Uso creciente de acero inoxidable con molibdeno en la industria papelera

En los últimos 15 años, la digitalización ha provocado una fuerte caída en la demanda de productos de papel gráfico, como papel de prensa y papel de impresión. Entre 2010 y 2017, la demanda se contrajo a una tasa anual promedio del 2,4 %. Después de 2018, la caída se aceleró rápidamente, alcanzando el 6,2 % en 2021. Sin embargo, a pesar de la caída en los productos de papel gráfico, se ha observado un crecimiento en otros productos de papel, como papel de regalo, cartón y productos para el hogar y la higiene, impulsado por el rápido crecimiento del comercio electrónico y la creciente demanda de economías en crecimiento como la India. Estas tendencias han mantenido la tasa de crecimiento neto anual general de la industria papelera en torno al 1 %-2 % desde 2010. Los aceros inoxidables superausteníticos y dúplex desempeñan un papel importante y en expansión en esta industria en expansión.

Los procesos de secado de pulpa consumen mucha energía. El proceso de fabricación de papel comienza con virutas de madera o papel usado. El método más utilizado es el proceso Kraft, que convierte la madera en pulpa para producir productos de papel. El proceso comienza mezclando virutas de madera con una mezcla caliente de agua, hidróxido de sodio y sulfuro de sodio, y luego cocinándolas en una olla a presión. Este proceso de digestión convierte las virutas de madera en una pulpa de fibras de celulosa, que es el componente principal del papel. Tras la digestión, la pulpa cruda se recoge, se lava y se blanquea, generalmente con una solución de dióxido de cloro para lograr el color blanco deseado. En ocasiones, el blanqueo también se realiza con peróxido de hidrógeno u ozono. El papel usado reciclado no requiere digestión, pero se extrae para eliminar los plásticos y otros residuos, y luego se lava y se blanquea.

En ambos casos, la pulpa blanqueada se introduce en una gran máquina papelera llamada Fourdrinier para su transformación en rollos de papel. La pulpa se diluye en una suspensión y se pulveriza sobre una malla para formar una estera de pulpa, que posteriormente se deshidrata, se seca y se enrolla para formar el producto final. El papel pasa por la Fourdrinier a velocidades de hasta 100 km/h, y el producto final es un rollo gigante de papel que posteriormente se inspecciona, se corta y se vende.

Las máquinas de papel a menudo se denominan Fourdrinier, en honor a Henry Fourdrinier, quien inventó la primera máquina de papel industrial en 1806.

El secado de pulpa para la fabricación de papel consume mucha energía, ya que es necesario eliminar gran cantidad de agua. La Asociación Europea de Bombas de Calor (EHPA) calcula que, de media, una fábrica de papel necesita electricidad suficiente para abastecer a más de 30.000 hogares durante un año. Los avances tecnológicos han mejorado los procesos de deshidratación, aumentado la recuperación de calor y la cogeneración (CHP) puede aumentar la eficiencia energética de la industria papelera, reduciendo al mismo tiempo las emisiones.

Durante décadas, las fábricas de pulpa y papel han dependido de la cogeneración para captar el calor del vapor que, de otro modo, se desperdiciaría. Ahora, las bombas de calor pueden ayudar a recuperar más calor.

La Confederación Europea de la Industria Papelera (Cepi) y la EHPA colaboran para promover la implementación generalizada de bombas de calor industriales de alta temperatura, que capturan el calor residual del proceso de secado de pulpa. Las bombas de calor utilizan el calor de una fuente de menor temperatura y lo elevan a una temperatura más alta para satisfacer las necesidades térmicas del proceso. Avances recientes han permitido que grandes bombas de calor y compresores de vapor funcionen a temperaturas de hasta 200 °C. Se calcula que se pueden lograr ahorros energéticos superiores al 50 % en el proceso de secado de pulpa utilizando esta tecnología. Dependiendo de la naturaleza corrosiva del vapor residual entrante, los componentes de las bombas de calor, como los tubos del intercambiador de calor, pueden fabricarse en acero inoxidable 304 o 316.

El acero inoxidable desempeña múltiples funciones en la industria papelera. Durante más de 70 años, la industria de la pulpa y el papel ha utilizado acero inoxidable y otras aleaciones resistentes a la corrosión para aumentar la vida útil y la fiabilidad de los equipos. El mejor material de construcción para los equipos de las fábricas de papel depende del proceso y la tecnología específicos empleados, pero los aceros inoxidables con molibdeno se utilizan ampliamente en todo el proceso de producción.

Los aceros inoxidables dúplex se utilizan cada vez más en la industria de la pulpa y el papel debido a su alta resistencia y resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruro y a la corrosión alcalina. Por ejemplo, el acero inoxidable dúplex 2205 se utiliza en digestores en los procesos de pulpa kraft y al sulfito. El acero inoxidable dúplex 2507, de mayor aleación, también es un material común para tuberías y componentes en la sección de blanqueo de la planta.

Gracias a su excelente resistencia a la corrosión y la fatiga, el acero inoxidable dúplex también es un material ideal para los rodillos de succión de las máquinas papeleras, que eliminan el agua del proceso de fabricación. El acero inoxidable dúplex 3ER60 se utiliza a menudo para rodillos de succión, junto con otros grados dúplex como el 2205, el 2101 y el 2304.

Los rodillos de succión son grandes y se fabrican con tolerancias estrictas. Este rollo 3RE60 tiene 12 metros de largo y casi 2 metros de diámetro.

El proceso de blanqueo en etapa D es la más corrosiva del proceso de fabricación de papel, y los materiales de los equipos suelen estar expuestos a ambientes con cloro y dióxido de cloro a altas temperaturas de 70 a 80 °C. En este proceso ácido, se utilizan aceros inoxidables superausteníticos y superdúplex para bombas y recipientes de reacción debido a su alta resistencia a la corrosión localizada.

Un rollo de papel casi terminado pasa a través de un Fourdrinier

A medida que la industria de la pulpa y el papel adapta su capacidad de producción al cambiante mercado global e implementa avances tecnológicos para aumentar la eficiencia de sus plantas, la industria seguirá creciendo. A medida que la industria papelera se transforma, los aceros inoxidables con molibdeno siguen siendo un material de construcción importante para los equipos de pulpa y papel.