En 2013, Thomas Olsson, del instituto de investigación de metales Swerim en Luleå, tuvo una idea para un calentador de gas eléctrico y no tardó mucho en encontrar el socio ideal. Debido al amplio conocimiento de Kanthal en tecnología de calentamiento eléctrico, así como al producto y material únicos que se ofrecían, que pueden soportar temperaturas exorbitantes y entornos con gas, la asociación parecía obvia.
Thomas Helander, R&D expert and project manager, Kanthal.
"Swerim quería nuestra ayuda para fabricar este calentador basándose en su propia filosofía de diseño", afirma Thomas Helander, experto en I+D y director de proyectos de Kanthal. En Swerim, se ha identificado una necesidad industrial de nueva tecnología de calentamiento de gas en varios proyectos de la industria metalúrgica. "Por supuesto, queríamos ser parte de esto, especialmente porque sentimos que sus ideas eran muy interesantes y emocionantes".
Un proyecto como este puede generar importantes beneficios para la industria.
Para Lars-Olov Nordberg, director de proyecto de la instalación de lecho fluido donde se instaló el primer calentador de gas en 2013 en Swerim, es importante destacar cómo un proyecto como este puede generar importantes beneficios para la industria. Ofrece la oportunidad de adaptar pruebas específicas a las soluciones y los requisitos de las distintas partes interesadas.
Thomas Olsson, Project Manager, Nycast and Lars-Olov Nordberg, Project Manager, Swerim."Como Swerim está parcialmente operada por la industria siderúrgica escandinava, y también gracias a nuestras instalaciones, podemos realizar pruebas en condiciones similares a las de los procesos que exige la industria. También permite a Kanthal demostrarlo adecuadamente a sus usuarios finales", afirma Nordberg.
Después de la instalación del primer calentador en Swerim, la empresa de ingeniería Nycast desarrolló aún más la tecnología de calentamiento eléctrico de gas para un ámbito de uso más amplio. En 2021, Kanthal firmó un acuerdo de licencia con Nycast para llevar la tecnología al mercado.
Reducir la huella de carbono
La electrificación es una forma eficaz de reducir las emisiones de CO2 en la industria del acero. Según Helander, la electricidad se puede utilizar en diversos procesos de calentamiento en lugar de quemar gas, como es habitual hoy en día, especialmente en la industria siderúrgica. "En Kanthal vemos mucho interés en la electrificación allí donde realmente es necesario calentar diferentes tipos de mezclas de gases", afirma. A partir del calentamiento con electricidad, el proceso puede ser muy eficiente desde el punto de vista energético y, al utilizar electricidad verde, la huella de carbono global es muy baja.
Innovación con hidrógeno
Kanthal and Swerim's large scale process gas heater."Con esta solución, el gas nunca entra en contacto directo con la fuente de calor, por lo que el proceso es más seguro y eficiente", afirma Thomas Olsson (Nycast), fundador de la tecnología que se encuentra tras el calentador para gases de proceso. "Para nosotros es especialmente importante el aspecto sostenible: se puede utilizar la energía eólica u otra fuente de electricidad renovable para producir la electricidad necesaria para accionar el calentador eléctrico", afirma.
El uso de gas hidrógeno para procesos industriales, como la reducción de mineral de hierro con gas hidrógeno, requiere un calentador de gas muy fiable y energéticamente eficiente que pueda calentar cantidades extremadamente grandes de gas a altas temperaturas. Los productos de alta temperatura de Kanthal, sumados a la tecnología de Nycast, permiten que el calentador se ajuste a esos requisitos, además de los elevadísimos requisitos de seguridad para el uso de hidrógeno.
La elección de Kanthal como socio y proveedor quedó aún más demostrada, ya que los productos ofrecidos estaban a la altura de los requisitos de la aplicación.
"Los productos y materiales estándar de Kanthal son especialmente adecuados para esta aplicación. Todas nuestras pruebas transcurrieron sin problemas, con una eficiencia cercana al 100 %", afirma Olsson, elogiando los tubos Kanthal® APM. "El material es muy bueno y muy adecuado para estas aplicaciones en las que, por ejemplo, elimina los depósitos de carbono".
Desarrollo a lo largo del tiempo
El primer calentador de gas de Swerim celebra ahora su décimo aniversario. Cabe mencionar que no ha sido necesario realizar ningún mantenimiento a pesar de que el calentador de gas se ha llevado mucho más allá del diseño para el que fue construido originalmente. Si bien una década puede no ser mucho tiempo en términos de investigación, la tecnología y las soluciones han evolucionado significativamente.
"A lo largo de los años, Nycast ha podido revisar y perfeccionar el diseño del calentador y ampliar la tecnología. En el marco de varios proyectos, así como los sistemas circundantes, se han recopilado experiencias operativas y datos de pruebas, tanto en términos de sistemas de montaje como de control", afirma Helander. En Kanthal, hemos aportado continuamente nuevos productos para usar en el calentador que no estaban disponibles en 2013".
Es necesario tener una mentalidad a largo plazo, porque los resultados se generan con el tiempo.
Lars-Olov Nordberg está de acuerdo: "Poner las cosas en su lugar lleva tiempo. Es necesario tener una mentalidad a largo plazo, porque los resultados se generan con el tiempo. Hemos podido ofrecer muchas contribuciones a los clientes y hemos tenido varias oportunidades de vincular procesos en el entorno de prueba correcto", afirma.
Ventajas para todas las industrias
El calentador de proceso se aplica principalmente a la industria del acero, donde tiene un gran potencial, pero, como lo expresan Helander y Olsson, otras industrias también se beneficiarían de la tecnología del calentador de proceso.
"Vemos aplicaciones en la combustión y calentamiento (fabricación de cemento), donde también hemos desarrollado un concepto", afirma Olsson. "Se trata en parte de investigar a qué escala podría usarse, algo que ha recibido la financiación de una de las principales partes interesadas de la industria del cemento".
Thomas Helander espera empezar a introducir calentadores de proceso en los próximos años, empezando por la industria del acero. Como parte de este proceso, se prevé que en 2024 estén disponibles capacidades ampliadas para probar y demostrar esta tecnología a los clientes.
Actualmente se fabrican calentadores de gas para procesos especiales de clientes seleccionados.
"Pero cualquiera que esté interesado podrá participar. Por supuesto, tendremos que considerar los desafíos potenciales relacionados con las diferentes condiciones y necesidades".