UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

Facultad de Ingeniería Química y Textil

Trabajo Monográfico

Uso del Gas natural en la Siderurgia

Grupo de trabajo:

CAIRE-CAHUARI-LENIN MANOLO FIGUEROA-GOMEZ-NOEL MARIO HONORES-DIAZ-DIANA ARACELLE HUANCA-COLOS-KAREN WENDY PRUDENCIO-BALDEON-GUILLERMO VASQUEZ-QUISPE-CHRISTIAM ELOY

GRUPO: F

Profesor:

Ing. PORRAS-SOSA-EMILIO FERMIN

2013-2

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INDICE

I. Fundamentos 3

II. Descripción del proceso 7

III. Ventajas del proceso 13

IV. Economía el proceso 13

V. Otros usos del gas natural en la industria 15

VI. Uso del gas natural en la siderúrgica en el Perú 22

VII. Conclusiones 23

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I. Fundamentos.

SIDERURGIA Es la tecnología relacionada con la producción de hierro y sus aleaciones, en especial las que contienen un pequeño porcentaje de carbono, que contribuyen dos diferentes tipos de acero.ACEROEl acero constituye uno de los material es estructurales por excelencia, junto con el concreto, la madera, la mampostería.Es un producto férreo cuyo contenido en carbono es igual o inferior al 2%. Cuando el contenido en Carbono es superior a 2%. Hablamos de fundiciones y tiene otras características o propiedades.

GAS NATURAL El gas natural es un combustible fósil que se encuentra en estado gaseoso o en disolución con el petróleo. Se encuentra como gas natural asociado cuando está acompañado del petróleo y como gas natural cuando no lo está. El principal componente del gas natural es el metano, aproximadamente el 80%. Otros componentes son el etano, el propano, el butano y otras fracciones más pesadas.

Principalmente sirve como combustible o insumo en la actividad industrial, como combustible en las plantas térmicas generadoras de electricidad y combustible para el uso doméstico. El gas metano tiene ventajas frente a otras fuentes de energía primaria como el carbón, combustibles líquidos, energía eléctrica, hidráulica y nuclear. Como insumo industrial está en fase de pleno desarrollo.

En el caso de utilizarse el gas natural como insumo, se emplearía en la reducción del mineral de hierro en la siderurgia, así como, en el desarrollo de la industria petroquímica.

EMPLEO DEL GAS NATURAL EN LA SIDERURGIA

El carbón suministra más del 80% de insumo, energía y calor en la industria siderúrgica. La mayor cantidad de carbón se emplea en la producción de coque metalúrgico. El coque es el insumo indispensable en la fabricación del arrabio (fierro fundido primario) en el alto horno. El consumo aproximado de coque en la siderurgia a nivel mundial es de 240 millones de toneladas anuales.Muchos países, inclusive los desarrollados, tienen que importar la materia prima (carbón bituminoso) para la fabricación de coque. Desde algunas décadas se viene investigando y buscando alternativas para poder sustituir el empleo del coque en el alto horno.

La siderurgia moderna es la encargada de continuar esa tarea, inventando nuevos y mejores procesos, uno de ellos es la reducción directa del mineral de hierro.

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VIAS DE FABRICACIÓN DEL ACERO 1

REDUCCIÓN DIRECTA

La reducción directa es el proceso mediante el cual se produce hierro sólido a partir de mineral mediante la utilización de gas natural o carbón que intervienen como agentes reductores.

El termino reducción significa la remoción del óxido de hierro, donde el reductor es el agente que elimina el oxígeno. Los agentes reductores normalmente usados son el carbono (C), el monóxido de carbono (CO) y el hidrógeno (H).

El hierro reducido por la reducción directa es una carga metálica de alta calidad, que: Contiene los más bajos niveles de elementos residuales. Permite producir aceros de alta calidad en el Horno Eléctrico de Arco.

Es interesante señalar que el 93% de la producción de hierro reducido por reducción directa a nivel mundial corresponde a los métodos que utilizan gas como reductor.

