Combustible bustible = 920.000 Kcal.

dazos, que se limpiaban por separación magnética,

- Energí nergía a eléctri eléctrica ca = 75 Kwh.

recuperándose gran cantidad del polvo de coque

- Carburo de silicio silicio de los potes = 15 Kg.

en exceso.

Pero hoy día este procedimiento ha sido modernizado y el mineral de hierro se se dispone en potes

1.2. HORNOS DE CUBA

(le carburo de silicio colocados en la plataforma de hornos continuos túneles  

Estos potes llegan a

1.2.1.. N. P.

durar 100 operaciones, mientras que los de material aluminoso original duraban sólo de 7 a 10.

El proc proceso eso NP (Nuevo Proce Proceso) so) se se deriva, deriva, al al

En la figura 5 se señala el avance de la operación,

parecer, del procedimiento de Patricio Echeverría,

que tarda unos cuatro días en completarse y l las as

que fue desarrollado en Legazpia para la produc-

temperaturas alcanzadas.

ción de una materia prima conveniente para la fabricación de aceros de herramientas de alta pureza.

Se ha concedido una licencia en Italia a la firma Kinglos-- Metor, en cooperación con Danieli, y en Kinglos

1

4

1

2

C.Im1a

 

  xagn Reó

España se formó una sociedad en Barcelona para

Enfriamiento

la comercialización del proceso. El objetivo de los promotores es poner a punto

1

instalaciones de reducción directa, de muy pequeña

capacidad (30.000 a 50.000 ton/año), que se pres-

6

tan a las necesidades de las pequeñas miniacerías, utilizando materias primas de bajo precio. Es decir,

000 1

minerales locales y carbones poco costosos. Se ha anunciado la construcción de una de estas 2 3 4 D a

plantas en la la Siderúrgica Monfalcone, de Venecia.

t7ig. 5. Temperaturas que se alcanzan en las difer diferentes entes fases

del proceso llogannas.

Su producción será de 30.000 ton/año de producto prerreducido. Este procedimiento no fue discutido

en el Seminario de México. Instalaciones en funcionamiento.-Hoy miento.-Hoy

en día

hay instalaci instalaciones ones ya modernizadas en América érica

(Riverton) y en Suecia (Oxelosund (O xelosund). ). En la prim primera era

1.3. HORNOS ROTATORIOS

planta hay dos hornos de túneles de 20.000 ton de producción anual cada uno y en Suecia, dos de

1.3.1. PROCEso KRUPP-RENN

15.000 ton.

Estos hornos tienen aproximadamente 165 m de

Antecedentes

 

Este proceso fue desarrollado en

longitud, de los cuales cuales 50 m corresponden al ea-

las fábricas de Krupp, de Magdeburgo y Borbeck,

lentamiento de los potes a la la temperatura máxi-

en los años 1931 y 1938. En 1945 llegaron a funcio-

ma (1.2000), 55 m a la reducción a esta misma tem-

nar 38 hornos de este sistema , pero muchas de

peratura y 60 m al enfriamiento de los potes hasta

estas instalaciones fueron desmanteladas después

200°.

de la guerra   Posteriormente funcionaron algunas

Datos de consumo y económicos.-Repetimos

de ellas en Alemania Alemania Occi Occidental dental y O Oriental, riental, Checoslovaquia  Grecia, Polonia, España, cte ., llegando

que es un proceso caro de manutención y de ope-

a producir al año más de dos millones de ton de

ración, que no permite grandes producciones al ser

nódulos. La característica de este proceso es poder

de baja productividad. Sólo 0,03 ton/m3 por 24 h.

utilizar utiliz ar como agente reductor cualquier combu combustisti-

D Y N A N 2 F E B R E R O 1 9 7 4 5 5

 

El calentamiento se origina principalmente por

ble sólido, incluso incluso de baja calidad, con un conte-

nido elevado de cenizas.

la combustión del carbón carbón pulverizado, q que ue se inyecta con aire a presión presión por el lado de descarga.

