ES2338733A1 - Procedimietno perfeccionado para el reciclado de polvos de aceria. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento perfeccionado para el reciclado de polvos de acería, que con reductor de base carbono, y mezclado con aglomerante (7) y agua y prensado formando briquetas (2'''') cuanta con una bomba de alta presión (8) en el flujo de agua (9) calentada a 40/60ºC, pasando por una criba (15) que envía los restos (2'') de vuelta a la tolva previa a la prensa (13). Las briquetas (2'''') pasan por un túnel de maduración (16), calefactado con aire entre 80 y 100ºC; son pasadas por una segunda criba (23) con una luz un 20% de su tamaño; pasan a unos contenedores (17) donde, una vez llenos, se introducen unos aerotermos (18) y se cubren durante unas horas, y finalmente son trasladadas posteriormente a un almacén (19) donde se depositan a la espera de ser utilizadas en el horno de la acería (1), no siendo utilizadas antes de 24 horas.
Description
Procedimiento perfeccionado para el reciclado de
polvos de acería.
Tal como expresa el enunciado de la presente
memoria descriptiva, la invención se refiere a un procedimiento
perfeccionado para el reciclado de polvos de acería, aportando una
serie de nuevas características que mejoran sustancialmente dicho
procedimiento, para conseguir una mayor eficacia en su
aprovechamiento.
De forma más concreta, el objeto de la invención
consiste en un procedimiento mediante el cual, los polvos
procedentes de los sistemas de captación de humos de las acerías,
mezclados y homogeneizados con un compuesto reductor de base
carbono, un aglomerante orgánico y agua, son transformados en
pequeñas porciones de material prensado, concretamente briquetas,
para su reintroducción en el propio horno de la acería y obteniendo
en los sistemas de depuración de humos un nuevo material que por
sus características pude ser utilizado como materia prima por la
industria metalúrgica de zinc y plomo previa aplicación del proceso
adecuado. Dicho procedimiento presenta una serie de
perfeccionamientos, entre otros concretamente en su fase de curado,
destinados a incrementar la homogeneidad de dichas briquetas y en
consecuencia aumentar su eficacia y mejorar su aprovechamiento.
El campo de aplicación de la presente invención
se encuentra dentro de la industria siderúrgica, y concretamente en
el aprovechamiento y reciclaje de los polvos de las acerías.
En la actualidad y como referencia al estado de
la técnica, debe mencionarse que es conocido el reciclado del polvo
de las acerías reintroduciéndolo, una vez tratado, en el horno de
arco eléctrico, para lo cual dicho polvo, que sustancialmente
consiste en óxidos, se acompaña con un reductor en base a carbono de
granulometría muy fina, de modo que cada partícula de polvo de la
acería y cada partícula de compuesto reductor se rodean entre sí
mutua y espacialmente, formando un sólido tenaz, mediante la
utilización de un aglomerante, pudiendo adoptar dicho sólido
diferentes formas, tal como bolitas, pellets, tabletas, prismas
(briquetas) etc.
En este sentido, el propio solicitantes es ya
co-titular de la patente de invención, con número de
solicitud 200300044 extendida como Patente Europea con el número
03380210.9, relativa a un "Procedimiento de reciclado de polvo de
acería y producto obtenido con este procedimiento", el cual,
esencialmente, consiste en el traslado del polvo procedente de los
sistemas de captación de humos de un horno de arco eléctrico hacia
un silo donde se sedimenta. Se dosifica e introduce junto con un
reductor de base carbono de muy fina granulometría y un
aglomerante de base polialcohol y polimerizable en una mezcladora a
la que, además se añade agua formando el aglomerante con el agua
una película de gel sobre las partículas, procediéndose al prensado
de la mezcla obtenida hasta lograr la densidad adecuada para formar
una briqueta o cualquier otra forma que deberá ser sometida a una
fase de curado convencional para poder ser utilizada vertiéndose de
nuevo en el horno.
Tanto en dicha invención como en otros sistemas
conocidos, se hace poco o ningún hincapié en el mencionado proceso
de curado, siendo la maduración de las briquetas un punto crítico en
el proceso de su producción, siendo la mejora de dicho proceso uno
de los principales objetivos de la presente invención.
Si bien el polialcohol que se utiliza como
aglomerante confiere una resistencia adecuada a las briquetas, ésta
no se produce de una manera inmediata. El proceso de endurecimiento
de este aglomerante requiere de la eliminación de los excedentes de
agua necesarios para la generación del gel y su correcta
distribución por todo el material.
