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G.P. NUEVA GENERACIÓN LEMA: Un hierro esponja bien reducido dará un acero fortalecido
PLANTA DE
REDUCCIÓN
DIRECTA
“USO DE COMBUSTIBLE ALTERNATIVO EN LOS
HORNOS ROTATORIOS DE REDUCCIÓN DIRECTA”
Proyecto:
Planta de Reducción Directa Corporación Aceros Arequipa Ciudad-Pisco
Acumulación de Residuos Orgánicos en Planta
PROBLEMA
AMBIENTAL
PROBLEMA
AMBIENTAL
Zona de Procesamiento de Chatarra Almacenamiento del Desecho Orgánico
Combustión del Desecho Orgánico Combustión del Desecho Orgánico
Descripción del Problema •Costo de nuestro carbón.
* El proceso de Reducción Directa consiste en la reducción de los óxidos de hierro
mediante un agente reductor, (CO), obtenido a partir del carbón en nuestro caso
este tiene como objetivo eliminar el oxigeno del pellets.
• El carbón bituminoso por ser un combustible fósil con alto contenido de material
volátil, proporciona la energía necesaria para la producción del hierro esponja.
Su uso es indispensable para el proceso.
El carbón por ser el segundo recurso energético en el mundo a nivel industrial,
se hace cada vez mas escaso esto a ocasionado que.
Vista interna del horno rotatorio
Zona de inyección
Ingreso del Carbón Bituminoso
Zona de alimentación
Impacto del Problema
El precio del Carbón se incremente año tras año trayendo como
consecuencia que se eleve los costos de producción.
96.29
108.24
96.5
125.00
0
20
40
60
80
100
120
140
2007 2008 2009 2010 2011 2012
US
$/
ton
Impacto del Problema
Encarecimiento del costo de
producción del hierro esponja
Encarecimiento global del
costo del acero
Elevado costo del producto
terminado
a) Los esfuerzos que se han podido lograr en disminuir el consumo del carbón
bituminoso por efecto de la antracita y del uso del gas natural en nuestro proceso
han contribuido a bajar el costo de producción.
b) Disminuir aún más el consumo de carbón por un material que tenga la capacidad
de reducir el mineral de hierro, bajando los costos, manteniendo la producción,
sosteniendo la calidad y sin impactos ambientales significativos es el objetivo
principal que nos hemos trazado.
Objetivo
Reducir el consumo del carbón bituminoso en la zona de inyección de los hornos rotatorios en un.
10%
Soluciones
¿ Cómo vamos a reducir en un 10% el consumo de carbón bituminoso si
no contamos con combustibles alternativos en nuestro país ?
por lo que buscaremos alternativas en los distintos residuos que existen
con características similares al carbón.
2962
4199
5718
6793
8000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Desecho de Char
Desecho organico
Desecho deDolochar
CarbónBituminoso
Carbón deAntracita
11 t/d
12 t/d
25 t/d
38 t/d
Material
Desechos de Dolochar:
Residuo actualmente utilizado
por el área de Acería.
Desecho Orgánico:
Material sin uso alguno.
Desechos del Polvillo del Bag House:
Existe un proyecto en planta para su uso.
Desechos de Char:
Tema de proyecto de otro
grupo de progreso.
Generación de desechos de la corporación
Poder calorífico de los insumos y desechos de planta (kcal/kg).
• La cantidad de DESECHOS que se generan por día, EL COSTO que representa
almacenarlos, el grado de inflamabilidad y el daño que se ocasiona al MEDIO
AMBIENTE, fue un factor muy importante para determinar el uso del DESECHO
ORGANICO como combustible alternativo en remplazo parcial del carbón
bituminoso.
Detalles para el uso del material orgánico
Uso del material Orgánico
Material orgánico a Granel Inyectar al Interior del Horno
Rotatorio
1. Lograr la segregación del material orgánico contenido en el Residuo de fragmentación de chatarra.
2. Pruebas de inyección de material orgánico a granel.
Prueba Preliminar de Inyección al Horno Rotatorio
• Prueba efectuada que duro 48 horas.
• Se usó material orgánico 300kg/h ( plástico, madera, jebe, etc.).
• Se reemplazó 300 kg/h de carbón bituminoso y 50 m3/h de gas natural.
• Los inconvenientes que se tuvieron fueron, obstrucciones de material en
el inyector neumático y en la malla de faja inyección BC-23.
• Al final de la prueba se mantiene perfil de temperaturas en el horno, nivel de
calidad ( GM = 90% ) y textura del producto,
• El beneficio bruto de la prueba fue 1150 US$/día.
• Se programará prueba de mayor duración.
Objetivo Remplazar parcialmente el consumo de carbón
bituminoso por desecho orgánico:
7,2 t/día
1.- Problema: LAS CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL SON MUY
VARIABLES
CAUSA RAÍZ: ES UN MATERIAL QUE NO TIENE FORMA, TAMAÑO NI
PESO DEFINIDOS
2.- Problema: PRESENTA RIESGO A LA SALUD POR MANIPULEO
Causa Raíz: LA INYECCIÓN SE REALIZABA MANUALMENTE
3.- Problema: EL SISTEMA DE INYECCIÓN ES INAPROPIADO
Causa Raíz: OCASIONA OBSTRUCCIONES AL INYECTOR NEUMÁTICO Y A
LAS MALLAS DEL SISTEMA DE INYECCIÓN
Faja de carga de
material
Malla anti –atoro
Del inyector
Inyector neumático
de carga al horno
Tubo de inyección
de ingreso al horno Soplador de aire
Inyector neumático de
carga al horno
Residuos Orgánicos
de características variables
CONCLUSIÓN
Debido a las características heterogéneas del
material y de la manera manual que es inyectado el
residuo orgánico a los hornos, vamos a trabajar en el
acondicionamiento del material a inyectar.
