siderurgia de aceros al carbono aceracion materias primas 2014

Metálicos Demandado por la Industria Siderúrgica Mundial

Chatarra Ferrosa

HRD( HBI y DRI )

Arrabio

Metálicos Demandado por la Industria Siderúrgica Mundial

HRD( HBI y DRI )

Que es el HRD - DRI ?

HBI es un material tipo suplemento para: Diluir los elentos residuales de la chatarra para lograr las especificaciones de :• Productos planos• Alambrones, y• Barras especiales y aceros de ingenieria

Permite el uso de chatarras de baja calidad o grado para la producion de productos largos y lograr bajos costos de producción por tonelada de acero líquido.

Donde se producen HBI

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¿Que es el HBI – DRI (A)?

• Briquetas de hierro moldeadas en caliente: Es un material producido a partir de un proceso de densificación mediante el cual el material de hierro de reducción directa se moldea a una temperatura mayor a 650 ° C para alcanzar una densidad mayor de 5.0 g/cm.³

• Peso: 0.5 a 1.5 Kg.• Tamaño

– L = 90 a 130 mm– A = 80 a 100 mm– E = 20 a 50 mm

HBI – DRI (A)

Que es el HRD - DRI (B) ?

• Hierro obtenido por Reducción Directa: Mineral de hierro en forma de pellas, trozos o finos los cuales han sido reducidos (se les extrae oxígeno) sin alcanzar temperaturas de fusión, resultando en un producto metálico de alta pureza.

• En el caso Venezolano se aplica a los chips de Briquetas

• Tamaño: de 6.35 mm a 25 mm. Briquetas en frío de 35 a 40 mm

HRD (B) pellas, trozos, briquetas en frío

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¿Qué son los Finos de HRD / HBI• Es un material particulado que se genera

durante la producción y manejo de briquetas moldeadas en caliente (HBI).

• Los finos tienen una temperatura menor a 100° C al momento de ser generados y cuando salen del proceso productivo tienen una densidad aparente cercana a 5.0 g/cm³.

Este material es almacenado a cielo abierto para su envejecimiento natural; en esta etapa su temperatura es menor a 65° C. Estos finos tienen un contenido de humedad de hasta 12% y su contenido metálico varia entre 1% a 75%.

CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA PRIMA UTILIZADA EN LOS PROCESOS DE

REDUCCION DIRECTA.

CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA PRIMA UTILIZADA EN LOS

PROCESOS DE REDUCCION DIRECTA.

  MIDREX H y L FIOR FINMET

Características Mineral Pellas Pellas Mineral Pellas PellasFinos de mineral

Finos de mineral

de la materia Grueso PS6 PM7 Grueso PS6 PM7 de hierro. de hierro.Prima                %FeT 62 - 65 67,3 66,94 62 - 65 67,3 66,94 62 - 65 62 - 65%Al2O3 0,5 - 2,0 0,9 1,09 0,5 - 2,0 0,9 1,09 0,5 - 2,0 0,5 - 2,0 %CaO 0,03 - 0,05 0,88 0,72 0,03 - 0,05 0,88 0,72 0,03 - 0,05 0,03 - 0,05%MgO 0,02 - 0,04 0,35 0,3 0,02 - 0,04 0,35 0,3 0,02 - 0,04 0,02 - 0,04%SiO2 0,42 - 0,70 1,4 1,81 0,42 - 0,70 1,4 1,81 0,42 - 0,70 0,42 - 0,70Bas.(CaO/SiO2)   0,63 0,4   0,63 0,4    %P 0,08 0,063 0,083 0,08 0,063 0,083 0,08 0,08%S 0,016 0,002 0,004 0,016 0,002 0,004 0,016 0,016%PPC 4,9 - 8,5 0,1 0,1 4,9 - 8,5 0,1 0,1 4,9 - 8,5 4,9 - 8,5%MnO 0,2 0,2 0,1 0,2 0,2 0,1 0,2 0,2%TiO2 0,1 0,15 0,1 0,1 0,15 0,1 0,1 0,1Ganga 1,5 - 3,0 3,88 3,03 1,5 - 3,0 3,88 3,03 1,5 - 3,0 1,5 - 3,0%H2O 0,5 - 2,5 1,5 1,5 0,5 - 2,5 1,5 1,5  0,5 - 2,5 0,5 - 2,5%>2" 1     1        %>5/8"   5 6   5 6    %>1/2" 92     92        % 3/8" - 5/8"   90 88   90 88    % > 3/8"                % >1/4" 98     98        % 2.8mm <1/4"                %<1/4"   1,5 3   1,5 3    % < 2     2      100 100 

