La inyección de carbón pulverizado es un método para mejorar el rendimiento de un alto horno . [1]
El hierro es un metal que ha afectado fundamentalmente el modo de vida de los seres humanos desde la Edad del Hierro . Es relativamente abundante y se puede extraer y modificar fácilmente debido a sus propiedades materiales útiles, todo lo cual da como resultado precios bajos. Después de la Revolución Industrial (siglos XVIII y XIX), el hierro se convirtió en un material central de los mercados industriales, su importancia se reflejó en la frase "el hierro es nación"; su producción se consideró directamente como una indicación del poder nacional. Especialmente después de la Segunda Guerra Mundial , los gobiernos apoyaron vigorosamente el crecimiento de un mercado industrial de hierro, lo que contribuyó significativamente al desarrollo de una economía global. El hierro se extrae de su mineral y se funde en un horno metalúrgico llamado " alto horno ".
Se espera que el método de alto horno sobreviva hasta el siglo XXII debido a su eficiente tasa de producción de hierro a costos competitivos en comparación con otros métodos de fabricación de hierro. Los altos hornos siguen mejorando con las adaptaciones que surgen de las nuevas tecnologías impulsadas por la creciente demanda mundial, aunque el proceso químico principal sigue siendo el mismo. Pero la mejora del proceso no puede resolver muchos de los problemas asociados con los altos hornos. La tasa de producción de hierro está muy influenciada por las fluctuaciones de la economía mundial, y la mejora de la eficiencia operativa del proceso es una preocupación importante. Sin embargo, el mayor inconveniente del funcionamiento de los altos hornos es la inevitable producción de dióxido de carbono a partir de los procesos de reducción de hierro, que se considera uno de los principales contribuyentes al calentamiento global . En consecuencia, el método de inyección de carbón pulverizado (PCI) se está convirtiendo en un método internacionalmente popular para mejorar el funcionamiento de los altos hornos.
La inyección de carbón pulverizado se desarrolló en el siglo XIX, pero no se implementó industrialmente hasta la década de 1970. El aumento del costo del coque debido a la mayor demanda global y, por lo tanto, a una mayor competencia por el recurso, han hecho que este método sea atractivo para las industrias productoras de hierro y han aumentado su valor.
El método PCI se basa en el concepto simple de aire primario (denominado "gas transportador") que transporta carbón pulverizado que se inyecta a través de una lanza a la tobera (entrada media-inferior de un alto horno), luego se mezcla con aire caliente secundario (denominado "explosión") suministrado a través de un tubo de soplado en la tobera y luego se envía a un horno para crear una cavidad con forma de globo llamada "canal de combustión", que luego propaga la combustión del carbón y el coque y funde el mineral de hierro sólido, liberando el hierro fundido. El aspecto más notable de este método es que permite consumir carbón más barato en el sistema, reemplazando al coque costoso, lo que reduce notablemente los costos. Debido al calor extremo dentro del horno (>2000 Kelvin), la observación visual de la forma y el tamaño de la canal de combustión es imposible, por lo que se utilizan sensores de medición remota para investigar las reacciones químicas y físicas dentro del horno.
Una mejor comprensión de los canales de combustión y del método PCI puede optimizar el rendimiento de un alto horno y reducir los costos. Otras mejoras en el método PCI y el uso de métodos de inyección de mezcla de carbón (mezcla de diferentes carbones) están atrayendo a la industria.