DESARROLLO TECNOLÓGICO PARA EL USO DE FINO DE PELLETS EN REDUCCIÓN DIRECTA GRUPO DE PROGRESO IMPULSO METALÚRGICO

DESARROLLO TECNOLÓGICO PARA EL USO DE FINO DE PELLETS EN REDUCCIÓN DIRECTA GRUPO DE PROGRESO IMPULSO METALÚRGICO

PROBLEMA PELLETS DE MINERAL DE HIERRO Óxido - Fe total: 66% PLANTA DE REDUCCIÓN DIRECTA HORNOS ROTATORIOS HORNO ELÉCTRICO FUSIÓN DE ACERO Metal con Fe total: 90% DRI Ó HIERRO ESPONJA

PROBLEMA RUMA DE PELLETS PLANTA DE REDUCCIÓN DIRECTA HORNOS ROTATORIOS Pellets +2.8mm (95% aprox.) ZARANDA Fino de Pellets Fino -2.8 mm (5% aprox.) COMPOSICIÓN QUÍMICA: Fe total: 59% TAMAÑO: 100% Menor a 2.8 mm Fuente: Laboratorio Químico Fuente: Planta de Reducción Directa

PROBLEMA Año 2020: 60 000 t

IMPACTO DEL PROBLEMA -Pasivo ambiental -Ocupa espacio -Dispersión por viento y manipulación

Por qué no se usa en la Planta de RD? 1 2 3 Porqué no se usa? El tamaño del Fino de Pellets no cumple con los parámetros de fabricación del Hierro Esponja La Temperatura del horno puede llegar a fundir al Fino de Pellets El Fino de Pellets sería arrastrado a la salida de polvos de la Chimenea Explicación Debe ser mayor a 6.3 mm.menores tamaños se encostran en la pared del horno Menor masa(menor tamaño) se funde con mayor rapidez. Al ser de tamaño fino se comporta como un material pulverulento. El Fino de Pellets no puede ser usado en RD por su tamaño Fino VARIOS PROCESOS DE INCREMENTO DE TAMAÑO

Cómo aumentar el tamaño? El fino de pellets puede ser Briqueteado.

El problema de las Briquetas DURANTE LA FABRICACIÓN DURANTE LA REDUCCIÓN DIRECTA Aglomeración Deficiente No resiste Temperaturas superiores a 900 C Se degrada con facilidad Se degrada durante el Proceso (rotación del horno) FINOS Briquetas degradadas DRI degradadas

Definición de Objetivos OBJETIVO N 1: OBJETIVO N 2: Resistencia a la Compresión: 240 kgf promedio %Finos que se generan durante la Reducibilidad: 10% máximo 270 260 262 256 Resistencia a la compresión, kgf 250 240 230 220 242 248 246 248 Valores promedio por encima de 240 kgf 210 200 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Año Fuente: Laboratorio Químico

Las briquetas de Fino de Pellets se degradan durante su manipulación y también en el proceso de Reducción Directa -Explotan por contener alta humedad. -Las briquetas están mal conformadas. -El aglomerante usado no es el adecuado. -La briqueteadora no tiene mucha presión para comprimir. -El fino de pellets presenta residuos. La reacción de reducibilidad altera los aglomerantes Se usan aglomerantes Orgánicos Los aglomerantes no cumplen las condiciones para RD Tiene bajo punto de Inflamación El aglomerante no resiste altas temperaturas de Reducibilidad.

SOLUCIONES

ACTIVIDADES DE MEJORA DESARROLLAR O MODIFICAR AGLOMERANTES PARA LA FABRICACIÓN DE BRIQUETAS 1. Pruebas con diferentes aglomerantes orgánicos e inorgánicos 2. Pruebas con adición de compuestos para soportar altas temperaturas 3. Desarrollo de Aglomerantes con Proveedores Nacionales o de Importación

BRIQUETEADO MANUAL

Horno de Pruebas de Laboratorio PANEL DE CONTROL CALENTAMIENTO POR RESISTENCIA ELÉCTRICA CONTROL DE INGRESO DE GASES HORNO ROTATORIO

