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Desgasificación de acero

Los procesos de desgasificación de acero requieren sistemas de vacío sólidos y fiables. Nuestros equipos de vacío le permiten construir una planta de desgasificación de acero sostenible.

Soluciones innovadoras de vacío para procesos de desgasificación de acero

Una planta de desgasificación de acero es una instalación utilizada en la producción de aceros de alta calidad. Está diseñado para eliminar elementos como el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno del acero fundido mediante un proceso conocido como desgasificación al vacío.

Durante la desgasificación al vacío, el acero líquido se trata bajo vacío, que se crea con un sistema de bomba de vacío.

El proceso de desgasificación de acero puede tener requisitos muy específicos en función del diseño de la instalación, las rutas metalúrgicas y la calidad deseada del producto final.

Los tipos de procesos de desgasificación de acero se pueden dividir en tres grupos principales:

VD - Desgasificación al vacío
VOD – Descarburación de oxígeno al vacío
RH - Proceso de Ruhrstahl-Heraeus

VD - Desgasificación al vacío

Tratamiento al vacío de acero fundido en el que se aplica vacío en una cámara desgasificadora especial con un cucharón de acero fundido en su interior. Las presiones de funcionamiento normalmente seleccionadas oscilan entre 1,33 mbar (1 Torr) y 0,67 mbar (0,5 Torr).

VOD – Descarburación de oxígeno al vacío

Proceso de vacío en el que se aplica oxígeno puro sobre la superficie del acero fundido a una presión de entre 50 y 200 mbar. El contenido de carbono del acero se oxida y se convierte en una mezcla gaseosa de CO/CO₂ que se evacua a través del sistema de vacío. Normalmente, tras la etapa del proceso de VOD de vacío primario, tiene lugar un proceso de VD a baja presión, que combina estas dos etapas dentro del mismo diseño de desgasificador.

RH - Proceso de Ruhrstahl-Heraeus

Proceso de desgasificación de acero de alta productividad. El acero circula por el interior de una cámara de desgasificación que está sumergida en el cucharón de acero. El vacío se utiliza para elevar el acero a la cámara de desgasificación y garantiza la propia desgasificación (como en el VD). La alta velocidad de circulación del acero fundido está asegurada por un flujo de argón en uno de los tubos de aspiración. También se puede utilizar un desgasificador RH para la reducción de carbono mediante el soplado de oxígeno puro sobre el material fundido circulante durante un paso de vacío primario, lo que se denomina proceso de RH(O).

El sistema de vacío es un componente fundamental para el proceso de desgasificación del acero, ya que permite crear y mantener el nivel de vacío necesario en la cámara. Existen dos tipos de soluciones de vacío rivales en las plantas de desgasificación de acero. Tradicionalmente, se utilizaban sistemas de vacío con eyector de vapor (a menudo con bombas de vacío de anillo líquido), mientras que los sistemas de vacío mecánicos actuales, compuestos por combinaciones o soplantes Roots compatibles con bombas de vacío de tornillo secas, se han convertido en una alternativa rentable y respetuosa con el medioambiente.

Leybold ofrece una gama óptima de componentes para una instalación de desgasificación de acero moderna y eficiente:

