unidad ii. clase 6-midrex- hbi- finmet- hyl
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Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.
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Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.
CONTENIDO
y DESCRIPCIN DE LOS PROCESOS MIDREX, HYL Y FINMET.
y FLUJOGRAMA DEL SISTEMAS DE REACTORES.
y COMPARACIN DE FINMET CON MIDREX Y HYL.
y COMPARACIN DE MIDREX Y HYL.
y COMPARACIN DE REDUCCIN DIRECTA CON LA REDUCCIN EN
ALTO HORNO.
y VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS PROCESO FINMET, HYL, MIDREX
Y ALTO HORNO.
y VENTAJAS COMPETITIVAS DE LA REGIN GUAYANA PARA LA
INSTALACIN DE PLANTAS DE REDUCCIN Y PLANTAS
SIDERRGICAS.
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MIDREXMIDREX
Gas Natural .
PellasMetalizadas
Producto no conforme
Polvo Fino
Briquetas
Gas Reductor
Gas de Tragante
Z
o
n
a
d
e
R
e
d
u
c
c
i
n
Zona de Enfriamiento
Aire paraCombustin
L
Gas de Escape
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CONTROL DEL PROCESO
1- CALIDAD DEL GAS REDUCTOR.
2- RAZON H2O/CO EN EL GAS REFORMADO.
3- CANTIDAD DE CH4 EN EL GAS.
4- TEMPERATURA DEL GAS.
5- CONTROL DE LA METALIZACION PRESENTE
EN EL MINERAL PRERREDUCIDO.
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MATERIA PRIMA
Se requiere evaluar las caractersticas fsico-qumicas de la materia prima como: grado de reductibilidad del xido, temperatura de fusin y tendencia a la fragmentacin.
La concentracin de hierro en el prerreducido depende de las caractersticas del xido de hierro alimentado.
Un alto contenido de ganga aumenta el consumo elctrico y causa un mayor deterioro del material refractario del horno.
La caliza, el magnesio y el titanio afectan la reductibilidad del xido limitando en consecuencia el grado mximo de metalizacin que se puede obtenerse.
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Los hornos de cuba son actualmente muy utilizados a nivel industrial para la reduccin directa y representan 2/3 de la produccin total del mundo, siendo el proceso MIDREX uno de los ms usados.
El briqueteado en caliente del hierro de reduccin directa(HRD) evita la reoxidacin de este producto y facilita su transporte y manipulacin, lo cual representa un menos costo en el flete y seguro martimo para las cantidades de exportacin.
En el proceso MIDREX la metalizacin que se logra es del orden del 92%.
El consumo calorfico en el proceso MIDREX representa la mitad de lo necesario en un sistema de horno rotatorio a carbn.
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EMPRESAS DE CIUDAD GUAYANA CON PLANTAS DE REDUCCION MIDREX
SIDORSIDOR
OPCOOPCO
VENPRECARVENPRECAR
COMSIGUACOMSIGUA
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Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.VENTAJAS COMPETITIVAS
Ciudad GuayanaESTADO BOLVAR
Materia prima. Plantas de
Refractarios. Produccin de
Ferroaleaciones. Gas Natural. Energa Elctrica. Agua. Infraestructuras. Vas de
comunicacin. Canales de
navegacin hacia el Ocano Atlntico.
Capital humano.
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Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.BRIQUETADO
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TAMAO ENTRE 9.5 Y 16 mm.CONTENIDO DE HIERRO TOTAL 67,6 %.
TAMAO ENTRE 9.5 Y 65 mm.CONTENIDO DE HIERRO TOTAL 65,5 %.
PELLAS DE MINERAL DE HIERRO
GRUESOS DE MINERAL DE HIERRO
MATERIA PRIMA
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MANEJO Y ALMACENAMIENTO
El HBI es un material robusto que puede ser transportado usando tcnicas y materiales de depsito convencionales. Puede ser almacenarse a la intemperie, siempre y cuando exista un buen drenaje y que las pilas del material no excedan los 5 metros de altura.
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Ms fcil de manipular que la chatarra.
No se degrada con facilidad cuando es expuesta a la atmsfera.
Posee el doble de densidad que el hierro de reduccin directa.
Puede ser cargado continuamente en el horno.
Aumenta la densidad de carga, por su elevado peso.
Permite una mejor estabilidad elctrica en la operacin del horno.
Cuando es alimentado de forma continua, promueve la formacinde escoria espumosa en el horno.
VENTAJAS DEL HBI
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y Excelente para el control de elementos residuales en el acero, tales como el Cu, Ni, Cr, Sn, Mo.
y Tiene un valor estequiomtrico, por el contenido de carbono que presenta, permitiendo obtener valores razonables en el consumo de energa.
y Genera mucho menos gases que la chatarra, durante su fusin.
y Reduce el contenido de hidrgeno en el acero.
y Reduce el contenido de nitrgeno en el acero, por contener slo 20 p.p.m. de este elemento y promueve la formacin temprana de escoria espumosa que evita su absorcin.