Compresión (KgF/P)   320 280   320 280    

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Planta de Briquetas Ferrominera

Capacidad: 1,0 MM TM PA

Fecha de Arranque: 1990

Proceso: Midrex

Fuerza Laboral: 250

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA PRIMA

Características Mineral Pellas Pellas

de la Materia Grueso PS6 PM7

Prima      

%FeT 62 - 65 67,3 66,94

%Al2O3 0,5 - 2,0 0,9 1,09

%CaO 0,03 - 0,05 0,88 0,72

%MgO 0,02 - 0,04 0,35 0,3

%SiO2 0,42 - 0,70 1,4 1,81

Bas.(CaO/SiO2)   0,63 0,4

%P 0,08 0,063 0,083

%S 0,016 0,002 0,004

%PPC 4,9 - 8,5 0,1 0,1

%MnO 0,2 0,2 0,1

%TiO2 0,1 0,15 0,1

Ganga 1,5 - 3,0 3,88 3,03

%H2O 0,5 - 2,5 1,5 1,5

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA PRIMA

CARACTERIZACIÓN GRANULOMETRICA

%>2" 1    

%>5/8"   5 6

%>1/2" 92    

% 3/8" - 5/8"   90 88

% > 3/8"      

% >1/4" 98    

% 2.8mm <1/4"      

%<1/4"   1,5 3

% <2.8 mm 2    

Compresión (KgF/P)   320 280

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO

Características del

Producto.

%FeT 90 - 92

%Fe0 84 - 86

%Metalización 92 - 94%

%C 0,7 - 1,7

%S <,01

Densidad (grs/cm3) >5.0 Kg/cm3

Peso (grs) 600 - 670

Porosidad (%) 13 - 23

Drop Test %>38.1mm >70,0

BRIQVEN

Capacidad: 1,50 MM TM PA

Fecha de Arranque: 2000

Proceso: HYL III

Fuerza Laboral: 190

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COMSIGUA

Capacidad: 1,40 MM TM PA

Fecha de Arranque: 1998

Proceso: Midrex

Fuerza Laboral: 196

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CARACTERÍSTICAS DEL HBI COMSIGUA

Orinoco Iron

Capacidad: 2,2 MM TM PA

Fecha de Arranque: 2000

Proceso: Finmet( Venezuela)

Fuerza Laboral: 800

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PRODUCTO T1 T3

%FeT 92,91 92.81

%Fe° 85,59 84.94

%MET 92.12 91.52

%C 0,95 1.08

%S 0,018 0.020

%MgO 0,21 0.19

%SiO2 ---- ----

%P ----- ----

ROMPIMIENTO 2.56 1.84

DENSIDADPROMEDIO

5.21 5.3

CARACTERISTICAS DEL PRODUCTO

BRIQUETAS DEL CARONI

Capacidad: 0,90 MM TM PA

Fecha de Arranque: 1990

Proceso: Midrex

Fuerza Laboral: 210

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TABLA COMPARATIVA DE LOS PROCESOS DE REDUCCIÓN DIRECTA

Características del producto MIDREX H y L FIOR FINMET

%FeT 90 - 92(II) 85 - 90 : (III)

90 - 92  90 - 92 90 - 92 

%Fe0 84 - 86  84 - 88  85 - 86 85 -86 

%Metalización 92 - 94% 92 - 94% 92 - 94 92 - 94 

%C 0,7 - 1,7 (II) 2 – 2.5 : (III)

1.2 - 4%  0.7 - 4.0 0.7 – 4.0 

%S <0,01 <0,01  <0.01  <0.01

Densidad (grs/cm3) >5.0 Kg/cm3 >5.0 Kg/cm3 >5.0 Kg/cm3 >5.0 Kg/cm3

PRODUCCION DE BRIQUETASEN VENEZUELA (TM/AÑO)

