Study on distribution of sulfur element in blast furnace (BF) process with different pellet proportions

Estudio de la distribución del elemento azufre en el proceso de alto horno (BF) con diferentes proporciones de pellets

En este estudio, se realizaron una serie de pruebas industriales de fundición BF con diferentes proporciones de pellet en materiales ferrosos en una BF de 450 m3 en Hebei, China. Los resultados mostraron que con el aumento de la proporción de pellets, la cantidad total de entrada de azufre (S) de las materias primas en el proceso de fabricación de hierro BF disminuyó después de un ligero aumento. El aporte de azufre de los pellets aumentó, mientras que el del sinterizado, el coque y el carbón tendió a disminuir. Por otra parte, la cantidad y la proporción del elemento de azufre en el gas BF experimentaron un pequeño aumento, mientras que las de la escoria BF no cambiaron mucho, y la cantidad de azufre en el polvo BF y el hierro se mantuvo relativamente estable. El resultado reveló que el aumento de la proporción de pellets no afectará a la calidad del arrabio (PI), pero también puede reducir la carga de azufre de la BF.

INTRODUCCIÓN

En los últimos años, China ha realizado notables progresos en la reducción de las emisiones contaminantes de la industria siderúrgica; por ejemplo, el control de la neblina atmosférica en la región de Pekín-Tianjin-Hebei (BTH) ha logrado una notable mejora. Sin embargo, BTH sigue siendo una zona muy contaminada [1]. La industria siderúrgica, que produce grandes cantidades de partículas finas (PM 2,5), dióxido de azufre (SO₂) y óxido de nitrógeno (NO_x) [2], sigue siendo una fuente clave de contaminantes atmosféricos en BTH. El SO₂ es una fuente importante de contaminantes atmosféricos en la industria siderúrgica. Según un modelo de optimización dinámica integrada ascendente, Xu et al [3] pronosticaron que la emisión de SO₂ en la industria siderúrgica será de 0,14 millones de toneladas en BTH en 2020, lo que sin duda ha contribuido a las emisiones totales de SO₂ en China.

En la actualidad, los principales materiales que contienen hierro para el proceso de fabricación de hierro BF son el sinterizado, los pellets y el mineral en trozos [4]. Ma et al [5] han demostrado que los factores de emisión de SO₂ de la sinterización y la peletización son de 1,374 y 0,395 kg por tonelada de producto, respectivamente. El proceso de producción del sinterizado contribuye a la emisión de SO₂ mucho más que el pellet. Por lo tanto, el aumento de la proporción de pellets en la estructura de materias primas de la carga BF se considera generalmente una forma eficaz de reducir las emisiones de SO₂. Los estudios sobre la práctica industrial demuestran que el funcionamiento con un alto porcentaje de pellets puede lograr un mejor índice productivo mediante el uso de pellets fundidos, la modificación de las reglas de carga de la parte superior de la BF sin campana, la optimización del funcionamiento y el ajuste de la disposición de las toberas [6-9]. Sin embargo, sólo unos pocos estudios han realizado pruebas industriales sobre la distribución del elemento azufre en el proceso de fabricación de hierro BF con diferentes proporciones de pellets.