Bombas de vacío previo – Bomba de tornillo seco DRYVAC DV 1200 – DV 1600
Bomba de vacío de tornillo seco de última generación con una resistencia sin precedentes y el mayor nivel de fiabilidad. Las bombas de vacío DRYVAC son la solución probada para numerosas aplicaciones exigentes y, por lo tanto, son perfectamente adecuadas para los requerimientos de las aplicaciones de desgasificación de acero.
Bombas de vacío previo – RUVAC WH 7000
Booster de alto rendimiento: Completamente sellado herméticamente, sin desgaste en los retenes, con accionamiento FC. Los soplantes Roots garantizan la velocidad de bombeo requerida junto con las bombas de vacío previo DRYVAC.
Concepto de estación de bomba de vacío: patines de vacío
Leybold combina las bombas individuales en sistemas modulares con un concepto ampliable. El diseño modular del sistema ofrece una completa flexibilidad para adaptar la mejor configuración a las necesidades individuales del desgasificador. Normalmente, se eligen patines de 3 o 4 etapas y, dependiendo de la velocidad de bombeo requerida, se instalan varios patines en paralelo.
Sistema de control y alimentación
Nuestro sistema de control inteligente permite ajustar con precisión el funcionamiento de todas las bombas mediante sus accionamientos de frecuencia. El sistema ofrece la posibilidad de que el PLC maestro controle todas las bombas dentro de un sistema como una bomba virtual. Además, proporciona varios modos de funcionamiento para que el desgasificador alcance la velocidad de bombeo requerida y evite la formación de espuma en la escoria, lo que garantiza en todo momento un funcionamiento seguro de todos los componentes, incluso en funcionamiento continuo.
Refrigerador de gas
En función de la temperatura de los gases procedentes del desgasificador durante los procesos VD/VOD o RH, los gases deberán enfriarse para evitar el sobrecalentamiento de los filtros de polvo o las bombas de vacío. Los sensores de temperatura permiten al usuario tener una visión general completa del estado de funcionamiento de los refrigeradores de gas.
Filtro de polvo
Los filtros de polvo son un componente fundamental para proteger el sistema de vacío de la entrada de partículas metálicas o de óxido metálico, ya que separan eficazmente las partículas del flujo de bombeo. Un gran reto para los filtros de polvo es la manipulación del polvo, a menudo pirofórico. Para evitar daños en la bolsa de filtro, es de suma importancia una gestión adecuada del filtro, incluido un proceso de limpieza con gas inerte.
Válvulas y tuberías
En especial, la válvula de gas crudo instalada entre el desgasificador y el filtro debe estar diseñada correctamente para soportar el polvo abrasivo del proceso. Las tuberías deben estar diseñadas para evitar la acumulación de polvo y poder limpiarse durante el mantenimiento.
Analizador de gases en el escape
Para eliminar el escape de componentes desgasificados no respetuosos con el medioambiente, un analizador de gases que se comunica con el panel de control principal podría monitorizar la composición de gas residual. Para desactivar estos componentes, se suele integrar un tubo de escape en el sistema de vacío.
Sistema de refrigeración
Para reducir el consumo de agua de refrigeración de las bombas de vacío, se puede instalar de manera opcional un circuito cerrado de agua de refrigeración que incluya un enfriador.

Las plantas de desgasificación de acero están equipadas principalmente con sistemas de bomba eyectora de vapor. Tienen un coste CAPEX relativamente bajo, pero requieren una gran cantidad de servicios públicos como vapor y agua. Además, generan una enorme cantidad de aguas residuales que deben ser tratadas. El vapor se produce en la mayoría de los casos con una caldera de vapor alimentada con gas natural, lo que provoca inmensas emisiones de CO₂.

La necesidad actual de ahorro energético, transición ecológica y economía libre de emisiones de carbono supone un enorme desafío para la industria metalúrgica. Cada fábrica de acero debe desarrollar la estrategia adecuada para perdurar en el mercado. La actualización de los sistemas eyectores de vapor con un sistema de vacío mecánico constituye un paso en firme para que la industria metalúrgica sea más eficiente energéticamente y emita menos CO₂.

En Leybold podemos acompañarle en esta transición con nuestra propuesta de "renovación completa", con asesoramiento como:

Análisis completo y preciso del sistema de vacío existente
Soporte de alto nivel para proyectos de actualización
Bombas eficientes, fiables y probadas para aplicaciones
Soluciones completas de renovación del eyector de vapor
Cálculo de la rentabilidad de las inversiones, reducción de CO₂, tiempo de ciclos de bombeo

Leybold es líder del mercado en el suministro de sistemas de vacío para la desgasificación de acero. Nuestras soluciones probadas se pueden integrar en el diseño de nuevas plantas de desgasificación de acero o adaptar a desgasificadores existentes mediante nuestra oferta de "renovación completa". Ofrecemos soluciones completas de actualización para plantas de desgasificación de acero con el fin de modernizar los antiguos sistemas eyectores de vapor de bajo consumo energético con sistemas de vacío mecánicos modernos, robustos y eficientes.