En el futuro, la industria siderúrgica puede ser determinada por procesos de bajo costo de operación y capital; pudiendo ser las dos principales rutas para la producción del acero, el reciclaje de chatarra y la reducción de mineral virgen.

La alta confiabilidad y el bajo precio del mineral de hierro son los factores que han llevado a desarrollar el proceso de reducción directa. En esta decisión, el gas natural es una solución económica para la producción de productos de reducción directa, briquetas y hierro esponja.

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PRODUCTOS DE LA REDUCCION DIRECTA

De acuerdo al estado de óxido de hierro y el método de reducción que se emplee, en la reducción directa se obtiene una gama de productos como:HBI (briquetas), DRI (hierro esponja), IRON NUGGETS (pepitas), HYTEMP, entre otros. De esta gama, la que más se utiliza en los procesos de afino y fundición son las briquetas y hierro esponja, que se pueden emplear en hornos eléctricos de aceración, convertidores básicos al oxígeno y cubilotes.

En los hornos eléctricos de arco, la utilización de los productos reducidos es la mayor y más importante en reemplazo de la chatarra.

Usualmente, en los procesos de reducción se obtiene una metalización del 90 al 92%.

HIERRO ESPONJA

De manera resumida se puede definir al Hierro Esponja como la reducción de un óxido en estado sólido elevando su temperatura pero sin llegar a la de fusión, utilizando para ello un elemento reductor que puede ser gas natural convertido a gas de síntesis.

METODOS PARA LA OBTENCION DE PRODUCTOS REDUCIDOS:

La evolución de los procesos de reducción directa se han basado principalmente en la utilización del gas natural o del carbón como reductor; sin embargo, más del 90% de las instalaciones de reducción directa que operan a nivel industrial utilizan el gas como reductor.Dentro de los tipos de métodos que utilizan el gas como reductor, dos de ellos son los más resaltantes, y se diferencian entre sí por el estado del material de carga (óxidos de hierro) y por el tipo de horno que se utiliza. Éstos son:

• Horno de lecho fluidizado.• Horno de cuba.

Horno de lecho fluidizado. Se utilizan finos de mineral de hierro, los cuales pasan a través de reactores de lecho fluidizado que están ubicados en serie. Existen entre otros el FINMET, HIB, SPIREX, CIRCORED y el CARBURO DE HIERRO. La fuente de aporte del carbón, en este último método, es el metano, reformado en el reactor de lecho fluidizado, el cual genera monóxido de carbono, agente primordial de la formación de carburo de hierro.

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Horno de cuba. El hierro reducido se produce principalmente en hornos de cuba, donde el mineral de hierro en forma de trozos o pellets se reducen a hierro metálico mediante un gas reductor, obtenido principalmente de un gas reductor proveniente del gas natural. La producción total de productos reducidos por este sistema alcanza más de 10 millones de toneladas anuales, que representan los 2/3 de la producción total.

Los métodos que han tenido más éxito son el MIDREX y el H y L; últimamenteDANELI de Italia ha desarrollando el método DANAREX.

Tanto MIDREX y H y L han efectuado análisis del proceso, realizando innovaciones tecnológicas. Sin embargo, los cambios tecnológicos envuelvenmuchas variables, dentro de las cuales una de las primordiales corresponde al aspecto económico, aspecto que si bien no puede primar, ejerce un fuerte control sobre cualquier toma de decisiones al momento de una elección.

¿CÓMO SE OBTIENE EL GAS REDUCTOR DEL GAS NATURAL?

El gas reductor se obtiene por la conversión del principal componente del gas natural: el metano.El gas que se obtiene se conoce como SYNGAS; éste se forma mediante un proceso de reformación con vapor de agua, oxígeno o bióxido de carbono, de acuerdo a las siguientes reacciones:

CH4 + H2 O = CO + 3H2

CH4 + O = CO + 2H2

CH4 + CO2 = 2CO + 2H2

El CO y H son el SYNGAS que reduce al mineral de hierro de acuerdo a las siguientes reacciones:

FemOn + nH2 = mFe + nH2OFemOn + nCO = mFe + nCO2

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II. Descripción del proceso.