Fundartze rtzento,--S nto,--Se e basa en reducir el mineral en

Pero hay otra aportación de calor al quemarse

un horno giratorio, hasta obtener un producto fe-

dentro del mismo horno horno el CO que se desprende en

rroso pastoso en forma de nódulos. En el proceso

la operación de reducción.

se llega a suficiente temperatura para lograr la

Al avanzar los minerales en el horno, se encuen-

escorificación de la ganga y cenizas de la carga

tran con una zona preliminar de temperatura menor

que salen del horno en forma de escoria líquida.

de 6000 C, donde, apart aparte e de una deshidrat deshidratación, ación,

ya comienza a iniciarse la reducción. Luego va primas.----A Aunque se ha señalado que Materias primas.-

aumentando la temperatura de las cargas a me

este proceso -vale para todo tipo de mineral, la

que avanzan en el horno, hasta que, por fin, llegan

verdad es que por la escorificación típica que tiene

a la zona de reducción, que se realiza a temp eratu-

lugar se ha adaptado mejor en la práctica para

ras variables de 700 a 1.0000 C.

Cuando en su avance las materias que contiene

beneficiar menas pobres en hierro, sumamente

ácidas y con este objetivo se ha empleado.

el horno llegan a la zona de 1.1001) C, la reducción del mineral es ya completa, alcanzando, posterior-

obtenido.-S Se obtienen nódulos cuyo Producto obtenido.-

tamaño suele variar de 1 a 10 mm y su contenido

mente, a la zona de nodulización, lización, que llega hasta

1.2500 de temperatura.

en carbono suele ser alrededor de 1 %. El rendi-

En esta zona las partículas de hierro se aglome-

miento total total en hierr hierro o es grande, del 95 al 97 %.

ran por soldadura, formando nódulos que están

En cuanto a otros elementos, el azufre azufre suele ser

mezclados con la escoria, que se mantiene líquida

por la acidez de la esalto, hasta superior al 1   ,por

y fluida.

coria. Lo mismo ocurre con el fósf fósforo, oro, mientras

Al final final sale sale constantemente por la boca de

que por razones de dificultad de reducción los porcentajes de manganeso y silicio son bastante bajos.

descarga escoria líquida, mezclada con los nódulos de hierro sólidos, pero todo cae a una cadena me-

tálica don donde de aquélla se solidifica. Descripción del proceso.-Una instalación Renn-

El product producto o obtenido se somete a una tri

Krupp se compone de las máquinas necesarias para

ción y cribado, para que luego, en la la separación

la trit trituración uración y molienda de las mater aterias ias prim primas,

magnética, quede la escoria por una parte y los

los elementos para la mezcla y para la carga de

nódulos por otra.

las mismas en el horno, el horno, que es el

Instalaciones en funcionamiento.-Segtiin

elemento más importante de la instalación y, finalmente, los dispositivos de colada y enfría-

Fig.

.

nues-

tras noticias, noticias, debido a la alta cantidad de fósforo

Esquema del procedimiento «Reun-Krupp».

miento de la escoria, así como las instalaciones de

y silicio que se obtienen en los nódulos de este pro-

tr tratamiento, atamiento, la separación magnética y clasifi clasificaca-

ceso, no hay ningún horno hoy día funcionando.

ción de los nódulos de hierr hierro o obtenidos (Fig. 6).

Destacamos que entre entre las plantas plantas Renn-Krupp,

El horno rot rotatori atorio o ti tiene ene de 60 a 100 m de lon-

construidas después de 1950, hay que recordar la

gitud y hasta 5 m de diámetro y se dispone ligera-

de Avilés, que trataba hematites de 30-40 % de Fe

mente inclinado (2.0 a 3.0) sobre la horizontal.

y 32-36 % de SiO2 SiO 2 empleando como combustible

DYNA N.° 2 - FEBRERO 1974

56

 

antracit antr acita. a. Constaba de un horno de 3,6 m de diá-

dores de gas o fuel-oil si es necesario. Por ejemplo,

metro y 60 m de longitud y un horno de 4,2 m de

para elevar rápidamente la temperatura del horno

diámetro y 70 m de longitud. Hoy día estos hornos

a la temp temperatura eratura conveniente de reducción.

están parados.

La orientación de salida de las boquillas de estos

tubos o quemadores es una característica del proceso. En general, en el SL-RN se encuentran dis1. 1.3. 3.2. 2. PROCESO S

puestas en la dirección contraria al sentido de mo-

Antecedentes.-Es i; ii procedimiento de reduc-

vimiento de gases. Pero en la instalación de Nueva Zelanda y en la de Wilbank (Africa del Sur) tienen

ción directa nacido de la asociación de dos pro-

la misma dirección que el movimiento de gases

cesos parecidos que han empleado hornos rotato-

y lo mismo ocurre en el proceso Krupp, que consi-

rios y combustible sólido sólido como agente reductor.

deraremos después.

