Reciclaje caliente, fríamente calculado

Industria del acero: reciclaje automático de desechos de altos hornos

Los costos del combustible y la eliminación de residuos constituyen un importante factor competitivo en la industria del acero. Diproinduca, fabricante de equipos, cuenta con un sistema de reciclaje de desechos de altos hornos en el recinto de la planta siderúrgica Arcelor Mittal de México. Festo ha automatizado un equipo de reciclaje de altos hornos mediante una solución completa a lo largo de varios niveles de la pirámide de automatización.

El fabricante de acero más grande del mundo, Arcelor Mittal, produce bloques de acero con el método DRI-EAF en Lázaro Cárdenas, localidad situada estratégicamente cerca del puerto de materias primas más grande de México. Este método de producción permite obtener bloques con superficies de estructuras homogéneas, lo que redunda en una mayor calidad del total de 3,8 millones de toneladas de bloques producidos cada año. El coque es componente importante durante la fabricación de los bloques. Por un lado, se utiliza para que los altos hornos alcancen la temperatura necesaria y, por otro lado, debe ser reciclado una vez concluido el proceso de producción.

Producción de bloques

Se trata de bloques de acero, aluminio o cobre fundido, cuyo ancho y largo supera varias veces su grosor. Estos bloques se obtienen mediante operaciones de fundición y laminado, y constituyen el material en bruto utilizado para obtener planchas de chapa y láminas. Las dimensiones de los bloques dependen de las dimensiones del producto que se desea obtener.

Durante el proceso de producción de los bloques se obtienen desechos de coque y lodos en los altos hornos debido al proceso de combustión. Estos desechos pueden reciclarse y aprovecharse nuevamente para el proceso de combustión. La planta siderúrgica cuenta con un equipo de reciclaje de Diproinduca, con el fin de volver a aprovechar esos desechos.


El secreto del reciclaje exitoso

La empresa canadiense ha adquirido una excelente reputación en el transcurso de los últimos veinte años en materia de aprovechamiento de material de desecho obtenido mediante procesos industriales en el sector de la minería y de la fabricación de acero. La empresa cuenta con instalaciones de reciclaje en Canadá, México, Venezuela y Trinidad. La empresa especializada en reciclaje de desechos industriales convierte los desechos de la planta siderúrgica en briquetas que, a continuación, vuelven a utilizarse como combustible sólido en los altos hornos. Durante la producción de las briquetas, es importante controlar las proporciones de sus componentes. A los desechos se les agrega agua, cemento y determinados aditivos químicos con el fin de aglutinar los materiales.

En las instalaciones de Lázaro Cárdenas, la dosificación precisa de cada uno de los componentes está a cargo de una solución de automatización propuesta por Festo. "Se trata de una solución completa, concebida por los ingenieros de técnica de sistemas de Festo México, que se hicieron cargo desde la fase de definición de la tecnología hasta la entrega de los sistemas de control", explica Alexander Vargas, director de gestión de productos para la automatización de procesos en Festo.

Mezcla y moldeos perfectos

El sistema integrado de automatización dispone de varios sistemas de pesada junto a las cintas transportadoras y de embudos de cemento especialmente desarrollados para esta aplicación. A estos equipos se suman mezcladoras previas y sistemas de mezclado con motores eléctricos, así como sistemas de dosificación para agua y aditivos químicos, dotados de las correspondientes válvulas de proceso neumáticas necesarias. Con el sistema de pesada se determina en los embudos la dosificación exacta de los desechos para cada lote. El material avanza hacia una unidad de mezcla previa, donde se homogeniza. En la mezcladora se agregan agua, cemento y aditivos químicos. Una vez que la mezcla tiene la composición correcta, se abre la mezcladora y todo el lote pasa a la máquina briquetadora.

Embudo de materias primas

Embudo de materias primas automatizado: con el sistema de pesada se determina la dosificación exacta de los desechos para cada lote.

Éxito en todos los niveles

"Durante la fase de desarrollo de la solución completa, los ingenieros mexicanos pudieron aplicar sus conocimientos en materia de automatización de procesos continuos a lo largo de todos los niveles de la pirámide de automatización, explica Vargas de la central de Festo, quien participó en el proyecto desde el principio. Al nivel de sensores y actuadores, el caudal de todos los fluidos de relevancia se controla y regula mediante diversas válvulas de proceso, como, por ejemplo, el actuador giratorio DAPS utilizado para abrir y cerrar compuertas.

En el nivel de campo, tres terminales CPX captan las señales a través de Profibus DP, que son emitidas por los sensores instalados localmente. Los terminales están instalados en armarios de maniobra de acero, donde están protegidos contra los daños que puede causar el clima tropical de la costa mexicana del Pacífico.

El "cerebro" de las instalaciones es el CECX-X-C1, que hace las veces de PLC. Un sistema SCADA visualiza los diversos sectores y los equipos de las instalaciones. La comunicación con el PLC y el sistema SCADA se realiza a través de una red Ethernet. El programa PLC y el sistema SCADA controlan todo el proceso de producción. El control puede ser automatizado o manual. El PLC master, es decir, la unidad de control CECX-X-C1, procesa las informaciones y transmite los datos correspondientes al software del sistema SCADA. En cuatro pantallas se muestra el esquema de las instalaciones, y se pueden apreciar los parámetros, los procesos y los informes.

Aumento sostenible de la productividad

"En este proyecto, los ingenieros mexicanos especializados en técnica de sistemas aportaron todos sus conocimientos en materia de automatización en cada una de las fases del proyecto, empezando por el desarrollo de la tecnología, pasando por la entrega de los equipos de técnica de control, y llegando hasta el servicio de posventa", acentúa el experto en sistemas de automatización, Alexander Vargas. La automatización a lo largo de los cuatro niveles de la pirámide de automatización permite actualmente un reciclaje altamente eficiente del valioso combustible que es el coque. A la vez, se cuida del medio ambiente y se aumenta la productividad del proceso de fabricación de los bloques.

Diproinduca Canada Limited

9140 Leslie Street, Suite 404
Richmond Hill, ON, L4B 0A9
Canadá

www.diproinduca.com

Especialidad: ingeniería de sistemas para reciclaje industrial

Arcelor Mittal

Berkeley Square House, 7th Floor
Berkeley Square
London W1J 6DA
Inglaterra

www.arcelormittal.com

Especialidad: el mayor fabricante de acero del mundo con acerías y minas de mineral de hierro en todo el mundo

  1. Este artículo fue publicado en la revista para clientes de Festo trends in automation 2.2014

septiembre 2014

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