PROCESO DE REDUCCION DIRECTA HYL III.

Una planta de reducción directa por el método HyL consta de una serie de reactores de reducción del mineral y los reformadores de gas. Un reformador de gas puede servir a dos

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reactores, y cada reactor está conectado al proceso de calentamiento de gas. Este sistema consiste en suministrar mineral de hierro y reducirlo en un reactor a hierro líquido con un 90 al 92% de composición, mediante la utilización de una mezcla de gases de hidrógeno y monóxido de carbono previamente tratada en la selección de generación de gas reductor.

Circuito de Generación de Gas Reductor (REFORMADOR). La finalidad de esta etapa es producir a partir de metano y agua, el hidrogeno y el monóxido de carbono que se emplea como agente reductor del mineral de hierro. La reacción característica es:

CH4 + H2O ⟶ 3H2 + CO

El gas natural se precalienta y se mezcla con vapor sobrecalentado, ingresando posteriormente al reactor el cual consiste de una sección de radiación de calor, compuesta por una serie de tubos de acero inoxidable, con catalizador de Níquel, donde se lleva a cabo la reacción de reformación. El exceso de agua del gas se remueve y se envía a la sección de reducción.

Circuito de Reducción de Mineral de Hierro. La reducción del mineral de hierro se lleva a cabo en los reactores mediante el uso de agentes reductores, hidrógeno y monóxido de carbono. Dentro de los reactores ocurren las siguientes reacciona:

FeO3 + 3H2 ⟶ 2 Fe + 2H2OFeO3 + 3CO ⟶ 2 Fe + 2CO2

A los gases provenientes de la sección de generación a una temperatura de 320 -, 420oC, se le elimina el vapor en exceso. Una vez entran al reactor, los gases reductores se calientan entre 900 y 960oC, a continuación, en la zona de reducción se remueve el oxígeno del mineral de hierro por la acción de los gases reductores calientes. El gas es expulsado de los reactores para ser reacondicionado y, mediante los compresores de gas reciclo, es comprimido hasta la presión de trabajo. Luego pasa al sistema de absorción de CO2 para la extracción de éste componente gaseoso indeseable.

La materia prima es suministrada mediante cintas transportadoras hasta los sistemas de carga de los reactores.

El material fluye, descendiendo a través del reactor hasta llegar a las máquinas briqueteadoras.

A la salida, las briquetas son enfriadas y acondicionadas para su traslado a puerto o almacenamiento en patio.

Circuito de Enfriamiento. El enfriamiento del producto metalizado se lleva a cabo en la parte inferior del reactor donde, además de enfriarse, se carburiza. La reacción ocurrente en esta etapa es al siguiente:

CH4 + 3Fe⟶ Fe3C + 2H2

El gas natural utilizado para llevar a cabo la reacción se alimenta en la zona de enfriamiento entre 40 a 45oC, enfría y carburiza el producto y sale entre 490 y 540oC. Posteriormente, se lava y se pasa por el enfriador de gases para posteriormente reciclarlas.

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PROCESO DE REDUCCIÓN DIRECTA: Método de MIDREX

El proceso se inicia con el almacenamiento de la materia prima en los silos en donde es mezclado en una proporción de 80% de pellas y 20% de mineral de hierro para ser transportado a través de bandas rodantes a la criba en donde el producto es dividido en dos lotes, el que no es apto para el procesamiento y el que sí es apto. Este último es vertido en el reactor para que descienda por efecto de la gravedad mientras se le inyecta gas reductor con una temperatura de 874 °C, para extraerle el porcentaje de oxígeno a la mezcla de mineral de hierro y pellas dejando el hierro puro o hierro esponja.

