Un ángel lunático cae de los arboles de la noche!
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¿Por qué sider tiene un desarrollo hacia +/- ?
Porque la sider a sido
desarrollada por los países desarrollados del mundo son el pivot los efectos que genera como son el
efecto hacia atrás donde se encuentran todas las materias primas e insumos así como la inversión para obtener el
producto (acero) y los efectos hacia adelante como son los sectores a donde va
dirigido el producto ( construcción metal - mecánica etc.) . El PBI nos evalúa
como esta creciendo un país anualmente y este es medido en Kg. de acero que
consume cada habitante .
MATERIAS PRIMAS :
Tipos C:lignitos,antracita, bitumin,
grafito y D
Usos en la industria:
Para producir
combustibles gaseosos.
Para combust
para hornos de cubilote.
Para generar
Ee . en la industria química .para fertilizantes .en la industria
cementera plantas de tostación no
ferrosa. en industria del caucho ,para
producir coque.
El % en el
aceros y hierros.
El carbón en
la industria metalúrgica
sirve como material prima para la fabricación del coque metalúrgico que es
usada en los AH , el carbón en pequeño %
parte de aceros
Yacimientos C
: Tumbes
(Lignito) , Yanacancha( Bitumin) ,
Piñapatu y tuco (antrac) , alta ( antrac y meta antrac) , santa (antrac ), oyon
(antrac, semi antrac. y sub bitumin) , Suguar (antrac) , San Martín
(ancash-antr.), goylarisquiza(bitum).
Coque
:Producto
de la destilación de C por 2 métodos convencional y de coque formado
Los
exportadores son : Usa . Polonia ,Alemania , Canadá y Rusia
Los importadores son: Japón , Europa.
Fabricación de coque o proceso de coquización:
Se emplea para el arrabio en el AH los
componentes químicos del carbón son inestables cuando están sometidas a >
T° y producen gases compuestos orgánicos y un residuo carbonífero no volátil : COQUE
hay
tres tipos principales de coque
baja(300-400°C) media y alta(900-1100°C)
El coque mas
deseado es el que se obtiene del carbón Bituminoso medio volátil.
-Función de coque el AH:
Genera el 80% de calor ,crea una atmósfera
reductora .Como parte integrante del
producto (arrabio)
Hay dos métodos para producir coque
con carbones:
de colmena , convencional y too coque formado.
Horno de colmena: El aire se introduce a la cámara
de coquización en cantidades controladas a fin de quemar productos volátil de C
genera calor para su destilación .
Ventajas:
Inversión < , costo por ton. de coque en < .área pequeña ,poco control,
no mano de obra especializada ,es
artesanal . poca mano de obra
Desventajas: <
rendimiento de coque con respecto al carbón . R= cantidad coque /cantidad C .,< productividad ,el vol. de carga
es limitado, time de coquización es
prolongado , producto de estructura
irregular , contaminación alta. usa
carbón de alta calidad, no se recupera sub productos. la producción de fino de
coque es despreciable
Método convencional :el aire es excluido de las cámaras de coquificacion y el calor
necesario para la destilación es suministrado por combustión externa de una parte de gases desprendidos de la misma coquización en los hornos
modernos de sub productos conveniente mente operados todos los productos liberado
durante la coquización se recupera como gas y material químico .
Ventajas: controlar la cantidad de coque , recuperación de gas total, costos de
transformación son bajos , operaciones son automatizadas , mayor flex de
operación .
desventajas: son
= a las del H colmena.
Coque formado: (antracita-lignito)(70)
+(ligante+carbon coquiz)(30) àBriqueta
Usa los C que no son Bituminosos
Es una briqueta que aprovecha el fenomeno de mejora
d ellas propiedades coquificantes de C cuando es calentado ,este metodo usa un
gran % de carbones en el metodo covnecional.
Su desarrollo implica un briqueteado del
carbón con un elemento ligante utiliza
un gran % de Carbones que son aptos para su empleo en el método convencional
.
Ventajas. Permite emplear C /s con propiedades de coquificacion pobres . Se puede controlar el contenido de S y cenizas . La operación puede optimizarse controlando la forma y medida de la briqueta
. es flex y altamente automatizada . Se produce menos contaminación.