ESQUEMA DE EXPERIMENTOS PRUEBAS DE REDUCIBILIDAD DE REDUCIBILIDAD DE BRIQUETAS ESTANDAR CARGA FeT: 65.5% Fe2O3: 92.3% SiO2: 3.5% S: 0.04% CF: 53.5% MV: 38.9% CNZs: 7.6% S: 1.1% H2O: 5% Pellets: 1 000 g. BRIQUETAS Carb. Bitum.: 802 g. Caliza Dolom.: 50 g. CaCO3: 70.4% MgCO3: 23.8% SiO2: 0.6% S: 0.008% R2O3: 3.0% N2 2 LPM CARBÓN CALIZA HORNO DE RESISTENCIA ELÉCTRICA REFRACTARIO RESISTENCIA ELÉCTRICA 1050 C Thermocupla RESISTENCIA ELÉCTRICA REFRACTARIO V: 8 RPM PERFIL DE TEMPERATURA DE EXPERIMENTOS DE REDUCIBILIDAD ESTANDAR 1050 C T C Reducción Enfriamiento PRODUCTO GASES: CO, CO2, otros. MATERIAL MAGNÉTICO: aprox. 700 g. DRI: FeT: 94.0% Fe : t 88.6% = 84.0 G.M: 94.3% FeG= C: 0.04% 89.0 G.M. S: 0.041% = 92.0 MATERIAL NO MAGNÉTICO: aprox. 250 g CF: 47.1% MV: 3.8% CNZs: 49.1% S: 1.375% NITRÓGENO: 2 LPM 25 C 0 1 2 3 34 5 56 TIEMPO EN HORAS

1. PRUEBAS CON AGLOMERANTES ORGÁNICOS E INORGÁNICOS CELULOSA DEXTRINAGRAFICOL MELAZA SILICATO CEMENTO BENTONITA LIGATAC ALMIDON POLVO 8080 DILUIDA DE SODIO PORTLAND SODICA CAL (POLVO)

ANÁLISIS DE RESULTADOS 240 Kgf en Pellets 1 er Objetivo cumplido AGLOMERANTE 10% en Pellets 2 do Objetivo Falta Optimizar

2. PRUEBAS CON ADICIÓN DE COMPUESTOS PARA SOPORTAR ALTAS TEMPERATURAS Mezcla de compuestos con diferente punto de fusión. Pruebas de Fusión alta Temperatura con distintos aglomerantes

3. DESARROLLO DE AGLOMERANTES CON PROVEEDORES NACIONALES O EXTRANJEROS DESARROLLO DE DEXTRINA CON COMPUESTOS QUE RESISTEN ALTA TEMPERATURA NACIONALES IMPORTADO

3. DESARROLLO DE AGLOMERANTES CON PROVEEDORES NACIONALES O EXTRANJEROS ENSAYOS DE REDUCIBILIDAD CON DIFERENTES MEZCLAS

3. DESARROLLO DE AGLOMERANTES CON PROVEEDORES NACIONALES O EXTRANJEROS <10% FINOS 2do OBJETIVO CUMPLIDO

MECANISMO DE ENDURECIMIENTO DE LA BRIQUETA DURANTE SU REDUCIBILIDAD GRANOS DE FINOS DE PELLETS BRIQUETA A TEMPERATURA AMBIENTE HIERRO ESPONJA BRIQUETA AL INGRESAR AL HORNO (850GC) BRIQUETA EN TEMPERATURAS DE REDUCIBILIDAD (1050GC)

Acuerdo para Campaña Industrial COMUNICACIÓN ENTRE JEFATURAS DE METALURGIA Y REDUCCIÓN DIRECTA CAMPAÑA DEL 9 AL 11 DE ABRIL 2013

Fabricación de Briquetas Industriales Maquina Briqueteadora Descarga de briquetas

SECADO DE LAS BRIQUETAS AL MEDIO AMBIENTE (3 DÍAS)

400 350 300 250 200 150 100 50 0 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE BRIQUETAS ALIMENTADAS AL HORNO DE REDUCCIÓN DIRECTA 349.9 237.9 Resistencia a la compresión, Kgf 09:15 11:15 13:15 15:15 17:15 19:15 21:15 23:15 01:15 03:15 05:15 07:15 09:15 11:15 13:15 15:15 17:15 19:15 21:15 23:15 01:15 03:15 05:15 07:15 09:15 11:15 Promedio Briquetas:292.7 Kgf Promedio Pellets: 240.0 Kgf 9 Abril 10 Abril 11 Abril Hora de extracción de la muestra