Mineral de HierroMineral de Hierro

MetMetáálicoslicos

Metal lMetal lííquidoquido AceroAceroAceroAcero

ArrabioArrabio HRD/HBC

HRD/HBC

Chatarra

Convertidor al OxConvertidor al Oxíígenogeno Horno de ArcoHorno de Arco

Usos y Aplicaciones Siderúrgicas

Mineral gruesoMineral fino Mineral fino

Chatarra

Gas natural

Mini Acería Integrada

DRProcesses

HAE

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Aseguramiento de la Calidad del HRD

Iron OreSampling &Testing

I/OFeeding,Mixing,Screening & Sampling

Sampling &Analysis ofUtilities

ProcessControl

ProductSampling &Testing

ProductStorage/Screening/Transport toPort

Iron Ore Reception

ProductPile-up

Screening/Sampling & Testing ofBulk Cargoes

QC Meetingsw/suppliers

(Carga a granel)

(Almacenaje)

Control de proceso

Muestreo de prueba

Metallic Iron(Mfe) ISO 5416, COVENIN 245:1997

Ferric chloride method

Total Iron(Tfe) ISO 2597- 1:1994 Titrimetric method after Tin(II) Chloride

Carbon(C), Sulphur(S)

ISO 9686: 1992(E9), LECO High frequency combustion method with infrared measurement

Phosphorus(P) ISO 4687 Wavelenght disperse X-ray fluorescence spectrophotometric method

SiO2 ISO 2598-1 Wavelenght disperse X-ray fluorescence spectrophotometric method

MgO, CaO ISO 4692 Wavelenght disperse X-ray fluorescence spectrophotometric method

Al2O3 ISO 4688 Wavelenght disperse X-ray fluorescence spectrophotometric method

Residual(Cu, Ni, Sn, Cr or as requested)

ISO TC 102 Adapted and verified by each producer

Moisture ISO 3087

Bulk Density ISO 3852 Iron Ore- Determintion of Bulk Density (Densidad Aparente)

Apparent Density ISO/DIS 15968MIDREX method

Direct Reduced Iron-Apparent Density of HBI

Size Distibution ISO/FDIS 4701 Iron Ore-Determination of size distribution by sieving (Tamizado)

Tumbler Test ISO/DIS 15967 Direct Reduced Iron-Tumble Strength of HBI

Sampling and sample preparation

ISO 10835:1995ISO 3082

Diret Reduced Iron-Sampling and Sample Prepararation

Densidad Aparente

(Distribucion por tamaño)

MATERIAS PRIMAS (CHATARRA)

Metálicos Demandado por la Industria Siderúrgica Mundial

Chatarra Ferrosa

CENTROS DE ACOPIO

DEFINICIONES BASICAS

Chatarra ferrosa. Cualquier material ferroso de distinta procedencia, destinado al reciclaje, para ser

utilizado como materia prima.

Chatarra no ferrosa. Constituida por metales no ferrosos de desecho (los principales: plomo, cobre, aluminio, zinc, estaño, bronce) destinados a reciclaje para ser usados como

materia prima.

Chatarra limpia. Es la chatarra que se encuentra libre de materiales contaminantes y desechos peligrosos. Se aceptará presencia de materiales contaminantes y/o desechos peligrosos en cantidades inevitables que sean inherentes al tipo de chatarra y su procedencia o que se generan durante el almacenamiento y manipuleo bajo condiciones atmosféricas normales y cuyo contenido de desechos peligrosos no supere los límites máximos permisibles establecidos en la Norma

Toda la chatarra debe encontrarse totalmente libre de elementos indeseables o chatarra radiactiva

Materiales contaminantes. Materiales que al fundirse junto con la chatarra pueden generar un impacto negativo al ambiente y/o al proceso.

DEFINICIONES BASICAS

Elementos indeseables. Son elementos que pueden contener desechos peligrosos y que suelen presentarse frecuentemente en la chatarra.

Chatarra radiactiva. Es la chatarra que contiene material radiactivo o que ha sido contaminada por contacto con material radiactivo.

Chatarra no compactada. Chatarra que no ha sido sometida a un proceso de reducción de volumen.