Desventajas: el coque es muy débil a la abrasión , tiende
a desintegrarse y too es reactivo al CO2 . Es posible que los costos de
producción sean elevados y hace dif su elaboración de grandes
instalaciones por ,lo complicado del
proceso . reducida capacidad de producción .
Min. de Fe
: El 5% de la corteza terrestre es Fe se encuentra muy raro en forma
metálica y también es raro combinado
con Si
, S y otros . Por cada Tn de caro
producido se consume de 1.3
a 1.5 Tn de min. de Fe en sus
dif formas .
Formas de Fe: Oxidos : Hematita ( Fe2O3) Oxido férrico
, Magnetita (Fe3O4 ; Oxido ferroso ) ; limonita (FeO (OH)) ,hidróxido de Fe) ; Ilmenita ( FeTiO3 ,oxido de Fe y
Ti).
Carbonatos: Siderita
(FeCO3 carbonat d Fe).
Sulfuros: Pirita(FeS2,
sulfuro d Fe), Pirrotita.
Silicatos : Chamosita , Grumerita .
Sudamérica:Argentina,
Bolivia Brasil . Colom, Chile , Méxi ,Parag, Perú ,Venezu.
Perú Fe: Marcona1000’ , Chumbivilca 1000’ andahuaylas(900’) , tambogrande ( 100’Tn ) .
Aglomerado:
En poder
juntar todos los cc finos y se le puede añadir aglomerantes (pelets) o por
fusión (sinter) de fino y obtener un producto que es ideal para el AH. En forma de pelets o sinter. Aglomerado
en hot ::-pelets(min de fe y
bentonita) - sinter (min de Fe coque , carbón caliza y otros ).
+ 50% del min.
de Fe que se usa para AH es forma de
aglomerados como pelets o sinter
El min de Fe se
trabaja en dos formas
:
-- como
Mineral -- como Aglomerado en hot ::pelets (min de fe y bentonita) - sinter
(min. de Fe coque , carbón caliza y otros ).
Sinterizacion
Recuperar las
unidades de contendida en los desechos de las acerías , tales como polvos del
tragante del AH, las cascarillas de laminación , y otros polvos .
La torta de
sinter producido se enfría con aire se tritura para alcanzar tamaños deseados.
El producto
denominado sinter
es una material parecido a la escoria y no es si no la fusión de las
partículas entre si gracias al hot
Peletizacion
:
Consiste en efectuar una mezcle de min.
de cc. de Fe con un aglomerante (
Bentonita) a un determinado % de hum.
Esta es dirigida a un disco de aglomeración que por medio de giros genera
aglomerados redondos que luego son secados
en un horno de pelets a una T°
de 300 °C (el pelets no se funde solo se calcina y seca )
PROCESO:- Se recibe el cc magnético filtrado de la planta de alimentación de pelets
en las tolvas , luego este cc es mezclado con bentonita luego se prepara las bolas verdes en los
discos peletizadores. ,las bolas verdes están listas para pasar a una parrilla
movible de quemado.
Porque se creo la
sinter y pelets: para de aprovechar los polvos de
las acerías y finos del tragante del AH( sinter). La pelets se creo con
el fin de recuperar los finos d ellos
minerales de Fe de baja ley .
Diferencias entre sinter y pelets :
Sinter :Es un proceso de aglomeración de min. de Fe ,C, caliza fúndente, etc. así como dif min. de Fe.
El % se S es >.
Se utiliza
solo en el AH (red indirecta)
Se desintegra
fácil lo cual hace difícil su transp a long distance No de carga granel.
La planta
de esta cerca de la siderurgia .
Contiene %
SiO2 de 3.81.
Su finalidad
fue aprovechar la unidades de Fe contendida en los desechos de acerías .
Pelets: Aglomeración en frío de min. Fe muy finos con bentonita .
Son desecados
en un horno ( no fusión ).
Se utiliza en
el AH y procesos de red directa.
Las
plantas están cerca a la mina .
El % de S es
<. Contiene % SiO2 de 1.66.
Su finalidad
fue para reemplazar los cc de Fe de alta ley por su escaso aprovechamiento de
las reservas de alta ley
Resiste carga
a granel y transport a gran d .
Semejanzas: ambos son usados en el AH , ambos son aglomerados en hot.
FUNDENTES:
Dos rx se
complementan en la fabricación de Fe a partir de sus materias primas .