VENTAJAS DEL HBI
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La planta consta de:
Estacin de cribado de pellas y mineral.Sistema alimentador de la unidad.Seccin de reduccin compuesta por 4 reactores.Sistema de gas inerte.Planta de reformacin que incluye desulfurizadores de gas natural.Enfriadores de gas refinado.Hornos de precalentadores de aire.Sistema de vapor compuesto por: calderas y sistema de dosificacin de reactivos.Equipo e instalaciones elctricas.Calles, patios y sistema de drenaje. Sistema de : agua de enfriamiento de gas, enfriamiento de equipo, agua potable, agua contra incendios.
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Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.Procesos de manufactura.
Una planta de reduccin directa HYL es un ensamblaje de un reformador y tres unidades reductoras ms una unidad de carga descarga. La materia prima y los minerales en este proceso son aprovechados al mximo porque se emplea el gas reductor residual como combustible en las unidades calefactoras.
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Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.Procesos de manufactura.
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Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.Procesos de manufactura.
El proceso HYL III est diseado para la reduccin directa de minerales de hierro (en estado slido), mediante la utilizacin de gases reductores ricos en Hidrgeno (H2) y Monxido de Carbono (CO).
Las salidas las forman tres tipos de productos: hierro de reduccin directa (HRD), hierro briqueateado en caliente (HIB) e hierro HYTEMP.
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Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.Procesos de manufactura.
Hierro de Reduccin Directa (HRD):HRD fro que se utiliza normalmente
en aceras cercanas a la plantade reduccin directa. Puede tambin
ser embarcado y transportado a largasdistancias, con las medidas pertinentes
para evitar la reoxidacin.
Hierro HYTEMP:HRD descargado en caliente y transportado neumticamente de la planta de reduccindirecta a la acera, para ser alimentado en forma directa a hornos elctricos de arcoy/o convertidores al oxgeno.
Hierro Briqueteado en Caliente(HBI):
HRD descargado en caliente ybriqueteado a alta temperatura,
el cual se produce normalmente
para exportacin portransporte martimo.
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Seccin de generacin de gas reductor
Seccin de reduccin
Reactor de reduccin
Calentador
Reformador
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Puerto Ordaz, Enero 2010 Profesora: Ana Mara Contreras G.Procesos de Manufactura
Diseo sencillo
Bajos costos de energa
Las plantas HYL son de diseo y operacin sencilla, con alta eficiencia y confiabilidad.
Bajos costos de mantenimiento.
El HRD producido, es uniforme y de alta calidad
Diseo flexible para producir HRD, HIB o HYTEP.
Capacidades elevadas de produccin.
Control computarizado de operacin.
Bajos requerimientos de mano de obra.
Adems del gas natural como fuente primaria de energa, las plantas HYL pueden utilizar: hidrgeno, gases de coqueras o gases resultantes de la gasificacin de carbono e hidrocarburos.
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Secador de mineral
Finos de mineral seco
Almacn de mineral
Gas de reciclo
Lavador de gases
Piscina de sedimentacin
Maquinas Briqueteadoras
Grafito
F
i
n
o
s
d
e
H
R
D
Compresor de gas de reciclo
Gas de reciclo
Reformador
Absorbedora de CO2
Gas de reciclo
Gas natural
Vapor
Enfriador
550 C
850 C
aguaApilamiento
R-01
R-02
R-03
R-04
Fe3O4 + H2 FeO + H2O 740 C
FeO + H2 Fe + H2O
Fe3O4 + H2 FeO + H2O
Fe3C
Gas reductor
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Reactor de Reduccin Primario
Combustible
REFORMADORGas Natural
Vapor
Torre de enfriamientoCO2
HORNO PRECALENTADOR
INTERCAMBIADOR DE CALOR
INTERCAMBIADOR DE CALOR
CALENTADOR
CALENTADOR
Reactor en Enfriamiento
Reactor de descarga Acera
Silos de almacenamiento
Pellas
N2Nitrgeno para sistema de enfriamiento de producto
N2
Tolva de almacenamiento
Reactor Secundario
HRD
Briqueteadora
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1. En comparacin con el alto Horno, los procesos de reduccin directa poseen una mayor economa y rendimiento, dado que el consumo energtico y de materia prima es menor, lo cual reduce los costos, adems proveen un material ms libre de impurezas, requirindose menor cantidad de aditivos en la etapa de afino para eliminarlas.
2. De los procesos de reduccin directa FINMET es considerado uno de los ms competitivos porque se carga con mineral fino de hierro, que comparado con los gruesos o las pellas resulta ms econmico porque no requiere sinterizacin; esto origina un ahorro en el gasto energtico y de insumos, por otra parte, requiere menos mano de obra por tonelada de HBI producido, dado que el proceso de briqueteado es totalmente automatizado.
3. Las pellas tienen una menor superficie de contacto en una pila, por lo cual tienden a acumular calor y por ser material pirofrico se acelera la oxidacin en una reaccin exotrmica donde se libera gran cantidad de calor. En cambio las briquetas tienen una mayor rea de contacto con el ambiente y su compactacin no permite que reaccione violentamente al reoxidarse. Ambos materiales por ser pirofricos deben manejarse , almacenarse y transportarse adecuadamente.