PRUEBA PILOTO CAMPAÑA INDUSTRIAL EN HORNOS DE REDUCCIÓN DIRECTA ABRIL-2013

PRODUCTO OBTENIDO DE LA PRUEBA HIERRO ESPONJA DE BRIQUETAS

GRADO DE METALIZACIÓN BRIQUETAS PELLETS Grado Metalización Promedio DRI Pellets : 92.0 % 100 97.3 96.0 95.1 90 92.0 90.5 92.0 92.8 91.5 93.6 93.4 92.0 92.7 89.5 93.3 92.6 92.7 93.3 91.5 90.1 89.1 89.0 89.0 90.8 88.6 80 70 60 50 40 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 Grado de Metalización, % Grado Metalización Promedio DRI Briquetas: 91.8 % 9 Abril 10 Abril 11 Abril Hora extracción de la muestra

BRIQUETAS REDUCIDAS

BENEFICIO ECONÓMICO

PELLETS MINERAL DE HIERRO BRIQUETAS DE FINO DE PELLETS $/ t Pellets: 169.00 $/ t Mineral: 131.00 $/ t BRIQ.: 68.00 $/ t DRI: 379.57 FUENTE: PLANEAMIENTO DE COSTOS $/ t DRI: 332.43 $/ t DRI: 283.00

AHORRO POR FABRICACIÓN DE BRIQUETAS Costo $/t DRI Pellets DRI Briquetas Diferencia 378.00 283.00 95.00 Peso de Hierro Esponja en 1 colada: 7.96 toneladas Ahorro en 1 colada: 95.00 x 7.96 = 756.2 $/colada Fuente: Costo de Fabricación de Briquetas: Reducción Directa y Costo en Reducción Directa estimado Cálculos por Logística

COSTO EN HORNO ELÉCTRICO SiO2: Hierro Esponja de Pellets Hierro Esponja de Briquetas Diferencia 6.1 % 7.1 % 1.0% COSTO CALCULADO POR ACERÍA PARA COLADAS CON 1% SiO2 adicional = 3.19 $/t acero COSTO POR COLADA = 62 t/colada x 3.19 $/t = FUENTE: ING. MICHAEL LECCA - COSTO DE ACERÍA 197.78 $/col.

BENEFICIO ECONÓMICO POR COLADA AHORRO POR FABRICACIÓN DE BRIQUETAS: + 756.20 COSTO EN HORNO ELÉCTRICO: - 197.78 BENEFICIO ECONÓMICO $/COLADA: 558.42 BENEFICIO ECONÓMICO POR USO DE 500 t DE BRIQUETAS EN 500 t DE BRIQUETAS SE OBTIENEN: 500/1.54 = 325 t DRI EN 325 t DRI SE OBTIENEN: 325/7.96 = 41 COLADAS PARA 41 COL., BENEFICIO ECONÓMICO ES DE 41 X 558.42 = FUENTE: CÁLCULO DE INVESTIGACIONES METALÚRGICAS 22 895.22 $

Promedio 3 últimos años: 4 121 t/año BENEFICIO ECONÓMICO

POSIBILIDAD DE AHORRO AÑO 2014 POR USO DE DRI DE BRIQUETAS Si para: 500 t de Briquetas el ahorro es de 22 895 $ Entonces para 4121 t de briquetas fabricadas al año, el ahorro sería: AÑO 2014 = 4 121 t X 22 895 $ / 500 t = 188 FUENTE: CÁLCULO DE INVESTIGACIONES METALÚRGICAS 700.59 $/AÑO BENEFICIO ECONÓMICO

ESTANDARIZACIÓN 1. INSTRUCCIÓN PARA LOS ENSAYOS REALIZADOS EN EL LABORATORIO DE INVESTIGACIONES METALÚRGICAS: PIDM013IM - 6.3 PRUEBAS DE BRIQUETEO 2. INSTRUCTIVO PARA LA FABRICACION DE BRIQUETAS DE FINOS DE PELLETS 3. REGISTROS DE ENSAYOS DE REDUCIBILIDAD: PRDM010IM

CONCLUSIONES 1. DESARROLLO TECNOLÓGICO HECHO EN PERÚ. 2. PERMITE OBTENER HIERRO ESPONJA DE BAJO COSTO. 3. REDUCE EL IMPACTO AMBIENTAL. 4. OTRAS APLICACIONES: - FINO DE CARBÓN. - FINOS DE MINERAL DE HIERRO. - CASCARILLA (RESIDUO PROVENIENTES DEL PROCESO DE ACERÍA Y LAMINACIÓN).

La opinión de otras empresas México Este aglomerante, es sorprendente por la exigencia de trabajo Argentina Felicitaciones por este desarrollo, único entre las siderurgias

GRACIAS