Metalurgia

M.A. Diez*, R. Álvarez, S. Melendi Instituto Nacional del Carbón, INCAR-CSIC, Apartado 73, 33080-Oviedo. *E-mail autor: madiez@incar.csic.es

Abstract The development of new recycling ways to allow the recovery of plastics from municipal wastes is of great interest in order to keep as many options open, especially when the co-processing with raw materials can be performed in consolidateindustrial processes. In this context, integrated steel plants can be considered as an option for those wastes with technical limitations for conventional mechanical recycling. The combination of the blast furnace route and coke plant in the steel industry provide a way to expand feedstock recycling with several environmental benefits such as saving fossil fuels, reducing landfill of the wastes andreducing solid particles, SO2 and CO2 emissions. This paper is an attempt to compile some relevant advances in these recycling routes. Resumen El desarrollo de nuevas vías de reciclado que permitan la valorización de los plásticos procedentes de residuos urbanos es de gran importancia para buscar una utilización racional de los mismos y mantener el máximo número de opciones abiertas, sobre todo si laruta de reciclado permite el coprocesado con las materias primas propias de un proceso industrial consolidado. En este sentido, las plantas siderúrgicas integrales pueden considerarse una opción para aquellos residuos plásticos que presentan limitaciones técnicas para su reciclado

por otras vías. La combinación de la ruta del horno alto y la planta de coque en la industria del acero proporcionauna vía para incrementar el reciclado de este tipo de residuos que lleva asociados varios beneficios ambientales: un ahorro de combustibles fósiles, una reducción del volumen de plásticos en vertedero y una reducción de emisiones de partículas sólidas, SO2 y CO2 en la industria siderúrgica. En este artículo se expone el estado actual de estas dos vías de reciclado. 1. El binomio carbón-coque en laindustria del hierro y del acero El coque metalúrgico (siderúrgico y de fundición), obtenido por tratamiento térmico de carbones coquizables en ausencia de oxígeno a una temperatura entre 1000 y 1300ºC, es el material de carbono utilizado en la producción de hierro fundido (arrabio) que, posteriormente, se transforma en distintos tipos de acero. Aproximadamente un 67 % de la producción mundial deacero está basada en la producción de arrabio, mayoritariamente en el horno alto, donde el coque es una materia prima imprescindible que no parece tener alternativa competitiva, ni en el presente ni en un futuro inmediato. Por tanto, su producción debe asegurarse a un coste efectivo, debe ser respetuosa con el medio ambiente y tener un futuro orientado. En la Figura 1 se presenta el consumo decarbón en los dos campos dominantes de utilización, la producción de energía a través de su combustión, contribuyendo

86% Consumo 5234.4 Mt Carbón coquizable 879.5 Mt (∼14%)
Coque siderúrgico + otros sectores industriales

Horno alto

83% Coque de fundición Cubilote

67%

COQUIZACIÓN

10%

Acero
1414 Mt

Coque Metalúrgico
608.4 Mt

Arrabio
1027 Mt

Figura 1. Consumo decarbón y producción de coque, arrabio y acero en 2010. Figure 1. Coal consumption and production of coke, pig iron and crude steel in 2010.

al 39 % de energía eléctrica generada en el mundo, y la producción de coque destinado a la producción de hierro por las rutas del horno alto y del cubilote [1-3]. Las funciones de este material de carbono grafitizable y poroso utilizado en el horno alto (coquesiderúrgico) son: combustible, agente reductor, soporte estructural y permeable de la carga del mineral de hierro y carburante del arrabio (Figura 2). En los últimos años, las dos primeras funciones del coque han ido perdiendo importancia con la inyección por las toberas de otras fuentes de carbono, como alquitrán, gas natural, aceite y, sobre todo, carbón pulverizado, que tienen la dualidad de...