La separación
del min. de Fe de las impurezas que lo acompañan.
La reducción del min. de sus componentes .
Función principal y tipos de F
Es hacer a tales material mas fácil fusibles . Además
algunas sustancias combinadas con los metales y las materias primas se rehusan
a separarse de ellas a menos que este presente
un cuerpo con el que tengan
mayor afinidad con el metal . Función 2°: Consiste en suministrar un
cuerpo con el cual aquellas
sustancias pueden combinarse liberando
el metal .
Selección de fúndente:
Se clasifican
en ácidos
y básicos
se requiere un
fúndente ácido para quitar impurezas básicas y viceversa.
fúndente ácido La SiO2 y la alumina Al2O3 fundentes
básicos CaCO3 y CO3Mg.
Si se requiere remover S se usa caliza .
OXIGENO:
La sider
consume mucha O2 .hay muchas técnicas para producir O2 incluyendo la absorción y difusión .
Métodos donde
se emplea: AH , Corex y
HE.
COQUE MÉTODO CONVENCIONAL (Proceso de coquización) en cámara
de combustión de hornos .
Coquización y manipuleo:
Usa carbón Bituminoso principalmente. Por medio de un tarro la mezcla es introducidas al horno de
coque y esta a 1100°C ,baja a 900°C al
recibir la carga fría .
Al hot la
carga se destila por acción del hot sin aire originado desprendimiento de gases y vapores
condensables. Al > T° de las paredes la zona plástica se desplaza hacia el
centro con desprendimiento de materias
volátiles las partículas en estado
plastifico se sueldan y se solidifica formando un sólido con estructura
porosa en 16-18 hr.
Velocidad de
coquificacion Es variable
permite +/- la producción
de planta d coque
El control de la °T en cámaras de combustió
se controla de la ´´v´´ coquización que va de 1.88 a 3.2 cm/h lo que equivale a time de coquización de 24 a 14 hr .salir de estos limites hace deterioros en paredes del horno Proceso de coquización:
Consiste en la destilación del C que se lleva
acabo a una T° de 1000 a 1200 °C ,el producto que se obtiene de la
destilación se llama coque que se
forma por el calentamiento del C deprendiendose los productos volátil y gas como CO , CO2 , N2 , H2S,
el carbón adecuado es el Bituminoso
.
PRODUCTOS
características
químicas:
El 1° es el
coque metalúrgico tiene de mayor a menor % : carbón fijo(89% min.), S(0.9 max) , cenizas(10%max) ,
material volátil (1% aprox), humedad(4% max).
características físicas :ISO (resistencia a fisurasión abrasión) ASTM (factor
estabilidad)
Las características físicas del coque metalúrgico y su
%:dependen: Del C utilizado , y
la T° ha que se a realizado el proceso los componentes químicos del C son
inestables cuando están sometida a >
°T con el calor los complejos
moleculares orgánicos del C se rompen y producen gas y compuestos y un residuo carbonico relativamente no
volátil llamado coque .
SUB PRODUCTOS:
alquitrán : C(90-93%) ; H2 (5-6%); naftalina(5-10%);
fenol(0.5 - 5%) ;H2O(5%).
Gas de coquería: CO(7.5%) ; Hidrocarburos pesados(3.6%) , CO2 (2.3%) ,
H2(53.6%) ; Metano (29.3) ,N2(3.5%) , H2S(1.5 gr/Nm3); amoniaco(0.2gr/Nm3);
Naftalina(15gr/Nm3).
Too se obt
naftalina y finos de coque.
Descripción de instalación de
planta coq.:
Parque de almacenamiento : el C lega por faja trans. se distribuye en pilas que no
son continuas siendo c/u para un tipo
dif de C .
Pre cribado: Es
donde se eliminan cuerpos que acompañan
al C .
Silo de dosificación: tolvas de almacen.
q se cargan por carrosq la vierten en parte sup .
Molienda , mezclado .