Se llamaban S.L. y R.N. y el nuevo procedimiento se conoce por eso con el nombre de SL-RN.

El RN fue un desarrollo conjunto de la Republic Steel Corp y la National Lead Co y en realidad realidad

Interesa que la tem t emperatura de r reducción educción sea lo más alta posible, posible, pero siemp siempre por debajo del punto de fusión de todos los consti stituyentes tuyentes contenidos en la carga.

constituyó el resultado resultado de ensayos efectuados durante más de 14 años, que se iniciaron iniciaron cuando la

Materias prietas.-L ietas.-La a

característica principal

filial de la National Lead C Co, o, la T itan Co A AIS, IS, de

del proceso es que es un proceso versátil ersátil que no

Noruega, No ruega, efectuó efectuó pruebas de reducción del mine-

ofrece tantas limitaciones como otros procesos en

ral ilmen ilmenita en un horno rotatorio, con el objeto

cuanto al análisis del mineral o al tipo de combus-

de reducirlo reducirlo a Fe + TiO2 que a continuación se

tible sólido, salvo que las cenizas de éste han de

sometía som etía a un e enriquecimiento nriquecimiento m magnético. agnético.

tener un punto de fusión superior a 1.2000 1.2000 C. De

El SL, desarrollado por Steel Company of Canadá

todas formas, los minerales de hierro de bajo con-

y Lurgi Gesellehaft, desde un principio se dedicó

tenido de ganga y alto alto contenido de Fe tienen un

más a la producción de una esponja de hierro hierro

efecto favorable sobre la calidad de la esponja de

destinada a los hornos de acero usando minerales

hierro. Se señala por ello conveniente un contenido

de alta ley.

de Fe superior al 65 %.

La reductividad está influenciada considerableFundamento del proceso.-El procedim procedimiento iento co-

mente por la granulometría del mineral. mineral. Este no

rresponde teóricamente a la reducción directa por

debe pasar de los 20 mío. Por otra otra parte,el parte,el lím límite ite

el carbono carbono sólido. Pero como hemos visto ya, se

inferior debe ser de 3 mm para evitar la tendencia

trata trat a en real realidad idad de una reducción mediante CO

a la sinterización. Se aconsejan gamas granulomé-

y conversión del CO2, resultante con el exceso de C,

tricas de mineral (le 6 a 12 mm, de 9 a 15 mm o de

de modo que haya otr otra a vez CO disponible en l la a

12 a 15 mm. Hay que tener en cuenta la tendencia

reducción gaseosa.

en el mineral a formar finos, ya que éstos aumentan

Se trabaja con un exceso de reductor sólido que

el peligro peligro de acumulaciones dentro del horno ro-

ayuda a evitar la aglomeración de las partículas

tatorio y, por tanto, afectan l la a dispon disponibilidad ibilidad

del mineral. Este exceso se recupera casi en un

y eficiencia de la instalación.

75 %. Parte del CO abandona la carga y se quema

Entre los reductores sólidos se pueden emplear,

en la superficie superficie de ésta, pr proporcionan oporcionando parte de

desde lignitos, hullas, coques diversos y antracitas.

las necesidades térmicas del proceso.

Si se t trabaj rabaja a con carbón de alto conteni contenido do en ma-

El horno es cilíndrico y rot rotatorio, atorio, pero la sec-

terias volátiles, éstas no participan de la reducción,

ción en el extremo extremo de la descar descarga, ga, es algo algo menor

pero se pueden emplear para calentar. El azufre azufre

para aumentar el grado de llenado y mejorar la

no tiene lim limitaciones itaciones hasta 1 %.

estabilidad térmica del horno y mantener uniforme

Estos productos earbonosos se suelen cargar en

las condiciones de operación y sus resultados. La

tamaños inferiores a 10 mm y la dolomita o la ca-

carga viene a ocupar el 20 % del volumen del

liza en tamaños 0,1 a 1 mm.

horno. Las temperat eraturas uras del horno se controlan controlan me-

Producto obtenido

 

omo veremos más adelante,

diante tubos de entrada de aire que están distri-

las distintas dist intas instalaciones de SL-RN funcionando funcionando

buidos en toda la longitud longitud del horno y provocan

en el mundo están fabricando productos muy dife-

la combustión, tanto del óxido de carbono que sale

rentes   Por ejemplo , en Suráfrica se destina a la

de la carga como de los componentes volátiles del

obtención de un producto con un 45 % de reduc-

carbón.

ción, que se funde posteriormente para aprovecha-

Dichos tubos pueden tomar la forma de quemaDYNA N`. 2 FEBRERO

miento de los óxidos de vanadio.

