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Luis Ernesto Callaú/ Ing. Metalúrgico

En la antesala de inicio de obra para la implementación de una mini planta siderúrgica integrada en Mutún, para la producción de barras de construcción y suplir cerca del 50% del consumo interno nacional, es que hago este comentario, cuyo objetivo final es proponer una alternativa real y factible, complementaria al actual proyecto.

Resumen dirigido para aquellas personas que desean tener un conocimiento breve y sencillo del tema. Palabras claves: Pelets, reactor vertical, hierro esponja, alto horno, arrabio. Aquí el análisis.

1.-Metalurgia y siderurgia.-Producción mundial de acero crudo.-Producción de acero vía alto horno.- Producción vía reciclado.- Producción vía reducción Directa.

La metalurgia trata de la obtención de cualquier metal a partir de su mina o yacimiento. La siderurgia es exclusiva del mineral de hierro para la obtención de aceros y fundiciones. El acero es una aleación de hierro metálico y carbono hasta 2% máximo.

De acuerdo con worldsteel.org, de un total de 1.600 MM t (Millones de toneladas) de acero producido el año 2015 en el mundo, 1.000 MM t se produjeron vía alto horno (arrabio), 535MM t fue reciclado en hornos eléctricos y solamente 65 MM t se produjo vía reducción directa obteniendo un producto intermedio llamado DRI (Direct Reduced Iron) o Hierro Esponja.

La producción de DRI es viable en países donde el gas natural es abundante y a bajo costo, como en los países árabes, aunque India es el mayor productor de DRI, no necesariamente utilizando gas natural, sino que aprovecha gases residuales de coquerías y combustibles líquidos.

2.-Materias primas renovables y no renovables para la producción de acero 

Para producir acero a partir de materias primas, existen solamente dos vías:

a) Vía alto horno, utilizando el carbón mineral o vegetal (éste último materia prima renovable) como agente reductor y fuente de calor. En este caso, aparte de obtener el arrabio en estado líquido, hierro (Fe) al 95 %, como producto principal, obtenemos también la escoria, que es un sub-producto muy cotizado en la industria del cemento. 2. Vía reducción directa, usando gas natural (no renovable) como agente reductor del óxido de hierro (Fe2O3) concentrado y en forma de pellets, obteniendo un pre reducido de hierro metálico (Fe) al 96%, el DRI o hierro esponja en estado sólido.

3.-Producción de acero vía reducción directa

En este caso, el mineral tiene que pasar por un proceso de concentración ya sea electromecánico o de flotación y luego por un proceso químico especial para remover el fósforo (P), obteniendo un producto de buena calidad y apto para la fabricación de pellets (bolitas de mineral concentrado de 15 mm de diámetro) que alimentaran al reactor para su reducción directa, es decir, proceso químico donde se elimina el oxígeno de los óxidos de hierro utilizando gas natural y obtener los mismos pellets en estado sólido, pero de hierro metálico al 96%, que es el DRI o hierro esponja.

El DRI es un producto muy requerido en acerías donde su producción se basa en la elaboración de aceros especiales de altísima calidad.

Por esta vía, tenemos dos sub- productos con alto valor agregado, antes de la obtención del acero, a saber: Pellets de mineral de hierro concentrado y DRI, que tienen un precio de venta de ¼ y ½ de la del acero, respectivamente. Producir acero por esta vía significa una tecnología más limpia y amigable con el MA.

4.-Producción de acero vía alto horno.

En el alto horno se carga el mineral de hierro secundario triturado, cribado y calibrado 10- 40 mm, el carbón y los fundentes en una relación 1:1/2:1/4 respectivamente. Se obtiene el arrabio en estado líquido, el cual, trasegado a un recipiente especial (convertidor), es procesado insuflando oxigeno (O) que oxida todas las impurezas del baño que suben y quedan retenidas en la escoria, siendo ésta la mayor ventaja para el caso de nuestro mineral, donde el fósforo es oxidado fácilmente y fijado en la escoria. 