Torre de C: Esta
ubicado en la parte central y sup de
las baterías que es de forma
rectangular. La torre se carga mediante una cinta apoyada en la plataforma , la descarga se realiza
por boquillas terminales
MÉTODO PARA LA FABRIC
DE COQUE FORMADO: Hay tres procesos :
Ancit (Alemán) de 120, Tn año
a) Prep. Y
Mezcla: se inyectan a los reactores cilíndricos direct con granulometría de 8-12
B) Briqueteo:
se realiza en hot aprox a 500°C por medio de platos rotatorios .
c)coquificacion
pre tratamiento térmico: Los carbones
tipo antracita y bituminoso medio volátil son llevados neumáticamente a las tolvas
de dosificación .a dos reactores. El
C tipo antracita lega al reactor
calentado por gas de coquería donde se hot desprendiéndose los volátiles por cambio d T°. los carbones pasan a unidad de mezclado hay
adición de aglutinantes luego van a
briqueteo .
- post tratamiento térmico: las briquetas que salen de la briqueteadora va a deposito con el objeto de > la
dureza de briquetas .
DKS.(Japón) de 400, Tn año .
El almacenamiento de c y de aglutinante:
permita una reserva disponible de 30 D
.
Prep. Y Mezcla: Como too en HBNPC cada tipo de
carbón son llevados del almacenaje a las tolvas de dosificación luego en
cantidades medibles son reducidos a una
granulometria de -3mm Luego se mezcla
para pasar a la unidad de
briqueteo.
Briqueteo: Como too en HBNPC / 80 a 100°C
Pre
tratamiento térmico:
-Coquificacion: La briqueta es cargada dentro de cámaras de
coquefaccion - En la mezcladoras se
añade brea hay un aglomerante liq (alquitrán
de petróleo ) - La carga y descarga de
horno es por g
-
después de
haber completado el coquizado las briquetas
se llevan a la torre de apagado
donde permanece corto tiempo
-
HBNPC(Francia) de 60, Tn año
El objeto del
coque formado (antracitico o semi.ant)es reemplazar al coque
convencional(bituminoso)
carbón no coquificable ( antracita)
carbón coquificable (bituminoso) , aglutinante (brea)
el perú
posee ++ carbón no
coquificables y pequeños de carbón no
coquificable.
ALTO HORNO (AH):
Proceso:
Consiste en soplar grandes cantidades de aire
caliente a un horno
vertical por el que van bajando masas
de min coque y fundentes . El calor y
el oxido de c generado por combustión del coque en la parte inf del horno se difunde por este y elimina la humedad de los materiales
cargados ,reduce todos los min de fe ,
calcina los fundentes , funde la escoria
y el Fe ,recoge los óxidos de Mn
Si y P y finalmente sirven para
remover el s del Fe .
El AH trabaja
a P tiene dos campanas en el tragante para mantener la P del proceso .
Función de coque el AH:
Da el 80% de Hot ,Da una atm reductora .parte del producto (arrabio). Como combustible ,
Como se mejora su
productividad:
Enriqueciendo
el viento (Insuflando mas oxigeno .) ya que
se eleva la cantidad de coque quemado y materiales fundidos .Insuflado
de gas natural en el AH a las toberas junto al viento caliente .elevando la P
de los gases en el AH .
Si se agota el C bituminoso : Hacer el coque formado con antracitico o semiant.
RX en el AH
:
cuba: reducción parcial
3Fe 2O3+CO.à 2Fe3O4 + CO2
Fe3O4+COà3FeO+CO2
calcinación de
fundentes:
CaCO3+q
à CaO +CO2
MgCO3+qà MgO+CO2
atalaje
generación de
CO : FeO + CO à Fe+CO2
C+ 0.5 O2 à CO; C+CO2à 2CO
crisol reductores:
Fe2 O3+3Cà2Fe+3CO ;SiO2+2CàSi+2CO
MnO +C à Mn +CO P 2O5+ 5Cà 2P+5CO
remoción de S
de Fe
FeS + CaO + C à Fe + CaS + CO
Una INSTALACIÓN de AH divide en 3:
1)AH
propiamente dicho.
2)Sistema de
viento a calentamiento de aire.
3)Sistema
purificador del gas .
1)Formada
por a)sistema de carguio el AH es cargado
por recipientes llamados skips y el desplazamiento hacia le tragante del horno
por rieles .
b)sistema de
refrigeración: Las cajas adheridas a la
cuba en la parte exterior ;las partes de las toberas esta instalada en orificio
del crisol son refrigeradas con agua
2)Comprende
la sala de soplante y las estufas
estufas: Su
finalidad es calentar el aire proveniente del soplante antes de ser inyectados al horno interior tienen ladrillos refractarios y es
calentado con quemadores .