Chatarra Compactada. Chatarra que ha sido procesada en prensas compactadoras para aumentar su densidad, para

facilitar su transporte, almacenaje y utilización final.

Chatarra metálica industrial o de generación directa.. Comprende los residuos, recortes, productos fuera de especificaciones y desechos de materiales metálicos generados en los diferentes procesos de producción, además de maquinaria obsoleta o en desuso.

DEFINICIONES BASICAS

Chatarra domestica. Esta constituida por electrodomésticos no electrónicos y muebles metálicos.

Chatarra electrónica. Esta constituidos por equipos electrónicos.

Centro de acopio industrial. Es el lugar donde se recibe la chatarra de los recolectores, los centros de acopio artesanales o por compra directa a generadores industriales.

Limpieza de la chatarra. Es la acción de separar la chatarra ferrosa, de los materiales contaminantes y de la chatarra contaminada con desechos peligrosos.

Clasificacion de la chatarra

CLASIFICACION DE LA CHATARRA

La chatarra metálica ferrosa se clasifica en:

Chatarra clase A. Acero de bajo carbono o chatarra de acero (perfiles estructurales, planchas o chapas negras o galvanizadas, tubería, acero naval, restos de maquinaria industrial, agrícola y caminera, varilla para la construcción), de espesor mayor a 3 mm, en piezas individuales de dimensiones no mayores a 400 mm por lado; de densidad mínima 800 kg/m3

Chatarra clase B – para oxicorte. Acero de bajo carbono o chatarra de acero (perfiles estructurales, planchas o chapas negras o galvanizadas, tubería, acero naval, restos de maquinaria industrial, agrícola y caminera, varilla para la construcción), de espesor mayor a 3 mm, en piezas individuales de dimensiones mayores a 400 mm por lado; de densidad mínima 500 kg/m3

.

CLASIFICACION DE LA CHATARRA

Chatarra clase C - para compactación o para prensa cizalla. Acero al bajo carbono o chatarra de acero (hojalatas, virutas, alambre alambrón, chapa delgada negra o galvanizada), de espesor menor a 3 mm. No deben incluirse materiales estañados, porcelanizados, con esmaltado vítreo o emplomados

CLASIFICACION DE LA CHATARRA

Chatarra

Alternativa a la producciónde acero “Mini-Acería”

Acero.

HAE

La limitacion para el uso de chatarra es la cantidad de elementos residuales como:

Cu, Cr, Ti, V, Mo, Sn etc.

(paquetes)

(paquetes)

Orinoco Iron c.a.

PROCESO

FINMET

FINOS METALIZADOS

Proceso de reducción directa, en el cual finos de mineral de hierro son reducidos a partir de agentes reductores gaseosos en lecho fluidizado

PROCESOS BÁSICOSEN REDUCCIÓN DIRECTA

FINMET

• REDUCCIÓN• CARBURIZACIÓN

• REFORMACIÓN

• DESULFURIZACIÓN

• BRIQUETEADO

• REMOCIÓN DE CO2

VENTAJAS DEL PROCESO

1. MINERAL DE ALIMENTACION

- Utilización de finos de mineral de hierro con partículas= 3/8". - No requiere procesos de molienda o peletización. - Dosificación controlada de la fracción < 1 00 mallas en la alimentación. - Posibilidad de utilizar minerales con diferentes características físicas o químicas. - Posibilidad de recuperar el Remet dosificándolo nuevamente al sistema.

- Obtención del gas de reemplazo por reformación catalítica del gas natural. - Flexibilidad en el ajuste de las concentraciones de CO y C02 en el gas reductor. - Control del contenido de sulfuro de hidrógeno (H2S) - en el gas reductor sin requerimiento de inyección adicional de este producto.

