Procedimiento secuencial para la gestión ecológica y limpia de la escoria blanca de acerías en estado pulverulento y equipo para la realización de dicho procedimiento,

aplicables para la separación de la escoria blanca del resto de sustancias presentes en el residuo resultante de los procesos de colado de metales fundidos, donde:

El procedimiento comprende (a) un enfriamiento inicial del residuo, (b) su presentación a un flujo de aire controlado, (c) la recogida de la escoria blanca arrastrada por ese flujo y (d) la recogida del resto de las sustancias presentes en el residuo y su almacenamiento en un depósito habilitado al efecto.

El equipo comprende (a) un depósito donde se almacena el residuo, (b) un sistema para su enfriamiento y (c) un sistema para la absorción de la escoria blanca en estado pulverulento por medio de un flujo de aire.

De aplicación en siderurgia.

Procedimiento secuencial para la gestión ecológica y limpia de la escoria blanca de acerías en estado pulverulento y equipo para la realización de dicho procedimiento.

Esta patente hace referencia a un procedimiento secuencial que permite la separación de la escoria blanca en estado pulverulento del conglomerado de materiales junto con los cuales ésta se encuentra inevitablemente mezclada en su necesaria separación respecto del grueso del metal en producción en procesos siderúrgicos, y al equipo que permite la realización practica de dicho procedimiento.

Esta sustancia es uno de los subproductos o residuos que se generan en la actividad siderúrgica, principalmente en las acerías. La escoria blanca se produce principalmente durante la etapa de afino, etapa en la que se ajusta la composición del metal fundido en una cuchara, quedando la escoria blanca a flote sobre el metal fundido por ser de menor densidad. Habitualmente la escoria blanca se separa del metal simplemente dejando que este se vierta por debajo de la cuchara, en un proceso de colado, mientras la capa de escoria blanca queda flotando en la parte superior. En el momento en el que la mayor parte del metal ha salido de la cuchara esta se cierra quedando la escoria blanca, una pequeña parte de metal fundido y una amplia variedad de otros materiales residuales en el interior de la cuchara. La escoria blanca es la parte principal de este residuo y si bien la escoria blanca es razonablemente homogénea en su composición entre una colada y otra, no se puede decir lo mismo del resto de los materiales residuales de forma que se constata que la mezcla de residuos que queda en la cuchara tras el colado presenta una significativa heterogeneidad de una colada a otra, siendo la naturaleza de la heterogeneidad difícilmente controlable o predecible.

Hasta la fecha no se ha encontrado aplicación práctica técnica y económicamente viable para esta mezcla de residuos como tal, entre otros motivos porque la impredecible heterogeneidad de la mezcla de una colada a otra hace que sus propiedades sean variables limitando su aplicación como material técnico, pero por el contrario sí se conocen aplicaciones para la escoria blanca de forma aislada, por ejemplo como carga para la fabricación de cemento, y también para algunos de los otros residuos habitualmente presentes una vez aislados, por ejemplo la parte metálica del residuo que puede ser reciclada simplemente con volverla a fundir.

Dado que no se ha encontrado un método técnica y económicamente viable que evite la formación de esta mezcla de residuos, la valorización de cada uno de los subproductos que forman esta mezcla pasa inevitablemente por un proceso de separación de los mismos. En esta invención se hace referencia a una nueva técnica para separar la escoria blanca del resto de subproductos o residuos que se generan simultáneamente, con el fin de obtener escoria blanca en estado pulverulento limpia de otros residuos, transportable, procesable, aceptablemente homogénea en composición y propiedades y por lo tanto valorizable.

Estado de la técnica

Los procesos más habituales de fabricación de acero, por ejemplo en acería de horno de arco eléctrico, comienzan con la fusión de las materias primas en el horno. El acero fundido sale del horno a una cuchara, en la que posteriormente se realiza la operación denominada de afino en la que se agregan diferentes materiales en función de resultado esperado. La escoria blanca se produce como consecuencia de los procesos de reducción y desulfuración que se realizan sobre el material fundido y la adición de los diferentes aditivos necesarios, y al tener una menor densidad en estado líquido que el acero queda flotando en la parte superior del caldo en la cuchara. Posteriormente el contenido de esta cuchara se vierte en la instalación que dará la forma y refrigerará el acero hasta el formato deseado, habitualmente en palanquilla. El vaciado de la cuchara se realiza abriendo una boca en la parte inferior de la misma, de forma que se vierte el acero fundido y se vacía prácticamente hasta el nivel en el que se encuentra depositada la escoria y esta empezaría a salir, pero la cuchara se cierra inmediatamente antes de que esto se produzca para evitar la contaminación del último acero que ha salido de la cuchara. Así una vez vaciada la cuchara, dentro queda una mezcla formada principalmente por escoria blanca pero por acero, ferroaleaciones, fundentes y otras sustancias en una mezcla heterogénea, que se podría describir como escoria blanca con impurezas.