El alto horno trabaja ininterrumpidamente entre ocho y diez años en una producción continua. El arrabio moldeado tiene un alto valor agregado, se lo utiliza tanto en fundiciones de piezas y maquinarias, como en la industria del acero.

5.-Cerro Mutún.- Características.-Reservas

Mutún tiene reservas de mineral de hierro de 40.000 MM t, con una ley promedio de 51 % de hierro metálico (Fe) y un contenido elevado de fósforo (P), muy nocivo en la calidad de los aceros. Muestras de mineral fueron enviadas al extranjero para su análisis y encontrar un tratamiento adecuado para bajar este contaminante a límites admisibles. Los resultados coinciden en el tratamiento a seguir y vemos que en la propuesta técnica de Sinosteel estos serán aplicados.

Solo tenemos 12 MM t de mineral secundario de calidad aceptable, acumulado en grietas de la superficie plana ubicada en la cima del cerro, es el material que se procesará en el actual proyecto. El manganeso (Mn), que es un elemento indispensable para la fabricación de aceros, existe en poca cantidad. Otros elementos valiosos, como el oro (Au), no han sido encontrados en análisis realizados para este fin.

6.-Área de influencia de Mutún.-Puerto Busch

Paralelo a la implementación de la siderurgia integrada, es necesario consolidar Puerto Busch y la carretera al mismo, como puerta soberana de salida y entrada por el Rio Paraguay hacia el Océano Atlántico.

Teniendo en cuenta también el proyecto para la construcción del ferrocarril Motacusito-Mutún-Pto.Busch (130 Km) y como una alternativa muy viable, la de una cinta transportadora y/o canal fEluvial, Vitriones-Pto.Busch (50 Km).

7.-Limitantes para implementar la reducción directa y exportación de mineral de hierro a gran escala.

Una limitante en la producción de DRI a gran escala sería el abastecimiento de gas natural, ya que toda la producción de YPFB de este energético no renovable, está comprometida tanto para el consumo interno como para la exportación. El incremento de la producción de acero, con el proyecto actual a ejecutar la empresa china Sinosteel, dependerá de la disponibilidad de gas en ese momento.

Otro factor a tener en cuenta en la reducción directa, es la calidad del mineral, ya que se tiene que hacer un tratamiento de beneficiado y lavado químico para obtener un concentrado óptimo para la fabricación de pellets.

Está claro que sumado al tema de la calidad, la logística y el transporte son barreras a superar para competir con Brasil en la exportación del mineral en bruto, quien es el mayor en este rubro a nivel mundial.

8.-Gas natural.-Reservas

Según reportes de YPFB, las reservas de gas natural son de 11 TCF, que con el ritmo actual de producción de 60 MM m3/día, tenemos para unos 12 años, aunque pronto se conocerán detalles de la nueva certificación de reservas y de los nuevos contratos de exportación a países vecinos.

Según YPFB, el precio de exportación del gas natural, alcanzó en el trimestre pasado, a 6 US$ /MM BTU.
Sabemos que para el gas natural boliviano:

1.000 p3 = 28 m3  1.000.000 BTU => $us 6

P3: Pie cubico BTU: Unidad térmica británica

Y que la energía necesaria para obtener 1 t de DRI es:

2.7 Gcal/t DRI  300 m3gas/t DRI => 64 US$/t DRI Gcal: Gigacalorias

YPFB entregará 0.5 MM m3 gas/día, el cual será distribuido tanto en acería como en la generación de energía eléctrica.

Por lo tanto, surgen las siguientes interrogantes:

1) ¿Tendremos a mediano y largo plazo, el gas suficiente para cumplir los compromisos internacionales y satisfacer la demanda interna?