3)a) recipiente colector : es cilíndrico al cual llega la tubería
del gas proveniente del AH. En el interior del colector esta tubería sufre un aumento de dia.
b)Torre lavadora de gas: las partículas de polvo que
hacen arrastrar el gas son mojadas con
agua inyectada en contracorriente pp a
la partículas.
c) Filtro electrostático: Mediante base al
principio de ionización de partículas
se eliminan los últimos rastros de partículas .
ARRABIO: Es la forma
intermedia, por la cual debe pasar todo mineral (oxido de Fe para llegar al
acero).difiere de este ultimo
principalmente porque tiene mas % de
C . en purezas tales como P ,Si
, S ,Mn .
El arrabio es
duro y frágil puede ser utilizado en fundiciones y acerías para fabricar
aceros
Tipos:
Arrabio de aceración:
Fe (92 -94) , S (0.05 max)
Arrabio de fundición
Fe (90 - 95) , C (4),Si (1.7), P(2.5) y S (0.05)
HORNO ELECTRICO DE
REDUCCIÓN:
La obtención
de Fe por el HE abundante Ee y poco carbón coquizable . La Ee se emplea en
estos hornos como aportador de calor no teniendo el carbón otra finalidad que
la de reducir el min por lo
que consumo por tm de arrabio es 40%
menos que el AH .
Para las ferró
aleaciones se usa este tipo de horno .
Los HE no necesitan aire de combustión
no tiene soplantes .
el vol. de gas
del tragante es < que la del AH los
únicos gas son los que se originan por
la red directa del material
Electrodos: son
de una mezcla de coque metalúrgico antracita con brea del tipo soderberg , la
corriente pasa y genera calor el cual
funde la materia y forma un baño .
La pasta electrodica s vierte en la cubierta en
estado frío .
las rx son:
reducción directa de oxido de Fe :
FeO +CàFe +CO
Fe2O3+3C-à2Fe+ 3CO
Reducción de oxido de Mn:
MnO +C àMn +CO
Reducción de Si:
SiO2+2Cà
2CO +Si.
CaOSiO2+ 2C à
Si +CaO +2CO
Reducción de
S.
FeS + CaO +C à CaS +Fe +CO.
Consumo de Ee : 2500 3000 Kw/h /tn de arrabio
Ventajas: No se utiliza coque .
Por las >
T° se elimina gran parte del S
el tipo de arrabio es good.
Tiene un menor
% de azufre que en AH .
Su gas CO es
de alta calidad. Es flexible en su capacidad .- No utiliza soplantes .
Es versátil ,
el proceso que utiliza es muy limpio , se obtiene altas T° rápidamente.
Desventajas: > consumo de Ee.
El tiempo de colada es largo.
Como bajar el consumo eléctrico:
para bajar el
consumo de energía eléctrica de se ha usado el calor del gas del tragante, .Con
una temperatura de 800°C y con 20% de CO2 se quema y calienta el mineral en el
horno, la energía eléctrica será necesaria entonces para alcanzar la
temperatura final. Con este método se logra reducir la energía eléctrica hasta
un 50%. Aparte de buscar un menor consumo de energía eléctrica se debe evitar
la formación de cráteres por puntos calientes. La eliminación de cráteres ha
conseguido bajar el consumo de energía eléctrica.
A su criterio de todos los procesos de reducción cual es el que conviene al país?: Se puede utilizar el método Corex debido a que este
método emplea un C no coquificable y es
lo carece el país . Otro métodos de
reducción puede ser el Midrex que utiliza gas para la reducción siempre y cuando se desarrolle el proyecto
del gas de camisea (aquí se obtiene Fe esponja).
Corex:
Proceso para obtener arrabio utilizando la red indirecta usando carbones no
comercial.
Se coloca el C
por medio de unos canalones y pasa al horno siendo secado , se le inyecta
O2 y se forma CO2 y carbón libre formando el CO que sube por
un ducto y se encuentra con el gas enfriador
al ciclón y otra parte pasa al
horno de cuba .
La T° en lecho fluidizante es / 1600-1700°C
El gas que se
produce por T° en el lecho es:
CO(70) ;CO2(2-4) ;H2 (20-25) CH4 N2 H20(g)
El arrabio
sale a 1400°C: El arrabio liq es > al de Fe esponja
Etapas:
1.Generación
del gas de reducción
2. Energía del
carbón.