Hasta la fecha no se ha encontrado aplicación práctica, económicamente y técnicamente viable a esta mezcla de sustancias, por lo que habitualmente esta mezcla se considera simplemente y residuo y se vierte en almacenes controlados, lo cual implica contaminación y un coste en todo caso, pero por el contrario sí existen aplicaciones que dan valor para algunas de estas sustancias por separado. Este es el caso de la escoria blanca que de forma aislada es una materia prima válida y aceptada para su uso en la fabricación de cemento. Si bien se podría pensar que, dado que la mayor parte de la mezcla residual está formada por escoria blanca, también podría ser válida toda la mezcla para la producción de cemento, pero se da el caso de que algunas del resto de las sustancias del residuo son perjudiciales para esta aplicación. Por ejemplo aquellas sustancias que pueden oxidarse, como el acero, pueden generar graves problemas de resistencia a las construcciones realizadas con un cemento que las contenga, con el grave riesgo que esto acarrea. Además de este tipo de contraindicaciones y efectos secundarios a la posible utilización de la mezcla residual como tal, se da el caso de que la composición de dicha mezcla, y por lo tanto sus propiedades técnicas, son heterogéneas de una colada a otra y su variación es impredecible por lo que no cumple con los requisitos mínimos exigibles a una sustancia técnicamente valorizable, es decir, que al menos mantenga sus propiedades dentro de un rango razonablemente aceptable. Por el contrario este sí es el caso de la escoria blanca aislada del resto de sustancias potencialmente presentes en la mezcla residual.

Como conclusión de lo anterior, en todo caso para que se pueda dar un valor o una aplicación práctica a la escoria blanca es imprescindible es imprescindible aislar la escoria blanca del resto de sustancias de las otras sustancias que la acompañan al producirse y separarse del metal durante la colada, ya que es la única manera de obtener un material suficientemente homogéneo o de propiedades ajustables industrialmente para poder así predecir y controlar la calidad de los productos en cuya fabricación contribuya la escoria blanca y en todo caso para evitar efectos indeseados de su uso.

Dada esta problemática de su inaplicabilidad práctica, esta escoria blanca impura tradicionalmente se ha tratado como residuo y es depositada en vertederos controlados. La necesidad de un vertedero ya implica de por sí una determinado nivel de contaminación y un coste de gestión, cada vez más elevado en los países industrializados por la tendencia creciente de los gravámenes económicos sobre las actividades contaminantes. Por otro lado, si bien la escoria blanca a alta temperatura presenta una viscosidad elevada y se comporta como un material pastoso, al enfriarse se vuelve un material muy pulverulento. Un material de estas características además de ser una gran fuente de suciedad para la ubicación productiva y sus diferentes zonas de almacenamiento temporal y definitivo, tiene un gran impacto visual en caso de que se disperse arrastrado por el viento, produciendo un impacto y una alarma social altamente negativos.

Ante esta situación, posteriormente se ha considerado la valorización de la escoria blanca impura, toda la mezcla de sustancias, reintroduciendo este residuo en el horno eléctrico, con lo que el acero que contiene se aprovecha como materia prima y el resto de sustancias incluida la escoria blanca pura se utilizan como carga del horno. Con el paso del tiempo se ha comprobado que, aplicando esta solución, a pesar de que se reduce el coste directo de gestión del residuo y el impacto medioambiental y social del mismo, los resultados finales obtenidos al aplicar esta práctica no mejoran la eficiencia global del conjunto, generando en ocasiones mayores consumos energéticos u obteniéndose menores rendimientos en el horno.

Además de las soluciones convencionales que se han descrito, dada la relevancia del problema, es de destacar que la separación de los diversos residuos o subproductos obtenidos de las...

1. Procedimiento secuencial para la gestión ecológica y limpia de la escoria blanca de acerías en estado pulverulento, para la separación de la escoria blanca del resto de sustancias presentes en el residuo resultante de procesos de colado de metales fundidos, caracterizado porque comprende las siguientes operaciones: