Siderurgia: Reducción Directa
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72.02 INDUSTRIAS I Proceso de fabricación del acero Procesos de Reducción Reducción Directa Tecnologías Reducción - Fusión Ing. Jorge Nicolini 2/2016 VÍAS DE FABRICACIÓN DEL ACERO COQUE HIERRO ACERO MINERAL Y/O AGLOMERADO GAS NATURAL CARBON ALTO HORNO REDUCCIÓN DIRECTA ARRABIO FUNDIDO - ESCORIA HIERRO ESPONJA PELLET METALICO ACERIA AL OXIGENO ACERIA ELECTRICA ACERO LÍQUIDO CARBÓN MINERAL Y/O AGLOMERADO FUSIÓN REDUCCION Distribución de las plantas productoras de acero latinoamericanas REDUCCIÓN DE MINERALES DE HIERRO REDUCCIÓN: REDUCCIÓN INDIRECTA: 2FeO + C = 2Fe +CO2 Minerales: Hematita (óxido férrico) Fe2O3 Reacciones principales en el Alto Horno: A) FeO + C = Fe + CO Endotérmica (RD) B) Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 Exotérmica (RI) Magnetita (óxido ferroso – férrico) Fe3O4 Wustita (óxido ferroso) FeO REDUCCIÓN DIRECTA Entrada: Mineral de hierro calibrado – Pellets Salida: HDR (hierro esponja) Pellets metalizados H. Total Pellets de óxido - kgs Pellets metál. - kgs 64 64 H. Metálico 0 (54.5) Oxígeno 28 2.7 Ganga 6 6 Agua 2 0 Carbono 0 1.5 100 74.2 Grado de Metalización (%) = H.metálico/H. total= 54.5/64 = 85% Agentes Reductores: C - H2 - CO CLASIFICACIÓN DE PROCESOS : Reductor Horno Clase Sólido Rotativo SL/RN Cuba Midrex Energiron/HL Fluidizado Fior Finmet Circored Hornos de solera rotatoria Fastmet ITkm3 Gaseoso REDUCCIÓN DIRECTA – Reductor Gaseoso Reacciones de Reducción 3Fe2O3 + H2 ======= 2Fe3O4 + H2O Fe3O4 + H2 ======= FeO + H2 ======= 3FeO + H2O Fe+ H2O 3Fe2O3 + CO ======= 2Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO ======= FeO + CO ======= CO2 + C ======= 3FeO + CO2 Fe+ CO2 2CO REDUCCIÓN DIRECTA : MIDREX PROCESO MIDREX – Gas Natural PROCESO MIDREX – Gas Natural REDUCCIÓN DIRECTA : ENERGIRON ZR d d ELECCIÓN DEL MÉTODO: RD - ALTO HORNO CAPACIDADES DE PRODUCCIÓN: AH. - CONV. PRODUCCIONES > 2000000 Tons/año RD. - HE. PRODUCCIONES < 2000000 Tons/año PRODUCCIÓN MODULAR DE RD.: FLEXIBILIDAD DISPONIBILIDAD DE GAS NATURAL, MINERAL DE HIERRO Y ELECTRICIDAD A BAJO PRECIO. DISPONIBILIDAD DE CHATARRA EN PRECIO Y CALIDAD ºC Afino en el convertidor Utilización del calor sensible y de las reacciones del C y Si Alto horno – completamiento de la reducción Eliminación de la ganga Desulfuración Incremento en elementos termógenos (C y Si) 1600 1400 Alto horno Etapa de Reducción 1200 1000 Afino en horno eléctrico Eliminación de la ganga (Consumo energético externo.) 800 Pérdida de calor sensible de la esponja 600 Reducción parcial del mineral (y carburización) (la ganga queda incluida) 400 200 100%Fe 90% 80% 70% 60% PORCENTAJE DE HIERRO TOTAL EN FUNCION DE LA TEMPERATURA DE EVOLUCIÓN EVOLUCIÓN DEL CONTENIDO DE OXÍGENO Tecnologías: Reducción – Fusión gas de salida gas reductor calibrado/pellets carbón REDUCCIÓN GASIFICACIÓN FUSIÓN REDUCCION FINAL oxigeno arrabio/escoria Unidad Reductora Unidad Fusión Tecnologías: Reducción – Fusión Tecnologías: Reducción – Fusión COREX calibrado/pellets carbón lavadores gas de tope Reactor: Reducción Reactor: Fusión - gasificación gas reductor Gas de enfriamiento polvos arrabio/escoria oxigeno Tecnologías: Reducción – Fusión
