El acero sigue siendo un material esencial, sobre todo en los sectores de la construcción y la fabricación, debido a sus excepcionales propiedades, como su adaptabilidad y reciclabilidad. La industria siderúrgica aporta aproximadamente el 7% del dióxido de carbono y, en consecuencia, se presta mucha atención al cambio hacia una alternativa más limpia para una producción sostenible. La transición de combustibles fósiles para quemadores a combustibles alternativos más limpios en el recalentamiento de tochos y desbastes de acero contribuirá a reducir las fuentes de emisión de GEI en la fabricación de acero.
Evaluación de la calidad del producto siderúrgico
En la consecución de un impulso transformador hacia la emisión cero con reducción de emisiones de GEI asociada a los cambios en el combustible del quemador y la atmósfera posterior a la combustión en el recalentamiento de desbastes, un aspecto importante que hay que vigilar y mantener es la calidad de los productos siderúrgicos.
En el proyecto TWINGHY, OULU investigará la calidad del acero investigando la formación de incrustaciones mediante la sustitución del combustible fósil de los quemadores por la incorporación de hidrógeno como combustible y la oxicombustión en un horno de recalentamiento. Las variaciones en el combustible del quemador y en la atmósfera posterior a la combustión pueden influir significativamente en la cascarilla de óxido, la velocidad de formación y la morfología de los productos de acero durante el recalentamiento de los desbastes. Además, el cambio en el combustible del quemador tiene el potencial de una mayor oxidación, lo que resulta en un aumento de la formación de óxido y podría plantear retos significativos en la gestión de las incrustaciones de óxido en comparación con las prácticas industriales actuales.
La investigación se centrará en factores como el tiempo de mantenimiento, los componentes gaseosos de la atmósfera y la temperatura en el interior de un horno de recalentamiento para evaluar el impacto de estos parámetros en la formación y el crecimiento de las incrustaciones de óxido en la superficie del acero.
En colaboración con socios como CELSA, las tareas del OULU en este proyecto consistirán en realizar ensayos termogravimétricos y utilizar técnicas de caracterización como la microscopía electrónica para estudiar las escamas de óxido obtenidas a escala de laboratorio que simulan diferentes atmósferas de horno. La investigación pretende evaluar las diferencias en las tasas de formación de incrustaciones de óxido y las morfologías en el acero entre las prácticas actuales de calentamiento industrial y las mejoras propuestas que integran el hidrógeno como combustible y la oxicombustión.
Se creará una base de datos de referencia sobre la formación de incrustaciones de óxido en aceros seleccionados a partir de la práctica actual de combustión de gas natural con aire. Se creará otro conjunto de datos que compare el uso de diferentes prácticas de quemado con los objetivos de reducción de GEI del proceso de recalentamiento en relación con la cantidad de incrustaciones de óxido con el caso de referencia (combustión de gas natural con aire). Los resultados ayudarán a determinar qué tipos de acero son más propensos a sufrir grandes cambios en la formación de óxido durante el cambio a prácticas de calentamiento más ecológicas (horno alimentado con hidrógeno).
Autor: Dr Francis Gyakwaa
El Dr. Francis Gyakwaa es investigador postdoctoral en la unidad de investigación de metalurgia de procesos de la Universidad de Oulu (Finlandia). Sus intereses de investigación se centran en la evaluación de la limpieza y la calidad del acero, como las inclusiones no metálicas, la escoria metalúrgica y la formación de incrustaciones mediante diversas técnicas de caracterización. El papel de Francis en el proyecto TWINGHY incluye la realización de pruebas termogravimétricas y la utilización de técnicas de caracterización para estudios de formación de incrustaciones.