2. COMPOSICION DEL GAS NATURAL

VENTAJAS DEL PROCESO

3.CONSUMO ENERGÉTICOS Y UNITARIOS

- Consumos de gas natural y electricidad competitivos con los procesos de reducción directa comercialmente establecidos hasta los momentos. -Consumo de mineral de hierro por tonelada de producto menor que los procesos de reducción directa comercialmente establecidos hasta el presente y a menor costo que las pellas y gruesos. - Disminución en el consumo de agua y químicos industriales para tratamiento de aguas

4. PRODUCTO 4.1 Almacenaje y/o Manejo - Es un producto esencialmente inerte que puede ser apilado al descubierto. - A diferencia de la chatarra, es fácilmente manejable con equipos convencionales para manejo de productos a granel. - Puede ser almacenado tanto en silos como en fosas para alimentar Hornos Eléctricos de Arcos (HEA). - Es resistente al rompimiento y genera poca cantidad de finos durante su manejo.

4.2.Embarques -Es un producto a granel, por lo que permite la aplicación de técnicas automatizadas de manejo.

VENTAJAS DEL PROCESO

- Tiene alto contenido metálico. - Tiene bajo contenido de impurezas (Pb, Cr, Ni, Co, Zn, Cu). -Posee una composición química consistente -Tiene alta densidad. -Tiene buena conductividad térmica, lo que facilita la fusión en hornos eléctricos

4.3 Características fisico-quimica

Puede ser usado en: - Hornos Básicos de Oxígeno (HBO) -Hornos Eléctricos de Arco (HEA), con alimentación continua o por lotes. - Alto Horno (AH).

- Fundiciones (Cubilote, etc ).

4.4 Uso

El Proceso FINMET es capaz de controlar el contenido de carbono según requerimiento de los clientes. debido a la flexibilidad de poder ajustar la relac1ón CO/CO2

VENTAJAS DEL PROCESO

Fe2O3 n H2O =Fe2O3

450 ° C y 11 Bar

Fe2O3 = Fe3O4

730°C y 11,5 Bar

Fe3O4 = FeO

730°C y 12 Bar

FeO = Fe°800°C y 12,5 Bar

Mineral de Fe (Fe2O3 + Fe2O3 n H2O)

R- 40Se elimina el H2O de cristalizacion 0,76 % Fe° (Minima Reduccion)

R- 30Contenido de 0,94% Fe°

R - 20 Alrededor de 47,7% Fe°

R- 10

HBI88.85 % Fe° Aprox

+ 3H2

REDUCCIÓN

CONSISTE EN LA ELIMINACIÓN DEL OXÍGENOPRESENTE EN EL MINERAL DE HIERRO:

Fe2O3 = + 3H2O2Feo

+ 3COFe2O3 = + 3CO22Feo

PROCESOS BÁSICOS EN REDUCCIÓN DIRECTA FINMET

REACCIONES DE REDUCCION

R-40 3Fe2O3 H2O + H2/CO = 3 Fe2O3 + H2O + CO2

R- 30 3Fe2O3 + CO = 2 Fe3O4 + CO23Fe2O3 + H2 = 2 Fe3O4 + H2O

R- 20 Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2Fe3O4 + H2 = 3FeO + H2O

R- 10 2FeO + H2/CO = 2Fe° + H2O + CO2

+ H23Fe2O3 = + H2O2Fe3O4

+ CO3Fe2O3 = + CO2

REDUCCIÓN

PROCESOS BÁSICOS EN REDUCCIÓN DIRECTA FINMET

2Fe3O4

+ H2Fe3O4 = + H2O3FeO

+ COFe3O4 = + CO23FeO

+ H2FeO = + H2OFeO

+ COFeO = + CO2FeO

R4

R3

R2R1

CARBURIZACIÓN DEL MINERAL REDUCIDO

Durante la última etapa de reducción se forma carbono en el mineral reducido, debido a que el gas reductor tiene un alto potencial de carburización por la

presencia de CO y CH4.

La carburización del mineral ocurre cuando reacciona el Fe con CO y CH4 para formar Fe3C (Carburo de Hierro).

3Fe + CH4 = Fe3C + 2H2

3Fe + H2 + CO = Fe3C + H2O

3Fe + 2CO = Fe3C + CO2

REDUCCIÓN

PROCESOS BÁSICOS EN REDUCCIÓN DIRECTAFINMET

Mineral secado a 100 oC (Fe2O3xnH2O) DR

Se elimina el agua de cristalización (Fe2O3)

Primera fase de reducción (Fe3O4)

R40

R30

Segunda fase de reducción (FeO)

Fase final de reducción (FeO)

R20

R10