Así pues, las briquetas obtenidas con los
sistemas conocidos hasta este momento son débiles y se pulverizan
con facilidad. Por ello es necesario incluir procesos que favorezcan
esta reacción, ya que si las briquetas no están bien maduras, las
manipulaciones las deterioran, produciendo finos. Si se introducen
briquetas húmedas y con finos en el sistema de adición al horno, se
producen múltiples problemas, porque el material se adhiere a los
elementos del entorno, provocando atascos y taponamientos. Además,
si el material está desmenuzado, se reduce la eficiencia de la
concentración, porque estos finos son arrastrados por las corrientes
de la aspiración y no reaccionan (la reacción de reducción del
material se produce cuando se introduce en el caldo del horno,
aprox. 1600ºC).
Así, el procedimiento perfeccionado para el
reciclado de polvos de acería que la presente invención propone
representa una destacable novedad dentro de su campo de aplicación,
alcanzando satisfactoriamente los objetivos señalados como idóneos
para dar respuesta a la problemática anteriormente descrita.
Para ello, en concreto, la invención preconizada
consiste convencionalmente en el traslado del polvo procedente de
los sistemas de captación de humos de la acería hacia un silo donde
se sedimenta.
Un sistema de dosificación añade las cantidades
establecidas de polvo y de reductor de base carbono de granulometría
muy fina, contando con una mezcladora en la que además se añade un
aglomerante de base polialcohol polimerizable y agua que forma una
película de gel sobre las partículas, siendo dicho aglomerante
introducido mediante una bomba de alta presión en el flujo de agua
previamente a su entrada en la mezcladora.
Cabe destacar que el aglomerante se dosifica en
un 0,06% sobre el peso del material base utilizado, y la cantidad
de agua varía en función de las condiciones ambientales del momento,
el aspecto físico del polvo y su composición. Ello se debe a que
éste puede ser más fino o más esponjoso o tener algún componente
diferente haciendo necesario añadir más o menos agua, variando la
adición entre 90 y 120 litros. La cantidad se determina mediante
prueba error, de forma que cuando se obtiene una mezcla que empieza
a presentar deficiencias por falta o exceso de agua, se corrige en
la siguiente masada. Normalmente la evolución de las necesidades de
agua es gradual, por lo que se puede mantener la cantidad de
material obtenido dentro de unos márgenes aceptables.
Es importante destacar que uno de los aspectos
de la invención que mejoran el procedimiento consiste en que el
agua que se incorpora para la realización de la mezcla se ha
calentado para que esté a una temperatura de entre 40 y 60ºC, en
lugar de estar a la temperatura del depósito como ocurre con el
procedimiento convencional, la cual estaba a temperatura ambiente o
inferior.
Con dicho aumento de la temperatura del agua se
incrementa la temperatura del material ya a la salida de la
mezcladora, el cual en este tránsito está en el entorno de los
70-90ºC, produciéndose una reacción de aglomeración
mucho más rápida que mejora ostensiblemente el proceso de
madurado.
El paso siguiente del procedimiento consiste en
el prensado de la mezcla obtenida hasta lograr la densidad adecuada
para formar las briquetas (o cualquier otra forma), cuyo tamaño
viene dado por las dimensiones de las huellas de los cilindros de
la prensa briquetadora, debiendo ser suficientemente grandes como
para atravesar la capa de escoria del horno, pero no tan grandes
que se rompan fácilmente por los impactos. Sus dimensiones serán,
pues, aproximada y preferentemente de 5 x 4 x 1,5 cm. y su tamaño,
evidentemente, influye en las necesidades de tiempo de
maduración.
Según otra de las mejoras del procedimiento de
la invención, una vez obtenidas las briquetas, y tras pasar por una
criba en la que el polvo o restos de material no compactado es
devuelto a la tolva de regulación que hace las veces de almacén
previo a la fase de prensado, dichas briquetas se hacen circular a
través de un túnel de maduración por el que circula aire caliente
insuflado en él a una temperatura de entre 80 y 100ºC, de manera
que la superficie de las briquetas alcanzan una temperatura
suficiente para que el aglomerante se consolide y forme una
"piel" evitando que el roce con el entorno levante material de
su superficie.
