Más acerías indias tienden a aplicar el sistema de oxígeno VPSA para la combustión enriquecida con oxígeno en altos hornos para mejorar la rentabilidad

En los últimos años, la producción de hierro y acero de la India ha mantenido un rápido crecimiento de forma continua. En 2018, la India superó a Japón para convertirse en el segundo mayor fabricante de hierro y acero del mundo después de China, con una producción anual de acero crudo de 106,5 millones de toneladas. Según el plan nacional de desarrollo del hierro y el acero formulado por el gobierno indio, la capacidad de fabricación de hierro y acero de la India alcanzará los 300 millones de toneladas en 2030. Para entonces, será difícil que los países detrás de la India superen su segunda posición.

En comparación con el principal proceso de fabricación de hierro en alto horno de China, con carbón no coquizable y coque no metalúrgico como principales materias primas para la fabricación de hierro, la India produce principalmente hierro de reducción directa, que representa aproximadamente el 44% de la producción de arrabio. Dado que el proceso de hierro de reducción directa no es adecuado para la producción a gran escala y que la India carece de carbón coquizable, la India tiene un gran potencial para el desarrollo a largo plazo de los altos hornos. La industria del hierro y el acero en la India está altamente concentrada; en 2016, el nivel CR3 del acero alcanzó el 44%, y grandes acerías como JSW y TATA alcanzaron el nivel de clase mundial. Actualmente, la inyección de carbón enriquecido con oxígeno para altos hornos en la India ha seguido la tendencia de la industria del hierro y el acero de China en la elección de tecnologías de generación de oxígeno. En 2016, el proceso de generación de oxígeno VPSA se aplicó por primera vez en altos hornos en la India. Posteriormente, grandes grupos indios de hierro y acero, incluidos JSW, JSPL y BPSL, han construido sucesivamente múltiples conjuntos de unidades de oxígeno VPSA, todas las cuales se utilizan para fabricación de hierro en alto horno enriquecido con oxígeno.

Soluciones Diversificadas de Enriquecimiento de Oxígeno

El enriquecimiento de oxígeno desempeña el papel más importante en el aumento de la producción de los altos hornos. A pesar de que las empresas siderúrgicas indias han practicado la tecnología de enriquecimiento de oxígeno durante mucho tiempo, comenzaron a popularizar y promover el enriquecimiento de oxígeno antes del soplador del alto horno (AH) solo hace unos años. Parte de la razón es que solo pueden optar por el enriquecimiento de oxígeno después del soplador, combinando el generador de oxígeno VPSA con el compresor, debido a la limitación del soplador del AH en las condiciones de operación y la pureza del oxígeno.

En comparación con la separación criogénica de aire, la tecnología de generación de oxígeno VPSA puede reducir en gran medida el consumo de energía, disminuyendo así el costo de producción de hierro. Las plantas siderúrgicas indias han aplicado plenamente la experiencia avanzada de las empresas siderúrgicas chinas en la inyección de oxígeno-carbón en altos hornos, reconociendo los procesos y soluciones de uso parcial (sujeto a la limitación del soplador del AH) o uso completo de enriquecimiento de oxígeno antes del soplador del AH, lo que no solo puede ahorrar inversión en compresores de oxígeno, sino también ahorrar más energía.

1. Enriquecimiento de Oxígeno Antes del Soplador

Si la tasa máxima de enriquecimiento de oxígeno del soplador pudiera alcanzar el 30%, enviar oxígeno al sistema del alto horno mediante la succión del soplador del AH es la técnica de enriquecimiento de oxígeno más adecuada para los altos hornos, lo que no solo podría reducir la inversión en compresores de oxígeno, sino también ahorrar los costos de operación y mantenimiento manuales asociados. En línea con la demanda de oxígeno de las plantas siderúrgicas, las soluciones sistemáticas de sistema de oxígeno VPSA en combinación con el enriquecimiento de oxígeno antes del soplador han demostrado una gran madurez, incluyendo la planta de oxígeno VPSA, el sistema de tuberías de oxígeno con dispositivo de control de flujo y presión, la tubería de nitrógeno de seguridad, los dispositivos de mezcla de oxígeno en la entrada del soplador del alto horno y el dispositivo de control del sistema, etc. La fluctuación de la concentración de aire enriquecido con oxígeno después del mezclador se puede controlar dentro del 0,5% mediante el control conjunto del sistema, y una serie de precauciones de seguridad, incluyendo el monitoreo en tiempo real de la pureza del oxígeno en la entrada del soplador, el ajuste automático del flujo, el corte automático de oxígeno y la protección de carga de nitrógeno en situaciones de emergencia, están disponibles para garantizar al máximo el enriquecimiento de oxígeno en condiciones normales y la máxima seguridad en emergencias.

Equipos de Oxígeno VPSA de PKU Pioneer: Ofrecen una Solución Excelente para el Enriquecimiento de Oxígeno en Altos Hornos Antes del Soplador

2. Gran Diferencia en las Tasas de Enriquecimiento de Oxígeno en AH

Cada aumento del 1% en la tasa de enriquecimiento de oxígeno conlleva al menos un crecimiento del 3% en la producción. La mayoría de las empresas en el mundo consideran que el volumen de oxígeno enriquecido para los altos hornos debe controlarse dentro del 30%. A diferencia de muchas empresas siderúrgicas chinas que adoptan una tasa de enriquecimiento de oxígeno de aproximadamente el 6%, algunas plantas siderúrgicas convencionales en India requieren del 3 al 4%, mientras que otras requieren del 8 al 9%. Con la creciente aceptación pública del enriquecimiento de oxígeno antes del soplador en India, se aplican tasas de enriquecimiento de oxígeno que van desde el 4% más bajo hasta el 9% más alto. Para las plantas siderúrgicas que requieren del 3 al 4%, el enriquecimiento de oxígeno antes del soplador del AH puede satisfacer plenamente las demandas; pero el 8 al 9% estará limitado por el soplador del AH, por lo que se logra estableciendo una tasa de enriquecimiento de oxígeno del 4 al 5% antes del soplador y del 4 al 5% después del soplador, respectivamente.

Tabla 3 Comparación de Datos de Soluciones de Enriquecimiento de Oxígeno (*Enriquecimiento de Oxígeno Antes del Soplador: 6000*90%, Después del Soplador: 6000*90%+7000)

El enriquecimiento de oxígeno en la producción de hierro en altos hornos (AH) no solo puede aumentar la cantidad de inyección de carbón y reducir la tasa de coque, sino que también ayuda a mejorar la intensidad de fusión y la producción, así como a aumentar el valor calorífico del gas de alto horno (GAH). Basándose en estas ventajas, cada vez más plantas siderúrgicas indias tienden a adoptar la tecnología de enriquecimiento de oxígeno en AH para reducir el consumo de energía y aumentar los márgenes de beneficio. Con el rápido desarrollo de la tecnología de generación de oxígeno VPSA, especialmente el avance de los adsorbadores radiales, la capacidad total de los sistemas de oxígeno en una sola planta siderúrgica ha alcanzado los 70,000 Nm³/h (oxígeno puro). El bajo consumo de energía, la fácil regulación de carga y el alto grado de automatización de la planta de oxígeno VPSA la convierten en la opción preferida de equipos de producción de oxígeno para altos hornos.