Estrategias para el uso hierro esponja en la cadena de valor de la

BIBLIOGRAFÍA AL DÍA
Estrategias para el uso hierro esponja en la cadena
de valor de la siderurgia integrada
Strategies to use direct reduced iron in the integrated steel value chain
Patel, N.; Cameron, I.; Gordon, Y.
METEC & 2nd ESTAD 2015, Düsseldorf, Germany, June 2015
Se trata de un trabajo de consultores de
Hatch. La motivación es el creciente interés
en la producción de hierro esponja (DRI) en
América del Norte, debido a la mejora en los
precios del gas natural. Esto se ha materializado hasta ahora en dos plantas de
reducción directa, una operada por Nucor
Steel y la otra por voestalpine.
El estudio se basa en cuatro casos: un caso
base correspondiente a una planta integrada
que produce 3,3 Mt de bobinas laminadas
en caliente (HRC) y en los otros tres se
adiciona un módulo de DRI a una planta
integrada (ver tabla 1).
En el caso base, se asume una operación
con 100% de pellets, inyección de gas
natural y carga de 20% de chatarra en el
BOF. Se hace el balance de energía. En los
casos restantes el 20% del gas de coquería y
el 100% del gas de BOF se dirigen a la planta
de DRI en lugar de la central térmica en que
son consumidos en el caso base. Hay que
TABLA1. Casos analizados
Caso
Detalles
1
Caso base: planta integrada norteamericana
3,3 Mt/año.
Producción de DRI y carga al alto horno 200
kg/t arrabio. Venta de acero y DRI sobrante.
Producción de DRI y carga al BOF 90 kg/t
acero. Venta de DRI sobrante.
Producción de DRI y carga al alto horno 200
kg/t arrabio y al BOF 90 kg/t. Venta de acero
y DRI sobrante.
2
3
4
agregarles gas natural para obtener la
calidad necesaria. Se lo reforma o no según
la tecnología que se escoja para la planta de
reducción directa.
Para la definición del tamaño de la planta de
DRI se seleccionó un criterio: implementar
una planta de 1,5 Mt/año y vender el exceso
de DRI, para mejorar la escala y el negocio.
La carga de DRI en el alto horno se limitó a
200 kg/t, sobre la base de experiencias en
AK Steel Middletown (AH N° 3) y Tata Steel
IJmuiden (AH N° 6). La carga de DRI en
BOF está menos documentada. Se ha
cargado en la caja de chatarra y por la parte
superior, con menos reacciones en este caso
último caso. Una carga de más de 95 kg/t
genera riesgo de desbordes de escoria. Por
cada 25 kg DRI/t acero líquido, se necesita
una carga adicional de 1,5 t arrabio/t acero
líquido, para mantener el balance térmico.
Se concluye que la introducción de una
planta de DRI en una acería integrada puede
aumentar la producción de acero, reducir la
compra de chatarra y vender DRI o HBI en
exceso. El uso de DRI en reemplazo de
chatarra o para aumentar la producción de
acero tiene una fuerte tasa de retorno
cuando se consideran las ventas de DRI. La
planta de DRI debería implementarse
cuando se pueda alcanzar el mínimo costo
operativo y la mejor logística en la cadena
de valor desde la minería del hierro hasta
el colado del acero líquido.
TABLA 2. Estimaciones de costos de inversión y operativos, ingresos por ventas adicionales y retorno del proyecto
Caso
1
2
3
4
Descripción
Unidades
Caso base
DRI al AH
DRI al BOF
DRI a AH y BOF
Capacidad de la planta
kt HRC/a
3.281
3.770
3.260
3.747
Capacidad de DRI
kt DRI/a
-
1.492
1.551
1.546
Costo de capital de planta de DRI
M USD
-
629
644
643
Costo operativo unitario
USD/t HRC
451,2
462,1
446,6
450,2
Costo operativo anual
M USD/a
1.480
1.742
1.456
1.689
Costo DRI para la venta
M USD/a
0
158
241
96
Venta anual de HRC
M USD/a
2.198
2.526
2.184
2.511
Venta anual de DRI
M USD/a
0
293
450
179
Ganancia antes de impuestos
M USD/a
718
919
937
906
Aumento de ganancia antes de impuestos con
M USD/a
-
201
219
188
%
-
24,7
26,1
22,8
respecto al caso base
Tasa interna de retorno antes de impuestos