Partes: Horno de gasificación por fusión
Horno de
reducción de mineral ,
Materias primas :Min de Fe (pellets , sinter)
,Carbón ( no coquificable semi coquificable)
Parámetros:
Control de
bacisidad : se tiene en cuenta
Desalojo de
humedad de carbón ;Regulando la granulometría del C ;Reduc de finos del C
Reduciendo la
altura del lecho fluidizante
Reduciendo el
sistema de P;Por el uso de aditivos que se eliminan en la escoria.. Es
importante para una buena desulfuracion
.
- El elemento
combustible CO (70%) y O2 .
características de C
: Rango de materias
volátil 2-35% ,cenizas , granul
(0-50mm) .
finos menores
a 1mm no exceder el 10%.
finos > a
35mm no deben exceder el 20%.
Consumo del C sin
gas de exportación es de 430Kg /tn
arrabio el consumo de C con gas de exportación es de 500 -700Kg /Tn de arrabio.
El consumo de
carbón baja cuando no hay exportación de gas - Trabaja a P.
El fundentes se introduce con la carga
Rx
: En el horno de fusión gasificador :
C+O2àCO2 ; CO2 + Cà2CO ;
CO+H2à C + H2O.
Horno de
reducción:
FenOm+COànFe+mCO2. FemOm+H2ànFe+mH2O.
Ventajas: Se puede usar cualquier tipo de C
Ocupa poco
espacio en relación al AH
El costo de Tn
de arrabio es menor que AH
Produce menor
contaminación que el AH
Desventajas :El tipo de refractario usado es
caro y patentado. En solera usa placas de grafito.Tiene una producción menor del AH.(100,-200,
tn/año)
usos del gas de exportación :plantas termo e , proporciona
calor para el horno de laminación .Produce
amonio metanol urea
Procesos
de reducción:
Son los
procesos la que realiza la reducción
los óxidos de Fe del min. por medio de los elementos que
actúan para liberar el Fe
del min. de el O2 con el que encuentra combinado en naturaleza .Son tipos: I y D .
Tipos de reducción:
Proceso de reducción indirecta: Materias primas e insumos da como producto arrabio Fe fundido (pig
iron) por proceso de AH , HE y corex.
Todos dan arrabio
Proceso en el cual
se produce la reducción del min. de Fe
llegando hasta la fusión .
Proceso de reducción
directa
:
Están diseñados para producir Fe metálico a partir de óxidos de Fe usando
un agente reductor ya sea un gas
o sólido .
Es un proceso al cual no se llega a la fusión se hace por reductores ácidos y básicos se Obtiene el Fe esponja y pre reducidos .la
reducción en estado sólido nunca es completa.
Ventajas de reducción directa:
Se puede
obtener Fe esponja para APLICARLO en el HE de arco, a partir
de proceso corex produce un arrabio que se puede emplear en proceso LD.
La pureza del
Fe reducido directamente.
Objetivo:
El Fe
esponja como producto para el HE reemplazar a la chatarra en HE el cual
tenga 85% de pureza como mínimo .
Desventajas:
la capacidad
instalada baja de 300 Tn
no se ha
desarrollado por ser el productor gaseoso mas confiable .mucho consumo ‘’e’’
consumo por tn de Fe esponja:
con 92%M 95% Fe pelets: 65% Fe à1.45tn ,antracita à0.53
tn ,calizaà
70 Kg
Kwà 44 Kw/h ,agua: 1.6 m3 ,petróleo(10269 Kcal/ Kg)à
100Kg /h
Productos de la reducción directa:
Fe esponja: Cuando se efectúa la eliminación de O2 los óxidos de Fe
sin llegar a fusión el
producto conserva su forma original
pero con notable porosidad .
Pre - reducido:
estos pre
reducidos son minerales de Fe
cuyo grado de reducción se ha
limitado a un nivel inferior al que se suele como mínimo en el empleo en el
reemplazo de chatarra . El ° d reducción limite es de 85% ; <
de 85% pre reducirlo ,> de
85% es el Fe esponja
Grado de reducción: es la relación entre el O2
reducido y el O2 total . Gr=Or/Ot*100.
Grado de Metalizacion:
Es la relación entre
le Fe metálico y el Fe total dl
mineral empleado. Gm=Fem/Fet*100.