Dándole forma, tamaño y consistencia similares al
carbón .
Prueba de Inyección del Material Orgánico al Horno Rotatorio N°1
Carbón
mix bituminoso
Antracita
fina
Horno
Soplador de Aire
Inyector neumático
Chute de caída
Malla
Tolvas de almacenamiento
Tubo de inyección de
Carbón
Balanzas
Material
orgánico
Personal que alimenta
manualmente
Faja transportadora
Carbón mix
bituminoso
Antracita
fina
Horno
Soplador de Aire
Inyector neumático
Chute de caída
Malla
Tolvas de almacenamiento
Tubo de inyección de
Carbón
Balanzas
Faja transportadora
Nueva Tolva
Material
Orgánico
Moto reductor
Dosificador
Nueva faja
transportadora
Situación Propuesta para la inyección de Material Orgánico
Material Orgánico con Características Variables
Prensa hidráulica Briquetas Orgánicas
Proponemos briquetear el material orgánico.
Situación del material orgánico en la prueba realizada
Situación Propuesta: Briqueteado de Material Orgánico
Briquetas Orgánicas
Prensa Hidráulica
Material Orgánico
Sin Compactar
Material Orgánico
Compactado
Briquetas Orgánicas
1ra Mejora Acondicionamiento e instalación de Equipos
2da Mejora Producción de Briquetas Orgánicas
Abastecimiento de Orgánico Faja de alimento
Prensa hidráulica de producción
De Briquetas
Mezcladora de material
Orgánico + agua + silicato
Briqueta Orgánica como producto
Final
3ra Mejora implementación de Equipos en la zona de Inyección
EVALUACIÓN DE LOS OBJETIVOS:
G.P. Nueva Generación – Planta de Reducción directa
( 30%) 7.7 t/d
Ratio de consumo de carbón t/t producida
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
antes Meta
Consumo de Briquetas Orgánicas t/d
2
4
6
8
10
antes Meta
0,22 7.2 t/d
actual actual
0,25
0 t/d
Fuente: C/Procesos/resprod2011.xls (PC Operaciones) Fuente: C/Procesos/ parte de hornos 2011.xls (PC Procesos)
0,17
( 10%)
Monitoreo de Emisiones Gaseosas Durante la Prueba
Limite Máximo Permisible: 2000 mg/Nm3 Limite Máximo Permisible: 320 mg/Nm3
Limite Máximo Permisible: 1437.5 mg/Nm3
Dióxido de azufre: 530,91 mg/Nm3
Oxido de Nitrógeno: 55.92 mg/Nm3
Monóxido de carbono: 48.20 mg/Nm3
Los resultados obtenidos con respecto al:
Donde los resultados alcanzados durante la prueba no han sufrido variación alguna debido a que estos se encuentran dentro los objetivos de calidad de nuestro producto.
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312 336 360 384 408 432 456 480 504 528 552 576 600 624 648 672 696 720
ton
ela
das
INYECCIÓN DE CARBÓN
Briquet Carb. Bitum. Mix Carb. antrac Fina
Inicio de Inyección
de Briquetas 0.30 t
Baja la inyección
de carbón
1.35 a 1.15 t
1.05 ton.
0.32 ton
Ahorro en el Consumo de Carbón
Consumo de carbón Antes de la Prueba
Junio – 2011
1,004 t/mes. Promedio.
Consumo de carbón Prueba de Briquetas.
Agosto de 2011
801 t/mes. promedio
AHORRO: 203 t/mes.
Inversión del Proyecto
Inversión total: $ 94,790
El costo de ejecución y puesta en marcha del proyecto de mejora fue de :
Beneficio Económico
Ahorro Anual: $ 387,140
Ahorro en el consumo de carbón:
Para efectos de cálculo se considera un ahorro de carbón de 0.225 t/h que se deja de
alimentar, por remplazo de las briquetas orgánicas.
Ahorro por hora/horno: : 24.08 US$/h
Ahorro por día para 2 hornos: : 1156 US$/día
Retorno de Inversión
Retorno de inversión: 82 días.
REDUCCIÓN DEL COSTOS DE PRODUCCIÓN:
Producción anual: 95,000 t de hierro esponja.
Reducción del costo: 387,140 US$ = 4.08 US$/T.H.E 95,000 t
Retorno de Inversión : 94,790 US$ =
1156 US$/día
El G.P. “Nueva Generación” se compromete a seguir aportando mejoras
que contribuyan con el desarrollo de nuestra empresa y así continuar por
el camino de calidad
Combustible Alternativo
Ahorro por disposición de RR.SS. Recuperación Magnética
PROBLEMA
AMBIENTAL
Nuestro proyecto consistió en darle uso al desecho orgánico,
transformándolo como combustible alternativo en remplazo
parcial del carbón bituminoso en el proceso de los hornos de
reducción Directa.
Corporación Aceros Arequipa S.A., se ha convertido en la PRIMERA INDUSTRIA
NACIONAL en incorporar a sus procesos el uso de Combustibles Alternativos
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