Acero: Huesos de la Civilización — Colada de Planchas, Palanquillas & Vigas
Vertemos luz solar en formas. Los hornos de carbón de ayer han sido reemplazados por arcos limpios; hoy convertimos metal líquido en los huesos de puentes, rieles, torres y herramientas — silenciosa, precisa y rápidamente.
Por qué acero (y por qué ahora)
El acero sigue siendo la poesía más fuerte de la civilización por kilogramo. El truco nunca fue el metal — fue el humo. Con energía limpia (Parte 3–4) y clasificación inteligente (Parte 2), colamos y laminamos a escala mundial sin toser al cielo.
- La demanda es enorme: torres, rieles, barcos, fábricas, marcos solares, torres eólicas.
- Proceso electrificado: Horno de arco eléctrico y recalentamiento eléctrico hacen que los molinos sean vecinos amigables con la red.
- Laminado directo: metal caliente al molino = menos energía, menos tiempo, menos complicaciones.
Colada 101 (planchas, bloques, palanquillas)
Colada continua (CCM)
El acero líquido fluye hacia moldes enfriados por agua, la superficie se solidifica, el hilo se tira y se corta. No hay parques gigantes de lingotes, ni museos de recalentamiento — solo un río constante de acero.
Plancha: 200–250 mm de espesor • hasta 2,000 mm de ancho Bloque: 200–350 mm cuadrados Palanquilla: 100–180 mm cuadradosVelocidad de colada: plancha ~1–2 m/min; palanquilla ~3–6 m/min (dependiendo del grado).
Energía y rendimientos en el colador
- Electricidad del colador: ~20–40 kWh/t (accionamientos, enfriamiento secundario)
- Rendimiento fundido→colado: ~92–96% (recorte, cucharón, cabeza/cola)
- Carga en caliente: directo a la planta a 700–1000 °C reduce el recalentamiento en un 60–90%
Recalentamiento eléctrico, no llamas (por qué esto importa)
Calienta el acero, no el aire
Usamos hornos de inducción y resistencia para losas, palanquillas y tochos. Acoplan la energía directamente al metal; nada sube por la chimenea.
- Recalentamiento completo (losa fría → 1,200 °C): ~0.25–0.35 MWh/t
- Carga en caliente (700–900 °C → 1,200 °C): ~0.05–0.15 MWh/t
- Accionamientos y auxiliares de laminación: ~0.08–0.15 MWh/t
Los números incluyen recuperación y sistemas modernos de motores; diseñados para el extremo alto, celebran el bajo.
Por qué a las plantas les encanta la microrred
- Ciclos de trabajo predecibles → fácil para que el almacenamiento cubra picos.
- Recuperación de calor → vapor de proceso para vecinos (pintura, lavandería, alimentos).
- Quemadores sin NOx → aire limpio y menos permisos.
Líneas de laminación y productos (lo que fabricamos)
Línea de laminación en caliente (HSM) — bobinas
Las losas se convierten en bobinas para automóviles, electrodomésticos, placas para barcos y seguidores solares.
- Entrada: losa de 200–250 mm
- Salida: tira de 1.2–20 mm
- Potencia de línea (eléctrica): ~0.12–0.25 MWh/t (con carga en caliente)
Placa / Steckel — placa pesada
Placa gruesa y ancha para torres eólicas, puentes, cascos de barcos.
- Salida: placa de 10–150 mm
- Potencia de línea: ~0.10–0.20 MWh/t (carga en caliente)
Sección / Barra — vigas, rieles, varillas corrugadas, alambre
Los palanquillas/blooms se convierten en varillas corrugadas, vigas H, rieles, alambre.
- Potencia de línea: ~0.08–0.18 MWh/t (carga en caliente)
- Rieles: rectitud <0.3 mm/m
Hoja de referencia por tonelada (productos de acero)
Electricidad (más allá de la fusión)
| Operación | kWh por tonelada | Notas |
|---|---|---|
| Colada & corte a medida | 20–40 | Accionamientos, agua |
| Recalentamiento (plancha fría) | 250–350 | Inducción/resistencia |
| Recocido (carga en caliente) | 50–150 | Depende de la temperatura de entrada |
| Laminado y aux | 80–150 | Motores, hidráulica |
Total (bobina cargada en caliente): ~0.20–0.40 MWh/t. Total (plancha en frío): ~0.35–0.50 MWh/t.
Rendimientos (fusión → final)
| Paso | Rendimiento % | Comentario |
|---|---|---|
| Vertido del Horno de Arco Eléctrico → colada | 92–96% | Recortes, cucharón |
| Colada → molino | 97–99% | Cortes de extremos |
| Molino → producto | 95–98% | Recortes de borde, chatarra |
General: ~85–92% dependiendo de la mezcla de productos y la carga en caliente. La chatarra regresa al Horno de Arco Eléctrico.