  9 7 4 5 7

 

Descripción del proceso.-El esquema del proceso

tiles resulte convenientemente distribuido distribuido y el

se indica en la figura 7. Las materias primas se cargan a base de una mezcla previa del mineral y

calentamiento con su combustión y con la del CO

reductor y también se añade a la mezcla caliza

El producto que sale del horno está compuesto

o dolomia para disminuir los los contenidos de S,

por el mineral reducido , el producto carbonoso en

tanto del mineral como del combustible. Son funda-

exceso, cal y cenizas. Entonces se somete a una

mentales la la alimentación controlada de la car carga ga

serie de manipulaciones, entr entre e las cuales las más

y su uniformidad física y química.

import rtantes antes son el enfriam enfriamiento inmediato, para

desprendido sea uniforme.

 as

Polvos

llepreseiitaciói

esquemática esque mática del del proces proceso o SL-ItN.

La mezcla pasa primero por la zona de secado

prevenir la reoxidación, en un tambor refrigerado

y precalentamiento del horno antes de entrar en

con agua, la recuperación de la sustancia carbonosa

la zona de reducción. Se controla la la temperatura

y la separación de la parte metálica por tamiza-

del horno , el grado de metalización , la velocidad de descarga, el exceso de combustible   la tempera-

do, molienda lienda y separaci separación ón magnética agnética y gravimé-

tura del gas de salida y su composición   Asimismo,

Si se trabaja con pelets   un diseño interesante es

hay que regular la la velocidad del horno y las con-

disponer el endurecimiento de los pelets verdes en

diciones de tiro. La temperatura de reducción suele

una parrilla dispuesta antes que el horno rotatorio

ser de 1.050 a 1.1000 C.

por medio de los gases que escapan a 7000 del

El horno puede estar calentado con carbón pul-

trica.

horno.

verizado o fuel - oil o gas, por uno de sus lados, según las necesidades térmicas que dependen de las

Instalaciones

 

funcionamiento o construcción.-

En la tabla II se indican lis instalaciones i nstalaciones actual-

materias volátiles del reductor empleado. Por ejemplo, si el carbón   mezclado con el mi-

mente en funcionamient  

neral , tiene pocas materias volátiles , caso de las

paradas. Destaca el hecho de que algunas de estas

o en construcción o

antracitas y finos finos de coque, se emplean por el

plantas estén paradas, aunque, a nuestro juicio,

lado de salida quemadores de otros combustibles

los motivos se deb deben en   en parte, a aspectos locales

líquidos o gaseosos   Si, por el contrario, se emplean

y particulares   Merece la mayor atención los re-

carbones con muchas materias volátiles   se inyectan éstos por tub t ubos os colocados en el llado ado de salida

sultados que se obtendrán en Acos Finos Piratini, que es la primera planta de aceros especiales de

y orientados para que el desprendimiento de volá-

este procedim p rocedimiento de reducción directa.

DYNA N .'

2 F E B R E R O 1 9 7 4 5 8

 

TABLA 11 Instalaciones

SL-RN gliveld

El proceso de Witbank de la Ilighveld Steel and Vanadium fue diseñado por los técnicos de

Capa-

cidad Miles

LUGAR

Situación en 19 1973 73 1

Meta-

Fecha

de,

ton/año (Pro-

(17)

arranque

O  

ducto)

luchen. luche n. (Curca del Sur).... r)...... .. , ..

19 0

Parada

1969

Glenbr lenbrook ook (Nueva Zelanda elanda). )... .... ....

13 5

Marchando al 90 %

1970

75

En trozos (60 (60 % Fe)

92

Concentrados (58% Fe -

8

 

30 0

Falconbridge (Canadá)..........

Witbank (S. Africa) (1).........

