Centro de Investigación Metalúrgica

  • 26 de julio de 2021

Revalorización de escorias negras de acería como material de almacenamiento térmico

AZTERLAN participa en el proyecto LIFE HI4S, que tiene como principal objetivo la revalorización de este importante residuo industrial. El proyecto contempla a su vez la construcción de un prototipo de planta de regeneración de calor y producción de electricidad.

Recientemente ha dado comienzo el proyecto europeo HI4S (Heat It yourself For Sustainability), que tiene como objetivo el aprovechamiento de este residuo para la regeneración de calor y la producción de electricidad a partir del calor residual de hornos de arco eléctrico de la planta de ArcelorMittal en Sestao (Bizkaia). El proyecto persigue medir “in situ” los beneficios medioambientales del modelo a desallorrar y facilitar su replicabilidad. En palabras del equipo investigador, “la posibilidad de construir e instalar un prototipo a escala real en una planta siderúrgica a pleno rendimiento ofrece el mejor escenario posible para la validación del proyecto”.

Este prototipo contará con un sistema de almacenamiento térmico basado en las escorias negras generadas en la propia acería. En relación con este tipo de almacenamiento de lecho granular, uno de los retos más importantes consiste en garantizar la durabilidad de estos materiales sólidos a la fática mecánica y térmica. En este ámbito, el Centro de Investigación Metalúrgica AZTERLAN evaluará la estabilidad mecánica de la escoria siderúrgica a largo plazo, sometiendo estos residuos a una caracterización avanzada, como ciclos de carga axial variable y ciclos de calentamiento/enfriamiento, que permitirán validar su rendimiento como material de almacenamiento térmico. Gracias a ello, el equipo también se muestra convencido de que “no solo vamos a poder mejorar la gestión energética de la industria siderúrgica, sino de que vamos a contribuir en otros campos, como en la valorización de un subproducto sólido como es la escoria negra”.

De manera complementaria, el proyecto HI4S aspira a construir y validar un sistema de filtrado de alta temperatura que evite los problemas habituales de obstrucción de los intercambiadores de calor y que reduzca los costes de las emisiones asociadas. Asimismo, persigue desarrollar un sistema de reutilización de calor residual flexible, rentable y sostenible, que permita varios modos de funcionamiento y que ahorre unos 37,5 GWh/año en la acería.

En esta línea, el proyecto HI4S prevé la generación de sustanciales impactos ambientales, tales como la reducción de las emisiones de CO2 de las acerías en 9 Tm/año (lo que supondría el 6 % de las emisiones totales de la siderurgia), o la disminución de subproductos, escoria negra, en 560.000 t/año (10-15% del total generado en la UE). Como consecuencia, la reducción del consumo de energía supondría 200 M¤/año de ahorro de emisiones, y la energía recuperada (37,5 GWh/año) podría suponer un ahorro del 4,9% en el consumo eléctrico del horno de arco eléctrico.

El proyecto HI4S (Heat It yourself For Sustainability) cuenta con una financiación de 1,5 millones de euros de la Unión Europea a través de su programa LIFE Medio Ambiente y Acción por el Clima. El proyecto está liderado por el CIC Energigune y además del Centro de Investigación Metalúrgica AZTERLAN, cuenta con la participación de otros 5 socios: ArcelorMittal, Fivemasa, Enerbasque, Life Cycle Engineering-LCE y SDEA Solutions.

Escorias negras de acería

Ensayo de fatiga axial variable en las instalaciones de AZTERLAN (izquierda) y escorias negras de acería (derecha).
El equipo de AZTERLAN evaluará la estabilidad mecánica de la escoria siderúrgica para validar su rendimiento como material de almacenamiento térmico.