El proceso para producir los gases reductores: hidrógeno y monóxido de carbono, consiste en la reacción del Gas Natural con el agua y el dióxido de carbono en el Reformador. En este lugar, gran parte de los gases utilizados en la reducción son reciclados al ser enfriados y lavados para quitarles las partículas de polvo para que puedan ser utilizados nuevamente como Gas de Proceso, la otra parte del gas es utilizado como combustible en los Quemadores del Reformador. Los gases de humo producido en los quemadores se utilizan para precalentar el gas de alimentación del Reformador en el bloque de Recuperación de Calor y finalmente ser liberados en la atmosfera a través de un tubo eyector.

El proceso de Reducción Directa MIDREX, es utilizado en la planta para transformar el mineral de hierro con bajo grado de metalización en un producto de hierro de reducción directa de alto porcentaje de pureza, y de esa manera sea acto para la utilización en la fabricación de acero, hierro y aplicaciones de fundición.

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Reducción

El mineral de hierro es introducido en tolvas que se encuentra en la parte superior del horno, en donde desciende a través del horno por acción de la gravedad, mientras se calienta y se le inyecta los gases en contracorriente con altos contenidos de H2 y CO2 para de esa manera obtener el hierro reducido libre de oxígeno. Estos gases reaccionan con el Fe2O3 presente en el mineral de hierro y lo transforman en hierro metálico, dejando el H2O y el CO2.

Fe2O3 + 3H2 ---> 2Fe + 3H2O

Fe2O3 + 3CO ---> 2Fe + 3CO

Reformador

Es un horno recubierto con material refractario y tubos de aleación llenos de catalizador, dentro de este, el gas es calentado y reformado a medida que pasa por los tubos. El gas que ha sido nuevamente reformado posee de un 90% a 92% de H2 y CO2, por lo que es utilizado como gas reductor dentro del horno. La reacción que permite llevar a cabo este proceso es la siguiente:

CH4 + CO2 --->2CO + 2H2

CH4 + H2O---> CO + 3H2

Para maximizar la eficiencia en la reformación, los gases que han sido utilizados en el horno, son reciclados y mezclados con gas natural fresco.

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Recuperador de Calor

En esta parte del proceso, se aprovecha el calor del humo del Reformador para precalentar el gas de alimentación, el aire de combustión hacia los quemadores y el gas natural del proceso.

El proceso MIDREX se caracteriza por un flujo continuo estable de óxido alimentado, producto de hierro reducido, gas reductor y gases inertes. El requisito de combustión es inherentemente bajo, debido a la eficiencia del horno reductor de cuba contra corriente, y también debido a la recirculación del gas reductor agotado hacia el reformador. Los controles básicos del proceso son simples y fundamentales para la reducción directa. A continuación se mencionan los controles básicos del proceso:

Calidad del gas reductor (reductor/oxidante). Razón de H2O/CO (en el gas reformador). CH4 del gas. Temperatura del gas. Control de la metalización.

Recomendaciones de la composición del gas natural para el proceso de MINDREX.

COMPONENTE VOLUMEN (%) EFECTOSCH4 75C2H6 0 - 25

C3H8 0 - 4Por encima del 4%, el contenido de vapor de agua tiene que ser incrementado.

C4H10 0 - 2

La presencia de etano, propano y butano en diferentes proporciones no tienen importancia, pues todos ellos son convertidos a CO y H2 después del reformado.

+CH4 hidrocarburos (liquido) 0 - 0.5 La presencia de hidrocarburos líquidos causa problemas porque ellos se crackean y el

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carbón depositado en la superficie del reformado catalítico interfiere con el proceso.

CO2 Max. 20Por encima del 20%, se produce la salida del combustible.

N2Max 20 (idealmente menor que 10)

Cada 10%, Se incrementa el consumo de combustible por aprox 2%, y reduce la productividad de la cuba proporcionalmente.

S Max. 20 ppm wt.