2) ¿A qué precio entregará YPFB el gas a las termoeléctricas para producir energía de exportación, sabiendo que actualmente este precio es de 1.3 US$/MM BTU?

3) No conociendo el precio de venta de la energía y que según autoridades del ramo, se ganaran extras 2 US$/MM BTU vendiendo energía eléctrica en vez del gas natural en bruto, ¿no amerita ya, hoy mismo, empezar con el cambio de la matriz energética de termoeléctricas a hidroeléctricas?

4) Según los precios actuales del gas de exportación, ¿no tendríamos mayores ingresos empleándolo en la producción de acero que en la generación de energía eléctrica?

9.-Breve comentario de la propuesta técnica de la empresa china Sinosteel Machinery para implementar la siderurgia en Mutún

La empresa china Sinosteel Equipment & Engineering Co. Ltd., firmó un contrato llave en mano, con la ESM (Empresa Siderúrgica Mutún) para la implementación de una planta integrada de acero laminado en forma de barras de construcción.

La ESM se encargará de la minería y entregará a Sinosteel mineral secundario calibrado (10-40mm) con un contenido de P de 0.08%

Sinosteel implementará plantas de: concentración del mineral (414.000 t/año y se llegará a una composición química final adecuada 0.03% de P), de peletización (400.000 t/año de pelets de buena calidad, aptos para exportación), de reducción directa (250.000 t/año de DRI), de acería (fusión de los DRI en hornos eléctricos), de metalurgia secundaria (afino del acero líquido final, 156.000 t/año), de colada continua y de laminación.

Todos estos procesos en plantas separadas y en línea, para obtener 150.000 t/año de barras de construcción que cubren el 50% del mercado interno nacional.

Según el contrato, una vez terminada la construcción de la planta en 30 meses, Sinosteel operará la misma por un 1 año, después del cual, la entregará produciendo a técnicos bolivianos, quienes ya habrán sido capacitados en el extranjero.

10.-Propuesta alternativa, según lo visto anteriormente, para implementar la siderurgia integrada en Mutún.

La propuesta técnica de Sinosteel según los requerimientos de la ESM, para implementar una planta de acero, es buena y factible, aunque de poca capacidad y en función de esto y con la visión de incrementar la producción a mediano plazo es que sugiero lo siguiente:

1º.-Aumentar la producción inicial de pellets de 400.000 t/año a 1 MM t/año, para alimentar el reactor de reducción directa (bajo contenido de fósforo) y el saldo (mediano contenido de fósforo) para la exportación, según requerimientos de posibles compradores, ya que este producto requiere de una mínima cantidad de gas natural para su elaboración.

También se podrá aumentar sin inconvenientes la producción de DRI para la exportación y/o consumo interno (fundiciones y/o mini acerías), dependiendo de la disponibilidad de gas natural en ese momento.

2º.-Revisar el proyecto de altos hornos, para la producción de 150.000 t/año de arrabio, usando carbón vegetal (mezclado con carbón mineral importado) como agente reductor.

Un punto importante, que justifica la implementación de altos hornos, es el simple tratamiento del mineral secundario, que solo necesita molienda y lavado del calibrado 10-40 mm. También esta vía es la más adecuada para el mineral primario, ya que técnicamente podemos remover impurezas sin inconvenientes, principalmente el fósforo, insuflando oxígeno al baño de arrabio líquido en un convertidor LD, las cuales serán oxidadas y absorbidas en la escoria.

Si así fuera, programar desde ahora con instituciones responsables, la plantación y reforestación de eucaliptos para la producción de carbón, hasta llegar a 10.000 ha en 7 años, que es el tiempo que demora el árbol en alcanzar su máximo desarrollo y todo esto supervisado por el ministerio de MA.

Está claro que esta alternativa prevé un ahorro de gas natural en el futuro y así, vía alto horno, poder alcanzar sin contratiempos, como mínimo, la demanda interna nacional de 300.000 t/año de laminados no planos.

Análisis