1.100

Mineral

lización

TiO2)

Parada

1971

95

Pelets (1,5 % Ní)

Marchando al 90 °ó

1968

40

En trozos (55 % Fe-I5 % \T2Q5)

Piratini Piratin i (Brasil) (Brasil) ................ .7 0

Puesta en marcha

1973

95

En trozos (67 °,/o Fe.)

  1) Reducción parcial para fabricación de arrabio y aprovechamiento de óxido de vanadio.

Según Boned (15), algunos motivos de las difi-

cultades operatorias del proceso están en lo si-

con termopares de lectura r rápida, ápida, para resolver

ese problema.

guiente :

Datos de consumo y económicos.-En la figura 8 se a) Escaso control de la distribución de te

indica el balance térmico de la operación utilizando

p

un carbón bituminoso.

taras y grado de metalización.

La instalación de Acos Finos Piratini, según no-

b) Escaso contro l de costras en el horno.

e) Averías en la conducción de aire secundario,

ticias particulares, habrá costado 80 dólares/ton

con fuerte consumo de tubos y paradas sub-

anual, pero incluye también esa inversión unidades

siguientes.

auxiliares para la preparación del carbón. Adverti tim mos que por razones políticas políticas se ha montado la

Desde luego la medición continua de la tempe-

planta siderúrgica cerca de un yacimiento pobre

ratura en el horno rotatorio es difícil. Lurgi, al

en carbón. Una planta lanta de 350.000 ton anuales

parecer, ha desarrollado un sist sistem ema de medición,

costaría en el Brasil, pero con suministro parcial

de maquinaria desde Alemania, unos 50 millones de DM. Esta planta podría funcionar, según el siguiente esquema, para una metalización superior

al 93 % por cada 1.000 Kg de esponja de hierro. M n e ra l entro z o s. . ...... ............

Carbón (6.330 Kcal/Kg.) .............. . Dolomita (5 % del mineral)... mineral)....... ........ .... . E n e rg íae léc tric a . . ....................

1.460 Kgs. 640 Kgs. 73 Kgs. 68 Kwh.

C o n s u m od ea g u a . .. .......... ......

Materiales, reparación y mantenimiento..

ubricantes ubric antes y otros, ...... ....... ... . Mano de obra.... - ......... ........

5m3

5,20 DM 0,50 DM 0,25 hora hombre

Perd,da de   orno

C rehusi,bles Pn los humos

Calor soco hin de los humos u ó q

  os

Go cvróoaar os

=vnpomco

PRO CESO 1.3.3. NU EVO PROCES

P

  U

Antecedentes.-El nuevo proceso Krupp se ha

c`p

la hume ed dad

oior rEn rbloen

desarrollado desarroll ado a base de los muchos años de expe-

del w-

riencia en la construcción de hornos rotatorios

Balance térmico del proceso SL-RN.

para reducción del mineral de hierro. hierro. Esta expe-

l desc rg Fig. S.

de

de h er o

DYNA N.' 2 - FEBRERO 1974

59  

ciencia ha sido ahora aplicada al tratamiento tratamiento de

país con 67 % de hierro y se carga en tamaños

minerales de alta ley.

de 5 a 25 mm (tabla 1II). Es importante la composición química del mifundamento del

neral, que no debe tener un contenido de hierro

proceso es similar al del proceso que acabamos de

menor de 65 %. También se debe vigilar su granulo-

considerar. Se emplea un horno rotatorio, en donde

metría, así como su reductividad.

Fundamento del proceso.ceso.-El El

En cuanto al combustible sólido utilizado inte-

se carga mineral junto con un agente reductor só-

resan sus contenidos en materias volátiles, azufre

lido li do y un agente desulfur desulfurante. ante.