Por encima de 20 ppm wt. 14 ppm Vol, el carbón consigue depositarse en el reformado catalítico.

IMPORTANTES PARAMETROS DE ALGUNOS PROCESOS DE REDUCCION DIRECTA BASADOS EN GAS.

Parámetros operacionales

MIDREX HYL I y II HYL III HYL IV DANAREX

HIB

Tipo de reactor de reducción

Horno de cuba vertical

Reactor de lecho fijo

Horno de cuba vertical

Horno de cuba vertical

Horno de cuba vertical

Horno de lecho fluizado

Materia prima(oxido de hierro)

Mezcla de pellets y mineral en trozos.

Pellets, mineral en trozos.

Mezcla de pellets y mineral en trozos.

Pellets, mineral en trozos

Pellets Finos

Toperación (°C) 850-900 815-1050 920-980 950-1020 850-900 700-810

Poperacional (atm) 1 5 5 5 1 3.5

Sistema de reformado de gas

Gas reformado por reducción.

Gas reformado catalítico usando vapor.

Gas reformado catalítico usando vapor.

Auto reformado

Autoreformacion in situ

Gas reformado catalítico con vapor.

Consumo energético (Gcal/t DRI)

2.27 Aprox. 3 2.35 2.2 2.32 4.65

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III. Ventajas del gas natral en la industria siderúrgica:

Permite el calentamiento de metales, tanto en la fusión como en el recalentamiento y tratamientos térmicos.

El reemplazo del agente reductor, “carbón bituminoso”, que actualmente es empleado en el proceso de reducción de óxidos de hierro, por el gas natural genera menor impacto ambiental debido a que reduce la emisión del SO2 y CO2. Muy importante es tener en cuenta que en la reducción directa con gas para la producción de una tonelada de acero líquido se contamina el ambiente con 15 gramos de 2; mientras que con el alto horna se contamina con 1400 gramos; asimismo con relación al CO2, la contaminación con reducción directa es de 1118 kilos por tonelada de acero líquido contra 1760 kilos por tonelada de acero líquido para el alto horno.

Fácil acceso al gas natural en comparación al carbón bituminoso. Esto debido a que , el carbón bituminoso que es actualmente empleado en el alto horno es importado ya que el país no cuenta con un producto de alta calidad; en cuanto al gas natural el acceso es relativamente accesible ya que se encuentra dentro del país a un costo bajo.

Los proyectos que se desarrollen, en el campo de la siderurgia, empleando el gas natural tendrán las garantías de suministro a largo plazo.

El costo de producción de arrabio por el proceso de reducción directa es menor en comparación en un alto horno. Con lo que se muestra que el empleo de gas natural disminuye el costo de manufactura del acero.

3.1 Ventajas operacionales del gas natural en las industrias:

El gas natural está disponible en forma continua, no requiere tanques de almacenamiento disminuyendo los riesgos que ello implica y también los costos financieros.

No requiere preparación previa a su utilización, como por ejemplo, calentarlo, pulverizarlo o bombearlo como ocurre con el petróleo o el carbón.

Los equipos y quemadores de gas natural son fáciles de limpiar y conservar.

La combustión del gas natural puede finalizar instantáneamente tan pronto como cese la demanda de calor de los aparatos que lo utilizan, lo cual es muy adecuado para cargas variables e intermitentes.

La regulación automática es sencilla y de gran recisión, manteniendo constante la temperatura o la presión al variar la carga.

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El rendimiento del gas natural en la combustión es superior al de otros combustibles.

3.2 Ventajas económicas

El gas natural es el combustible de menor precio y permite obtener importantes ahorros en relación con otros combustibles:

Precio equivalentes de los combustibles:

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IV. Economía del proceso.

Los anteriores procesos de reducción directa tienen las siguientes barreras por superar tales como:

Investigar la cinética y los fenómenos de fluidos en los reactores de lecho fluidizado para aumentar la productividad y la eficiencia energética.

