Oerlikon Leybold Vacuum consigue el certificado ATEX para los sistemas de vacío de la desgasificación de acero

En las últimas décadas, la demanda de aceros refinados de alta calidad ha aumentado de forma constante. Al mismo tiempo, las plantas siderúrgicas sufren cada vez más presión para diseñar procesos más eficaces energéticamente y reducir drásticamente las emisiones de CO2.

Los aceros de grados más elevados (que son demandados por la industria automovilística y aeroespacial, por ejemplo,) necesitan un tratamiento más avanzado en los llamados procesos metalúrgicos secundarios, que con frecuencia se llevan a cabo al vacío. La desgasificación, sobre todo de aquellos que tienen insuflación de oxígeno (como en los métodos VOD y RH-OB) produce gases potencialmente explosivos. Los componentes y los equipos de vacío con certificado ATEX permiten unas soluciones seguras y económicas para soluciones de vacío mecánicas.

"Las normas internacionales actuales para los sistemas de vacío mecánico se basan en las bombas de vacío tipo base de última generación y en las bombas de vacío tipo tornillo secas. Seleccionar dichas soluciones de bombas mecánicas modernas también ofrece excelentes posibilidades para controlar el proceso, y emplea un diseño muy confiable, permitiendo que las bombas sobrevivan dentro del entorno de la planta de acero agresivo. Al instalar bombas estándar en varias disposiciones, se puede cumplir incluso con los requisitos de mayor succión a un precio competitivo, al tiempo que uno se centra en las normas de seguridad de alto nivel", explica Uwe Zoellig, directivo principal del segmento del mercado de la industria de procesos.

En todos los procesos para la desgasificación del acero al vacío se forman gases y vapores que podrían ser peligrosos. Básicamente, CO y H2 además de los vapores de metales volátiles que se liberan de la superficie del acero. Los vapores del metal y del óxido metálico se condesan parcialmente en elementos de plantas frías y generan un polvo fino. Este polvo se debe separar eficazmente en filtros de mangas especiales, ciclones y contenedores y por lo tanto no deben alcanzar las bombas de vacío.

La protección contra la explosión en las plantas de vacío, especialmente las que generan una gran cantidad de CO por el uso de oxígeno para descarburación hasta la fecha han sido garantizadas por las aletas de sobrepresión en los recipientes de reacción metalúrgica, los dispositivos de alarma para la pérdida de agua, los sensores para presión y temperatura, además de la ventilación de emergencia con nitrógeno.

Con la introducción de las bombas de vacío mecánicas, se necesitan instalaciones eficaces de bombas de vacío mecánicas para enfriamiento de gas y separación del polvo.

Durante un proceso de desgasificación de acero típico, se producen combustibles posiblemente inflamables como el CO o H2, pero la aparición de estos gases solos no genera un peligro. Solo si el gas se mezcla en la concentración correcta con el oxígeno, la mezcla de gas se torna peligrosa. Por lo tanto, el oxígeno representa una amenaza bastante importante para evaluar los riesgos de explosión. Sin embargo, el oxígeno no se puede eliminar, dado que las pérdidas no pueden ser descartadas por completo, y el uso del oxígeno es obligatorio para ciertos procesos de fabricación. No obstante, el usuario debe reducir al mínimo el uso de oxígeno. Por este motivo, el uso de bombas de vacío primarias, que deben enfriarse por la entrada de grandes cantidades de aire del ambiente (refrigeración por chorro de aire) es por lo tanto no recomendable, ya que este aire adicional aumentará las oportunidades de crear una mezcla de gas explosiva.

Actualmente, las bombas de vacío mecánico estándar ya cumplen con los requisitos de alto nivel para la seguridad.

Sin embargo, en caso de que haya incertidumbre en relación a la inflamabilidad de las mezclas de gas que deben manipularse por los conjuntos de bombas, el usuario tendrá que realizar un análisis de riesgo de las diferentes partes de la planta para definir las zonas de protección contra explosión. El resultado será con más probabilidad la definición de la Zona 1 para la parte interna del sistema de vacío. Para esta evaluación, los componentes con una categoría 2 de certificado ATEX (interno) para los gases, puede ser una solución fácil. De este modo, el usuario puede alcanzar el mayor estándar de seguridad para sus empleados con un gasto de inversión relativamente bajo.

Las mismas consideraciones también son válidas para todo el proceso de vacío con descarburación forzada como VD-OB y RH-OB, o para procesos con descarburación natural como VCD además de la desgasificación VD de grados de acero totalmente calmado en presencia de escoria reactiva, especialmente en conexión con los mayores índices de fuga.

La composición de los efluentes gaseosos y el momento de aparición de la mezcla inflamable son muy diferentes en estos procesos.

Las soluciones de vacío de ATEX de Oerlikon Leybold Vacuum consisten en bombas y componentes que cumplen con las especificaciones de ATEX Cat 2 (i) G IIC T2. Este equipo se puede combinar con los sistemas de vacío certificados ATEX. Para cumplir con los requisitos, se proporciona un control de enfriamiento de gas y de temperatura entre las bombas para evitar que las temperaturas del gas excedan los límites definidos. Además, todas las bombas están controladas por un conversor de frecuencia especialmente programado.

Con respecto al conjunto de bomba de vacío, deben tenerse en cuenta las fuentes de encendido potencial como el sobre calentamiento o la carga electroestática, que se lograrán con la atención usual durante el diseño y fabricación de las bombas certificadas por ATEX. Especialmente, las bombas se deben proteger eficazmente contra la sobrecarga por diferencias de presión demasiado elevada a fin de evitar temperaturas excesivas.

Esto es válido para todos los puntos de funcionamiento posibles, comenzando con las presiones de succión elevada, pasando por presiones de operación media, que se van a mantener por un tiempo más prolongado, por ejemplo durante el vaciado por bombeo retrasado en el proceso VD o durante la fase de soplado de oxígeno en el proceso VOD, hacia abajo de las menores presiones finales con su radio de compresión elevada.

Los productos capaces solos, no garantizan que el gasificador funcione sin inconvenientes. Los errores del usuario pueden ocurrir con un diseño de sistema insuficiente. El proveedor de bombas de vacío debe poder combinar productos simples con una solución de llave en mano inteligente para garantizar la satisfacción del usuario. Las soluciones de vacío modernas y de alto rendimiento de Oerlikon Leybold Vacuum consisten solo en dos modelos de bomba estándar diferentes, combinados con sistemas de vacío de tres fases. Dichos diseños de tres fases permiten la mayor velocidad de succión combinada con el menor consumo de energía.