Finalmente, tras la línea de curado, las
briquetas pasan por una segunda criba, con una luz un 20% del tamaño
de la briqueta para descartar aquellos pedazos que se hayan podido
desprender con posterioridad al primer cribado, ya que dichos
pedazos son susceptibles de dar problemas en los sistemas de
manipulación, siendo, en algunos casos, suficientemente livianos
como para ser arrastrados por la aspiración del horno.
Posteriormente las briquetas depositadas en unos
contenedores con aerotermos en los que deberán reposar tapadas
entre 1,5 y 2 horas, siendo a continuación trasladadas a un almacén
en el que deben permanecer por lo menos 24 horas antes de poder ser
utilizadas.
El sistema de curado así descrito implica
ventajosamente que la briqueta pierda la mayor parte de la humedad
que tiene en exceso antes de que se produzca su manipulación, de
manera que no se produzcan roturas que generen finos, ya que éstos
no atraviesan la capa de escoria del horno, al no pesar suficiente,
quedándose en la escoria o siendo arrastrados junto con los humos).
Los finos representan una pérdida de rendimiento del proceso de
enriquecimiento y, además, crean múltiples problemas en los sistemas
de manipulación.
Cabe señalar que, como la cantidad necesaria de
briquetas que se ha de añadir al horno en cada colada se calcula de
modo que la concentración en zinc del material resultante del
enriquecimiento (que es el resultado de la introducción de las
briquetas) sea de 40-45%, se hace viable su uso como
mena de zinc.
El procedimiento perfeccionado para el reciclado
de polvos de acería que se preconiza representa, por consiguiente,
una destacable innovación de características estructurales y
constitutivas hasta ahora desconocidas, razones que unidas a su
utilidad práctica, la dotan del fundamento necesario para obtener el
privilegio de exclusividad que se solicita.
En orden a complementar la descripción que se
está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de
las características de la invención, se acompaña a la presente
memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego
de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
representado lo siguiente:
La figura número 1.- Muestra una representación
esquemática del procedimiento perfeccionado para el reciclado de
polvos de acería objeto de la invención.
A la vista de la descrita figura 1 y única, y de
acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ella un
ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende
las partes y elementos que se indican y describen en detalle a
continuación.
Así, tal como se aprecia en dicha figura 1, el
procedimiento perfeccionado para el reciclado de polvos de acería,
según la invención, consiste en primer lugar, en la descarga sobre
un silo (3) de la fracción sólida, es decir el polvo (2) que recoge
el sistema de aspiración y depuración de humos de la acería (1).
Desde dicho silo (3), y mediante un sistema de envío neumático, se
traslada el material al silo (4) de la planta de producción de
briquetas, la cual, además he dicho silo (4) para el material
pulverulento que viene de la acería, cuenta con otro silo (5) para
finos de coque, que será el reductor de base de carbono.
Un sistema de dosificación extrae el material de
ambos silos (4) y (5) en las proporciones establecidas por el
sistema de control (750 Kgs/98 Kgs) y los introduce en la mezcladora
(6) donde se le adiciona además el agua y el aglomerante (7) (de
base polialcohol), el cual es introducido mediante una bomba de alta
presión (8) en el flujo de agua (9) previamente a su entrada en la
mezcladora (6), estando dicha agua (9) calentada a una temperatura
de entre 40 y 60ºC.
El material permanece entre 5 y 6 minutos en la
mezcladora (6), estando dicho tiempo destinado a que se inicie la
reacción entre los elementos y a que, con el calor producido por el
rozamiento de las palas de mezcla, el material se caliente más,
alcanzando una temperatura a su salida de entre 70 y 90ºC.
A continuación, mediante una cinta
transportadora (10) se evacua el material mezclado (2') a una tolva
(11) que hace las veces de almacén de regulación. Desde dicha tolva
(11) se envía el material, mediante otra cinta transportadora (12),
a la prensa (13) que conforma las briquetas o briquetadora, siendo
el tamaño de las mismas, preferentemente de unos 5 x 4 x 1,5
cm.
Desde esta prensa (13), otra cinta
transportadora (14) envía las briquetas ya formadas (2'') y los
restos de material (2') a una criba (15) que los separa, enviando
los restos (2') de vuelta a la tolva de regulación (11).
Por su parte, las briquetas (2'') cribadas pasan
por un túnel de maduración (16), el cual consiste en un entorno
calefactado por el que se hace circular aire insuflado a una
temperatura de entre 80 y 100ºC, siendo tras la salida del mismo
pasadas por una segunda criba (23) con una luz un 20% del tamaño de
la briqueta para descartar aquellos pedazos que se hayan podido
desprender con posterioridad al primer cribado (15).