Determinar los efectos de las diversas variables en la velocidad de reducción y la importancia de la carburización para el proceso de lecho fluidizado.

Desarrollar un proceso de reducción directa que tenga baja producción de ganga y sulfuros.

Por ello se plantea además del uso del gas natural estrategias ingenieriles para un mayor beneficio y aprovechamiento energético.

Por tal la economía de los recursos energéticos consumidos y generados en el proceso es muy importante para obtener precios competitivos. Por esta razón, las plantas HYL se componen de cuatro unidades reductoras para aprovechar al máximo la energía y el potencial de reducción de los gases. En la figura 28 se ilustra cómo mientras una de las unidades reductoras se está descargando del hierro esponja y cargando de mineral, el flujo de gases reductores está pasando a través de las otras tres unidades. El gas reductor que sale al final todavía se aprovecha para quemarse en el reformador y en otras etapas de proceso.

Figura 28. Una planta de reducción directa es un ensamble de un reformador y varias unidades reductoras. Las materias primas y los minerales en el proceso HYL son aprovechados al máximo al emplear el gas reductor residual como combustible para las unidades calefactoras.

De hecho las plantas, en realidad, son una maraña de tubos y válvulas que llevan muchas horas de ingeniería, y cuyo único objetivo es exprimir al máximo los recursos de las materias primas y de los combustibles.

Además el hecho de usar gas natural en vez del coque ofrece beneficios tales como Productos flexibles y de calidad, el producto presenta características físicas y químicas uniformes que alcanzan porcentajes de hierro el 90 y 95% y de carbono entre 1,2 y 4%. La ausencia de elementos residuales es total, acabando con los efectos nocivos de la chatarra, cuando esta se carga en el horno eléctrico. A parte de ser fuente metálica para el horno eléctrico, también lo es para Altos Hornos y fundiciones.

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Efectos ambientales, las plantas HYL III son de bajo impacto ambiental más exigentes. La autogeneración de energía eléctrica y la eliminación y captura de CO2 son un atractivo económico ambiental.

Los porcentajes de hierro en el producto alcanzan los índices del 92% y un contenido de carbón entre el 1.8 y el 2% además los consumos de energía son bajos: el gas natural consumido por tonelada de producto es 2.600 kcal, y un requerimiento de 62 KWh de energía eléctrica.

Por otro lado en aspectos de competitividad; Para lograr que la industria siderúrgica peruana sea cada vez más competitiva es vital la inversión permanente en la mejora de sus procesos, en su capacidad de producción con tecnología de punta y en la contratación de mano de obra altamente calificada.

Por ejemplo, ACEROS AREQUIPA, después de la crisis del 2008, ha rediseñado toda su estrategia que le ha permitido atender a casi el 60% del mercado y gracias a la ampliación de su planta en Pisco, desde julio de este año, prácticamente duplicará su producción para lo cual requiere de Gas Natural para ser utilizado como combustible. Para ello, la empresa instaló un ducto de uso propio de 397 m de extensión y 4" de diámetro desde el ducto principal de Humay Lobería; cuyo titular es la empresa Pluspetrol Perú Corporation, hacia su planta de producción. El gas suministrado por Pluspetrol Perú Corporation S.A. se hace a través de un contrato privado de venta de Gas Natural.

A ello debe sumarse que la empresa, controlada por la familia Cillóniz, cuenta con el acceso al gas de Camisea. Por su parte, SIDERPERU ha mejorado su capacidad instalada en casi un 30% y destinó US$ 120 millones para mejorar su terminal portuario, la generación de energía, un horno cuchara e impulsar una mayor producción de acero laminado. Además, esta empresa controlada por la brasileña Gerdau, tiene mejores ventajas competitivas del mercado local como un puerto y muelles propios, dos vías de producción de aceros y el complejo industrial más grande del país.

Asimismo, busca continuamente mejoras para reducir la generación de CO2, para ello viene realizando una inversión para la sustitución de petróleo por gas natural en los hornos de la Planta, de otro lado desarrolla proyectos enfocados en eficiencia energética, continua actualización tecnológica y el uso de chatarra como principal materia prima.