Escenarios de plantas precalculados
Escenario A — Mini‑acero (productos largos, chatarra→Horno de Arco Eléctrico)
Capacidad 1 Mt/año • palanquillas/blooms → varilla corrugada, vigas H, rieles.
| Artículo | Valor |
|---|---|
| Rendimiento promedio | ~125 t/h (8,000 h/año) |
| Electricidad del Horno de Arco Eléctrico (fusión) | ~0.50 MWh/t → ~62.5 MW |
| Colada + laminado (carga en caliente) | ~0.15 MWh/t → ~18.8 MW |
| Carga promedio total | ~80–90 MW |
| PV mínimo (para cubrir diario) | ~410–460 MWp |
| Almacenamiento (12 h) | ~0.96–1.08 GWh |
| Huella | ~20–35 ha (molinos + patios) |
PV mínimo dimensionado por Avg(MW)×5.14 (5.5 PSH, 85% DC→AC). Sobredimensionamos para alimentar a los vecinos.
Escenario B — Centro de productos planos (DRI(H₂)+EAF + HSM)
Capacidad 5 Mt/yr • planchas → bobinas/placa con carga caliente extensa.
| Artículo | Valor |
|---|---|
| Rendimiento promedio | ~625 t/h |
| Electricidad DRI(H₂)+EAF | ~3.5–4.0 MWh/t → ~2.2–2.5 GW |
| Carga continua (caliente) | ~0.20 MWh/t → ~125 MW |
| Carga promedio total | ~2.3–2.6 GW |
| Consumo de H₂ | ~250–300 kt/yr |
| Mínimo PV | ~12–13 GWp |
| Almacenamiento (12 h) | ~28–31 GWh |
| Huella | ~60–120 ha + campo fotovoltaico cercano |
Los electrolizadores dominan la energía. La laminación es la parte educada.
Selector de mezcla de productos (planta de 1 Mt/año)
| Mezcla | Rollo | Placa | Secciones/Varilla | Promedio eléctrico (MW) |
|---|---|---|---|---|
| Rollo‑pesado | 60% | 10% | 30% | ~86 |
| Equilibrado | 40% | 20% | 40% | ~82 |
| Largo‑pesado | 20% | 10% | 70% | ~79 |
Las diferencias provienen de la demanda del motor de laminación y las fracciones de recalentamiento; la carga del EAF es similar.
Rendimientos, calidad y ciclos de cero residuos
El chatarra es una característica, no un error
- Los recortes de borde, piedras y sobrantes van directamente al cubo del Horno de Arco Eléctrico (EAF).
- Trituración y precalentamiento in situ reducen energía de corte y fusión y tiempo de tap‑a‑tap.
- Los extremos de lingotes/rollos alimentan una pequeña fundición para piezas fundidas y stock de taller mecánico.
QA de manera divertida
- Medidores en línea: espesor, perfil, planitud.
- Metalurgia sobre rieles: espectrómetros en la colada; dureza y grano en los desenrolladores.
- Rastreo: cada viga y bobina lleva un certificado digital de nacimiento.
Huella y personal (mini-molino de 1 Mt/año)
Área
- Taller de fundición + colada: ~8–12 ha (cerrado)
- Laminación y acabado: ~8–15 ha
- Patios y logística: ~5–8 ha
- Campo fotovoltaico (mín): ~2.0–2.5 km² (cercano)
Personas y habilidades
- Equipos de operaciones por bahía (3 turnos), fuerte columna vertebral de automatización.
- Electricistas > técnicos de quemadores (por diseño).
- Metalúrgicos, calidad, mantenimiento y un puesto de limonada para las visitas escolares.
Preguntas y Respuestas
¿"Realmente las vigas y bobinas provienen del mismo fundido?"
Sí — los lingotes para bobinas/placas y los tochos/blooms para secciones/barra salen de hilos de colada paralelos. Misma química, diferentes formas, misma ausencia de humo.
¿"Qué pasa con la galvanización y el recubrimiento?"
Al lado. Líneas de recocido eléctrico, baños de zinc/aluminio y recubridores de bobinas conviven en la misma microred, consumiendo el excedente solar de la Parte 3.
¿"Podemos cargar todo en caliente?"
Casi. Los amortiguadores inteligentes mantienen la temperatura del hilo alta hasta el molino; cuando debemos pausar, el recalentamiento eléctrico llena el vacío sin encender dragones.
A continuación: Aluminio, Cobre y Metales Raros — Venas de Poder (Parte 6). Cables, aleaciones ligeras y metales para baterías — el sistema nervioso de nuestros huesos.