A continuación, las briquetas (2'') pasan a unos
contenedores (17) donde, una vez llenos, se introducen unos
aerotermos (18) y se cubren durante unas horas. Pasado este tiempo,
las briquetas (2'') se trasladan a un almacén (19) donde se
depositan a la espera de ser utilizadas en el horno de la acería
(1).
Cuando el silo de alimentación (20) al horno (1)
baja de nivel, se carga un camión con las briquetas (2'') y se
llevan al almacén de aditivos (21), donde se vuelcan en una tolva
(22), desde donde el sistema de distribución las lleva a su silo de
alimentación correspondiente (20).
Posteriormente, el sistema de adición las
introduce en el circuito de alimentación de aditivos al horno (1) y
se introducen en él junto con cal (ya que debe ser añadida al horno
para escorificar en ese momento) después de que la chatarra en
fusión lleva unos minutos en el horno (suficiente para que el
volumen de humos producidos en la fusión haya disminuido
bastante).
Dichos humos van al sistema de depuración de
humos y son recogidos en el silo (3) mencionado al principio del
proceso, donde el ciclo vuelve a comenzar.
Descrita suficientemente la naturaleza de la
presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no
se considera necesario hacer más extensa su explicación para que
cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas
que de ella se derivan, haciendo constar que, dentro de su
esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de
realización que difieran en detalle de la indicada a título de
ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se
recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio
fundamental.
Claims (5)
1. Procedimiento perfeccionado para el reciclado
de polvos de acería, que consiste en el traslado del polvo (2)
procedente de los sistemas de captación de humos de un horno (1) de
arco eléctrico hacia un silo (3) donde se sedimenta y se dosifica
junto con un reductor de base carbono de fina granulometría en orden
a que sus partículas puedan rodear espacialmente a aquellas al
mezclarse con un aglomerante (7) de base polialcohol polimerizable
en una mezcladora (6) a la que, además se añade agua formando una
película de gel sobre las partículas, procediéndose al prensado de
la mezcla obtenida en una prensa (13) hasta lograr la densidad
adecuada para formar una briqueta (preferentemente de unos 5 x 4 x
1,5 cm.), o cualquier otra forma, que tras una fase de curado podrá
ser reutilizada vertiéndose de nuevo en el horno (1),
caracterizado por el hecho de que, para mejorar el proceso
de reacción, maduración y curado de las briquetas (2''), el
aglomerante (7) es introducido mediante una bomba de alta presión
(8) en el flujo de agua (9) previamente a su entrada en la
mezcladora (6); y porque dicha agua (9) está calentada a una
temperatura de entre 40 y 60ºC, permaneciendo el material entre 5 y
6 minutos en la mezcladora (6), para que, con el calor producido por
el rozamiento de las palas de mezcla, el material se caliente,
alcanzando una temperatura a su salida de dicha mezcladora de entre
70 y 90ºC.
2. Procedimiento perfeccionado para el reciclado
de polvos de acería, según la reivindicación 1, caracterizado
por el hecho de que, a la salida de la prensa (13), una cinta
transportadora (14) envía las briquetas ya formadas (2'') y los
restos de material (2') a una criba (15) que los separa, enviando
los restos (2') de vuelta a la tolva de regulación (11) prevista
previamente a dicha prensa (13).
3. Procedimiento perfeccionado para el reciclado
de polvos de acería, según las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado por el hecho de que las briquetas (2'')
cribadas pasan por un túnel de maduración (16), consistente en un
entorno calefactado por el que se hace circular aire insuflado a una
temperatura de entre 80 y 100ºC.
4. Procedimiento perfeccionado para el reciclado
de polvos de acería, según las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado por el hecho de que, a la salida del túnel de
maduración (16), las briquetas (2'') son pasadas por una segunda
criba (23) con una luz un 20% de su tamaño para descartar aquellos
pedazos que se hayan podido desprender con posterioridad al primer
cribado (15).
5. Procedimiento perfeccionado para el reciclado
de polvos de acería, según las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado por el hecho de que, tras la segunda criba
(23), las briquetas (2'') pasan a unos contenedores (17) donde, una
vez llenos, se introducen unos aerotermos (18) y se cubren durante
unas horas, siendo trasladadas posteriormente a un almacén (19)
donde se depositan a la espera de ser utilizadas en el horno de la
acería (1), no siendo utilizadas antes de 24 horas.
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