Otras acciones para incrementar la eficiencia y así mejorar la competitividad de la industria siderúrgica peruana es la implementación de sistemas avanzados de gestión, soportados en Certificaciones Internacionales como la ISO 9001 (Sistema de Gestión de Calidad), 14001 (Sistema de Gestión Ambiental) y OSHAS 18001 (Sistema de Gestión de Seguridad y Salud Ocupacional).

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V. Otros usos del gas natural en la industria.

El gas natural es el mejor combustible que pueden usar las industrias que utilizan hornos y calderos en sus procesos productivos. Por sus características reemplaza ventajosamente a otros combustibles. En la fabricación del acero es usado como reductor para la producción de hierro esponja. Es también utilizado como materia prima en la industria petroquímica.

El gas natural puede sustituir a los siguientes combustibles:Diesel; Residuales; Gas Licuado de petróleo (GLP)Kerosene; Carbón; Leña.Las principales sectores donde se hace usos del gas natural son: Industrias La generación eléctrica Comercios Residencias y En el transporte.

Tabla: Principales usos del gas natural por sector productivo.Sector combustible que puede sustituir aplicación / proceso

Sector Combustible quepuede sustituir

Aplicación / Proceso

Industrial · Carbón· Fuel Oil· Gas Licuado· Kerosene· Leña

Fundición de metales Hornos de Fusión Secado Industria del cemento Industria de alimentos Generación de vapor Tratamientos térmicos Temple y recocido de

metales Cogeneración Cámaras de combustión Producción Petroquímicos Sistema de Calefacción

GeneraciónEléctrica

· Carbón· Fuel Oil

Centrales térmicas Cogeneración eléctrica

Comercial · Carbón· Gas ciudad· Gas licuado

Aire acondicionado Cocción/preparación

alimentos Agua caliente Calefacción central

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Residencial · Gas Ciudad· Gas licuado· Kerosene· Leña

Cocina Calefacción Agua Caliente Aire Acondicionado

Transporte · Gasolina· Diesel

Taxis Buses

Industria del vidrio

Las propiedades físico-químicas del gas natural han hecho posible la construcción de quemadores que permiten una llama que brinda la luminosidad y la radiación necesarias para conseguir una óptima transmisión de la energía calórica en la masa de cristal. Asimismo es importante mencionar que con el gas natural el producto final (vidrio) sale limpio.

Industria de alimentos

En la producción de alimentos el gas natural se utiliza en los procesos de cocimiento y secado. El gas natural es el combustible que permite cumplir las exigencias de calidad ISO, que son requerimientos para ciertos productos de exportación.

Industria textil

El gas natural permite el calentamiento directo por convección en sustitución del tradicional sistema de calentamiento mediante fluidos intermedios, con el consiguiente ahorro energético (entre el 20 y el 30%).

Industria de cerámicasEl uso del gas natural en esta industria es muy ventajoso debido a que se consigue un ahorro económico y permite la obtención de productos de mejor calidad. Cabe indicar que los productos acabados de esta industria requieren de mucha limpieza y con el gas natural se consigue esta exigencia.

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Industria del cementoLos hornos de las cementeras que utilizan gas natural son más eficientes y tienen mayor vida útil; no requieren de mantenimiento continuo y los gases de combustión no contaminan el ambiente como los demás combustibles.

Fundición de metalesEl gas natural ofrece a la industria metalúrgica variadas aplicaciones. Sus características lo hacen apto para todos los procesos de calentamiento de metales, tanto en la fusión como en el recalentamiento y tratamientos térmicos.

Generación de electricidad

El gas natural es el combustible más económico para la generación de electricidad y el que produce menor impacto ambiental. Estas ventajas pueden conseguirse tanto en grandes como en pequeñas centrales termoeléctricas. La generación de electricidad con gas natural es posible mediante turbinas.

