Recuperación De Energía En Hornos Eléctricos De Arco

actualización tecnológica

Sustentabilidad:

Recuperación de energía
en hornos eléctricos de arco
Por Jorge Madías*

En la medida que los hornos
eléctricos de arco se acercan a
su eficiencia energética teórica,
disminuyendo su consumo
específico de energía eléctrica
y química, empieza a presentar
interés la posibilidad de recuperar
la energía que se pierde en
los gases de escape. Se estáncomenzando a discutir las
posibles alternativas tecnológicas
y surgen las primeras experiencias
industriales.

Introducción
En su más de un siglo de existencia, los
hornos eléctricos de arco han evolucionado radicalmente, tanto en los aspectos
tecnológicos como en la función que
cumplen y los tipos de acero que producen. Desarrollados para producir aceros
especiales, con requerimientos de altastemperaturas para la fusión de ferroaleaciones, penetraron luego en la década
del ’60 en las miniacerías, acompañando a las máquinas de colada continua
de palanquillas, para la producción de
barras de refuerzo de hormigón y alambrones de aceros al carbono. En las décadas del ‘80 y el ’90 se produce un nuevo salto, acompañando la introducción
de las máquinas de colada continua de
planchones delgados, parala fabricación
de productos planos de aceros al carbono y de alta aleación.
Paralelamente a la ampliación de su
campo de aplicación, se los fue dotando
de tecnologías que permitieron acercar
sus tiempos de proceso a los de las acerías al oxígeno. La escoria espumosa y
los paneles refrigerados hicieron posible
el uso de ultra alta potencia. Se incorporó
la energía química, inicialmente mediantelanzas y actualmente mediante inyectores. Los métodos de control se fueron
haciendo cada vez más sofisticados. Con

* Gerente de la empresa Metallon, Argentina.

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la incorporación de la metalurgia de cuchara, la función del horno se centró en
la fusión de la carga, siendo el eje de la
productividad de las acerías. Actualmente los hornos eléctricos de arco son poderosas máquinas de reciclaracero, que
hacen la tercera parte de la producción
mundial, con una menor emisión de gases de efecto invernadero con respecto
a la ruta basada en altos hornos y acería
al oxígeno.
Pero es inherente al proceso una significativa pérdida de energía, principalmente a través de los gases de escape. En la
Figura 1 se presenta un balance de energía típico de un horno eléctrico moderno
[1].
Se observa quecerca de un tercio de la
energía ingresada se pierde en los gases
de escape, en forma de calor sensible y
energía química. Una distribución similar ocurre en las acerías al oxígeno. En
este campo, el tema está más avanzado y
hay una cantidad importante de acerías,
sobre todo en Europa y Japón, que recuperan el calor de los gases para generar
vapor.
En la actualidad, el esfuerzo en los hornoseléctricos, desde el punto de vista
energético, se centra en disminuir el
consumo total de energía más que en
recuperar la energía perdida. Es mejor

Figura 1
Balance de energía para un horno eléctrico con prácticas modernas [1]
kWh/t

kWh/t

Energía eléctrica

391 56%

Energía calorífica y
sensible de los humos

Oxidación del carbono

159 23%

Bóvedas y paneles

45

6%

Escoria

51

7%

Quemadores de gasnatural

35

5%

Oxidación del metal

59

8%

Volátiles de la chatarra

47

7%

Consumo de electrodos

13

2%

350 50%

Acero

Total: 704 kWh/t

254 36%

Misceláneo

4

1%

120

120

100

100
Pérdida instantánea (kW)

Pérdida instantánea (kW)

Figura 2
Pérdidas instantáneas de energía a los gases de escape a lo largo de dos coladas [1]

80
60
40

60
40
20

20
0
4/23/2008 1:40

80

4/23/2008 1:554/23/2008 2:09

4/23/2008 2:24

4/23/2008 2:38

4/23/2008 2:52

4/23/2008 3:07

0
4/23/2008 4:48 4/23/2008 4:55 4/23/2008 5:02 4/23/2008 5:09 4/23/2008 5:16 4/23/2008 5:24 4/23/2008 5:31 4/23/2008 5:38

Tiempo

usar 1 kWh menos que recuperar 1 kWh
[2]. Sin embargo, esto tiene un límite. En
la medida que los hornos se modernizan,
se acercan a ese límite. Esto hace que se
empiece a poner la...