Materia prima para la producción de acero
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En 2016 se produjeron más de 1.100 millones de toneladas de hierro de alto horno en todo el mundo. La economía de los altos hornos es tal que las unidades más grandes tienen menores costes de producción por unidad, por lo que ha habido una tendencia a hornos cada vez más grandes. Los altos hornos modernos producen más de 10.000 toneladas al día.
Los altos hornos modernos producen más de 10.000 toneladas al día.Proceso del alto hornoEl alto horno es un reactor de gas/sólidos en contracorriente en el que la columna descendente de materiales de carga [coque, mineral de hierro y fundentes/aditivos] reacciona con los gases calientes ascendentes. El proceso es continuo: las materias primas se cargan regularmente en la parte superior del horno y el hierro fundido y la escoria se extraen del fondo del horno a intervalos regulares.
Entre el horno y la solera se encuentran las toberas, a través de las cuales se introduce el aire de combustión, precalentado a 900-1.300°C y a menudo enriquecido con oxígeno. Inmediatamente delante de las toberas se encuentra la zona de combustión, la parte más caliente del horno, entre 1.850 y 2.200°C, donde el coque reacciona con el oxígeno y el vapor del chorro para formar monóxido de carbono e hidrógeno [además de calor] y el hierro y la escoria se funden completamente.
La materia prima de todos los productos siderúrgicos es
El documento presenta un resumen de cómo afectan las materias primas a los procesos de fabricación del hierro. Las materias primas representan más del 60% del coste de la producción de metal caliente en los altos hornos clásicos y el principal componente del coste es el del coque. La dependencia del coque es un punto débil tradicional de la fabricación de hierro en altos hornos y, aunque se han hecho esfuerzos para desarrollar tecnologías alternativas de fabricación de hierro que no utilizan coque, como la reducción directa, la reducción por fundición y el método más reciente de fabricación de carburo de hierro, los altos hornos siguen siendo el medio más eficiente de producir metal caliente a granel incluso hoy en día. La inyección de carbón, hasta 150-200 kg/t de metal caliente, ha sido una de las principales innovaciones realizadas en los altos hornos para disminuir el coste y reducir la dependencia del coque. Esto ha dado lugar a requisitos más estrictos en cuanto a las propiedades del coque (lo que a menudo significa un coque más caro) ¡una especie de “giro de cola”! Por lo que respecta a los procesos alternativos de fabricación de hierro sin coque, el mineral en trozos, los finos y los pellets pueden utilizarse tanto en los procesos DR como SR. La producción de carburo de hierro utiliza directamente los finos del mineral de hierro y, por tanto, se consideraba muy prometedora, pero la experiencia de Trinidad ha demostrado que el proceso funciona
El hierro se utiliza en la producción de saliva
El hierro reducido directamente (DRI) representa el 5% de los metales utilizados en el proceso de fabricación de acero en todo el mundo (gráfico 1). Actualmente se utiliza menos que el arrabio o la chatarra de acero. Tradicionalmente, el DRI se produce a partir de la reducción directa del mineral de hierro utilizando gas natural, pero la tecnología emergente está permitiendo la producción de DRI utilizando también hidrógeno. Dependiendo de la fuente de hidrógeno, esto ofrece el potencial de un acero verdaderamente verde. Por lo tanto, se espera que el DRI a base de hidrógeno sea una importante palanca de descarbonización para los fabricantes de acero, especialmente en Europa. Varias empresas ya han anunciado planes para introducir el DRI, y se espera un fuerte crecimiento en el futuro. De hecho, los escenarios basados en una industria siderúrgica neutra en carbono -objetivo al que se han comprometido muchos grandes fabricantes de acero- prevén que la producción de DRI se triplique en los próximos 30 años.
A diferencia de la producción de arrabio de alto horno, el mineral de hierro permanece sólido durante todo el proceso de producción de DRI, lo que dificulta la eliminación de las impurezas (Recuadro 2). En consecuencia, la calidad del DRI está estrechamente relacionada con la calidad del mineral de hierro utilizado. Por tanto, el DRI se fabrica principalmente con materias primas de muy alta calidad, que sólo pueden producirse en un número limitado de minas (Recuadro 3). Una expansión significativa de la industria del DRI provocará probablemente una escasez de materias primas en la próxima década. La base de datos MineSpans, que ofrece una visión completa de la oferta de la industria del mineral de hierro, deja claro que la oferta será insuficiente incluso si los fabricantes de acero utilizan plenamente las minas existentes y abren nuevas minas capaces de producir los insumos necesarios.
Proceso de fabricación del hierro pdf
En la actualidad, se calcula que la industria siderúrgica mundial utiliza unos 2.000 millones de toneladas de mineral de hierro, 1.000 millones de toneladas de carbón metalúrgico y 575 millones de toneladas de chatarra de acero para producir unos 1.700 millones de toneladas de acero bruto.
El acero reciclado (también llamado chatarra) es una de las materias primas más importantes de la industria. Procede de estructuras demolidas y de vehículos y maquinaria al final de su vida útil, así como de las pérdidas de rendimiento en el proceso de fabricación del acero.
La chatarra desempeña un papel fundamental en la reducción de las emisiones de la industria y el consumo de recursos. Cada tonelada de chatarra utilizada para la producción de acero evita la emisión de 1,5 toneladas de dióxido de carbono y el consumo de 1,4 toneladas de mineral de hierro, 740 kg de carbón y 120 kg de piedra caliza.
El mineral de hierro y el carbón metalúrgico se utilizan principalmente en el proceso de fabricación de hierro en altos hornos. Para este proceso, el carbón de coque se convierte en coque, una forma casi pura de carbono, que se utiliza como principal combustible y reductor en un alto horno.
Normalmente, se necesitan 1,6 toneladas de mineral de hierro y unos 450 kg de coque para producir una tonelada de arrabio, el hierro bruto que sale de un alto horno. Parte del coque puede sustituirse inyectando carbón pulverizado en el alto horno.
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