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CogeneraciónSe denomina Cogeneración a la producción conjunta de Energía Eléctrica y Energía Calorífica aprovechable, en forma de gases calientes. La Cogeneración es una forma eficiente de cubrir las necesidades energéticas de las instalaciones industriales en prácticamente todos los sectores de la actividad (calefacción, calentamiento de agua, etc.).

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PetroquímicaEl gas natural es materia prima para la fabricación de diversos productos petroquímicos.

VI. USO DEL GAS NATURAL EN LA SIDERURGIA EN EL PERU

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Además de que el gas natural (metano) puede utilizarse en hornos de calentamiento, recocido fusión, su mayor importancia radica en el empleo como insumo en la industria siderúrgica. El Perú tiene grandes reservas de mineral de hierro, aproximadamente 5 mil millones de toneladas; pero, no cuenta con carbón bituminoso de buena calidad con el que se podría obtener coque para abastecer el alto horno. El coque que se utiliza actualmente se importa. Por lo tanto, para un desarrollo siderúrgico, una alternativa muy confiable sería la vía REDUCCIÓN DIRECTA HORNO ELÉCTRICO, para producir acero. El insumo que se emplearía para la reducción del mineral de hierro sería el gas natural, que se podría dar en dos etapas:

MEDIANO PLAZO

Habiendo llegado el gas de Camisea a Pisco; hay una empresa que podría utilizar el gas como insumo, Aceros Arequipa en Pisco. Aceros Arequipa, empresa de gran prestigio dentro del campo siderúrgico, cuenta con dos módulos de reducción directa a carbón; pero, es deficitaria de un insumo necesario, la chatarra o hierro esponja, para la operación de sus hornos eléctricos en Pisco; para cubrir este déficit está importando hierro esponja.

- Si Aceros Arequipa decide cubrir este déficit con la instalación de un módulo de reducción directa con el gas de Camisea, en un lapso no mayor de 30 meses, a partir de la firma del contrato, podría estar operando.

LARGO PLAZO

En las regiones de Apurímac (Andahuaylas) y Cusco (Ferrobamba y Livitaca) se encuentran grandes reservas de mineral de hierro, más magnetita que hematita (aproximadamente de 3 mil millones de toneladas). La explotación del gas de Camisea ha despertado el entusiasmo de estas regiones al darle a su mineral un mayor valor agregado. Esto se podría conseguir con la reducción directa y el gas de Camisea.

Indudablemente, los proyectos para la explotación de este mineral y su conversión en productos, ya sea reducción directa o terminada de acero, tendrán que tomar en cuenta una serie de factores tales como el mercado, el transporte económico entre otros, para la variable costo-beneficio.

Aceros Arequipa en Livitaca (Cusco) posee una mina de mineral de hierro compuesta porhematita y magnetita. La cercanía a la línea férrea y al gasoducto del gas de Camisea le dan ventajas para el desarrollo de un proyecto siderúrgico.

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VII. CONCLUSIONES

El uso del gas natural hoy en día a cobrado relevante importancia, se emplea en las centrales térmicas generadoras de electricidad, en hornos de la industria del cemento, vidrios, cerámica, papel, textil, metalurgia y otros. Además, se utiliza como gas doméstico y de vehículos (GLP) y como insumo en la petroquímica y la siderurgia.

En la siderurgia, el gas natural (metano) es el insumo para obtener el gas reductor. Los métodos de reducción directa con reductor gaseoso son los más confiables y amigables con el medio ambiente, además existe un gran abanico, tanto para la reducción de trozos, pellets y finos de mineral de hierro.

No hay sector en la economía que no pueda ser beneficiado con el gas natural. La agricultura,la minería, el transporte, la generación de energía y la industria están en condiciones ventajosas para impulsar el desarrollo.

El Perú cuenta con ventajas para el desarrollo del sector minero-siderúrgico, materia prima (mineral de hierro) e insumo (gas natural).