El horno se calienta desde el extremo de descarga

y cenizas   así como el punto de reblandecimiento

con un defect efecto o de aire y se di disponen sponen buzas en la

de estas ultimas. Este debe ser, por lo menos, 2000 C

longitud total del horno para soplar aire . Al revés

superior a la temperatura máxima alcanzada en el

del otro proceso estudiado, el suministro de aire

horno.

se hace en la dirección de los gases residuales. Se

En la referida planta de Africa del Sur se em-

intenta mantener la carga a un perfil de tempera-

plean antracita y carbón bituminoso, ambos

tura uniforme entre 950 y 1.050° a lo largo de una

locales.

buena parte del horno. Producto obtenido .-El material que se descarga señala que el proceso pueMaterias primas.-Se señala

del horno es una mezcla de la esponja de hierro,

de ser utilizado tanto con mineral calibrado de alta

del exceso de combustible sólido , del agente desuh

riqueza como como con ffinos inos concentrados en forma de

furante y de las cenizas y sale a una temperatura

En la planta africana de Dunswart, que

de cerca de 1.0500. Después de su enfriamiento ha de

es donde está montada la única instalación Krupp

separarse la esponja de los materiales extraños,

se emplea mineral granulado del

obteniéndose un producto de una granulometría

pelets  

funcionando ,

TABLA III de la esponja de hierro obtenida Composiciones medias de las materias primas empleadas y de en la instalación Krupp, de A,frica del Sur

Tamaño mm1

Fe tot ta al 1 00

S O

3,0

.5 2 5 i6 5 6 8 . . ...... . ....... . Mineral surafrieano

 

M e ta liz a -o

l ? c t o a S

Esponja de hierro. .......

1 9 3 0 0 3 100

91,8

Tanta-

Hume-

ño

dad

ntm.

%

t;

Análisis químico CU   Kcal/Iig

  _

o

CT

Antracita.... ntracita........ .... . - 6 1

5

78 8

Carbón... ....... . . . 10

2

55-60

%

S

VM oniza onizas s

81

25-30

9-11

0,9-1,1

6.900

14-17

0,8-1,0

i;.100

Análisis químico Tamaño mm

Dolomita ........ ......... . 1-3

DYNA N .° 2 - FEBRERO 1974

% Si02

. 2,3

Fe 0  x

1 0,3

 

% Ca O 1 % M gO

31

21

A1,0, A1,0,

0,35

 

análoga al de la carga, carga, excepto los finos finos que se magnético, de t tam amaño inferi inferior or a un mm, se consi-hayan podido formar. El grado de metalización metalización que han obtenido en la instalaci instalación ón en marcha de

deran materiales para la escombrera. El gas caliente, que sale del horno a una temperatura de 800 a 8500 C, se somete a una separación

Dunswart ha sido de 92 %.

del polvo y se enfría a 600° C por chorros de agua Descripción del proceso (Fig. 9).-Las materias

primas proceden de sus respectivas tolvas de alma-

y hasta 1600 C por un refrigerante tubular pasando

finalmente por un sistema de filtros.

Fig. 9. Esquema del nuevo proceso Krupp,

cenamiento y se pesan en las mismas cintas trans-

Instalaciones en funcionan tiento o construcción.-

portadoras que transportan transportan su mezcla al horno.

Como hemos dicho, la única instalación construida

Hay tamices debajo de la tolva del mineral, para

es la de Dunswart, en Africa del Sur, que tiene una

impedir que pasen al horno las.partículas inferio-

capacidad anual de 150,000 ton ton de esponja de

res a 5 mm en un porcentaje superior al 5 %.

hierro hierr o y que se ha puesto en marcha en junio de

El carbón bituminoso dispone de una tolva es-

1973. Alimentará a una miniacer iniacería, ía, produciendo

pecial y después de su molienda y secado se in-

100.000 ton anuales de acero. Han tenido diversas

yecta en el horno con aire.

El horno de Dunswart tiene 73,5 m de largo y un

diámetro interior, con refractario, de 4,1 m. A. la salida del horno el producto obtenido pasa

a un enfriadero rotatorio, que en la instalación, ya

TABLA IV Datos prev previst istos os para una instalación Krupp de reducción de 300,000 300,00 0 ton de esponja de hierro

construida, constr uida, es de 13 m de longitud y 2,5 m de Calibrado

diámetro. Allí se enfría hasta 1500 C, a base de un enfriamiento, tanto directo como indirecto, por agua, lo más rápido posible para evitar l la a reoxi-

dación.

Las partículas de la espon esponja ja de hierro superiores a 5 mm se separa separan n por tamizado y las fr fracciones acciones

Mate terias rias primas

Mineral de 67 % Fe, Kg....... entonita, Kg.. .......... . . . Reductor y combustible, Geal. Dolomita (o caliza), Kg........

menores, me nores, por separadores magnéticos. La part parte e no

Mano de obr Mano obra, a, h........... h...... ........ ... Mantenimiento, DM..........

coque recuperado y las partículas no magnéticas,

. . . . . . . . . . Refra efractar ctarios, ios, Kg.. . Energía eléctri eléctrica, ca, Kwh.... h....... .....

de 1 a 3 mm, se pasan a un dispositivo neumático

A g u a ,m 3.............. .

magnética, de 3 a 5 mm, est está á constit constituida uida por el

para separar el coque de la ceniza y del agente sulfurante. Estos último últimos y t todo odo el material no

Concen

trado (1)

Materiales consumibles, D.M.... (1) 2' o se incluye la molienda.

.430 (seco) 1.430 (seco 12

3 6 4 03 6 6 6

04 4 00

0,45

4 80

3 3 5

6 5

1510 1 65 1 80

DYNA N.° 2 - FEBRERO 1974

61

 

dificultades para la puesta en marcha, marcha , todas ellas

desde los depósitos de materias prim primas a los de-

de carácter mecánico , pero co. alguna campaña

pósitos del producto prerreducido. La instalación

han logrado el 86 % de la capacidad garantizada

montada en Africa frica del Sur, y cuya construcción construcción

sobre sob re un período de 2 2.000 .000 h horas. oras.

duró de 1971 a 1973   ha costado 34 millones de

marcos, y lo que se considera propiamente la insDatos de consumo consumo y económ icos .-El consu consumo mo de

talación talaci ón de reducción directa, ha sido el 70 % de

esta cifra.

energía ha sido de 4 Geal por ton de esponja de

aunque se espera que bajará

En la tabla IV se indican algunos datos que

cuando aumente la producción   Basados en costos

pueden servir para calcular los costos de produc-

europeos , una instalación capaz de producir 300.000

ton/año de esponja de hierro necesita un capital

ción de una instalación de este tipo. Hemos respetado los valores en DM (marcos alemanes), por-

de 135 DM por ton anual inst instalada, alada, s siempre iempre que

que son datos dados por el fabricante para condi-

se utilice mineral adecuado. Este coste incluye,

ciones alemanas. alemanas.

hierro producida ,

 C o n t i n u a r á

Concurs o

Nacional de la C

t é c n i cos s ob r e s egu r i d a d La Comisión de Seguridad en la Industria Sidero-

 

. 1. S. d e artículos

lene en el tra bajo Los autores o directores de las revistas, re

metalúrgica ( (C.S.I.S,), C.S.I.S,), asociación no lucrativa, que

a la Secretaría de la C.S.I.S. dos ejemplares de la

componen un centenar de empresas es españolas pañolas y

correspondiente revista en que aparezca el artículo

que tiene como objetivo primordial la prevención

que concursa , adjuntando una carta en la que se

y la seguridad en el trabajo, viene convocando des-

autoriza la reproducción y publicación del mismo,

de hace unos años concursos de Prensa, al objet objeto o

así como los datos personales del autor o autores.

de estimular, publicitar y concienciar en todo lo

referente a la lucha contra el accidente de trabajo. El convocado este año, I.X. Concurso, tiene tiene como

característica principal la de que los artículos han de ser publicados en revistas técnicas.

Los art artículos ículos deberán haber sido publicados en revistas técnicas españolas, incluida la propia re-

Se establecen los siguientes premios : Primer premio de 30.000 pesetas. Segundo premio de 15.000 pesetas. Tercer premio de 10.000 pesetas. Se establece como fecha límite para la recepe

on

de los trabajos trabajos en la Secretarí ecretaría a General de la'

C.S.I.S., el día 10 de septiembre y el fallo se hará vista de la C. C.S S.I.S .I.S., «Revista Seguridad», en el

período de 1 de septiembre de 1973 a 31 de agosto

público antes del 30 de octubre de 1974.

de 1974 y tratar sobre alguno de los aspectos téc-

Dirección a que se enviarán los artículos : Secre-

nicos, médicos, legales, sociales, etc., de la segu-

taría de la C.S C.S.I.S. .I.S. (IX Co Concu ncurso rso de Prensa), Apa Aparr-

ridad e higiene en el trabajo. trabajo.

tado 195, kVILES.

Por su tirada mensual y por los lectores a quienes va dirigido, DYNA

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2 F E B R E R O 1 9 7 4 6 2