Se dice que
debe ser >= a 85%
Producto
reducido: Es aquel producto cuyo grado de reducción supera el lim de
Gm es decir >=85%.
Rx Fundamentos de la red
directa:
Los min. de Fe están constituidos por óxidos férricos o óxidos ferrosos se
requiere de reductor para obtener la
metalizacion es decir para liberar el Fe
de O2 con el que esta en la
naturaleza los reductores usuales son
el C , H2 , CO , o la comb de CO + H2.
Rx de la red. Directa. (1-3 sólido 4-5 gas )
1.Fe(m)O(n)+(n)C
à(m)Fe +(n)CO
2.Fe(m)O(n)+(n)CO
à (m)Fe +(n)CO2.
3.CO2+Cà 2CO (rx de
bouduard)
4. Fe(m)O(n)+(n)CO à (m)Fe +(n)CO2.
5..Fe(m)O(n)+(n)H2à (m)Fe + (n)H2O.
Cuales son los
gases en la reducción directa y que
elementos tienen Liq , Sol , gas q se
obtiene indique sus Rx
Rx . gases reductores q da de comb.
CO y H2 como lo sig.:
Carbón :C+1/2 O2àCO; C+H2OàCO+H2 ;C+CO2à2CO
Gas natural
CH4+1/2 O2à CO+2H2
;CH4+HO2à CO + 3H2 ,CH4+CO2à 2CO+2H2;
Petróleo liq: CH2+1/2 O2 à CO+H2
Factores que influencian la
cinética de reducción :
1. características
de min.: reductibilidad , composición de las impurezas
2. T°
reducción :Determinada a
través de pruebas de laboratorio.
3. granulometría. Tamaños pequeños de partículas
favorecen la cinética presentarían mayor superficie de Rx.
4. cc de
gases: El gas
empleado debe ser lo mas rico posible en elementos reductores
Requisitos q debe tener material en R.D
1. El min de Fe :
-- Puede ser
de diversa granulometría , teniendo los finos aplicación en reactores de
lecho fluidizado y los trozos > y pellets en retortas y hornos de cuba -
otra característica es su reductibilidad
-El min. de
Fe debe tener < % de S
para la conversión en Fe esponja.
Es importante
que el min. no decrepite ni sufra un gran inchamiento en la reducción puede bloquear el flujo normal de los gases a
través de la carga.
2. Proceso Reductor sólido :
Cuales son las
características + importantes para la aplicabilidad del C en red. directa
:
-- Fusibilidad de las cenizas : lim la T°
a alcanzarse en el proceso pues puede mantenerse esta a unos 100°C por
debajo del punto de fusión de las cenizas
para evitar los encostramientos.
--Reactividad: El tamaño del horno y la
economía de la planta depende de la reactividad del carbón pues la cc
suficiente del CO que domina la reducción
esta en función de la velocidad que reacciona el C y CO2 para
generar agua. c+co2à2CO .
La reactividad
del C suele ser // del contenido de materias volátiles.
--Contenido de S: es importante si
las cenizas del C son ácidas es decir
si no puede retenerlo como en las
cenizas básicas
-- materiales volátiles:
la reactividad del carbón suele ser // al contenido de material volátil sin
embargo si es muy alto el contenido de estas ultimas puede superar la cantidad utilizable
dentro del horno .
Habría que
contarse con alguna instalación de recuperación del excedente.
-- composición de cenizas
: si la comp de cenizas es tal que da lugar a la formación de compuestos debajo del pto. de fusión se presenta too una
desfavorable limitación en la T° da lugar a la formación de compuestos de baja
composición .
contenido de
las cenizas :una cantidad grande de las
cenizas propicia la formación de
anillos en el horno rotativo , el contenido de cenizas en el carbón debe estar
por < del 20% .
Factores q permite desarrollo de
Red Dir.
Requiere
++ cantidades de Ee para q resulte económico esta energía debe
ser barata .El min. fácilmente reducible.
Una ventaja es
la pureza del Fe reducido directa ,Es mejor en países q disponen de gas de
buena calidad de gas natural.
El proceso NP :
Proceso que se
produce en cuba ,cada cuba bien a ser un reactor vertical calentado
exteriormente con petróleo gas y cargado con min. a reducir , el reductor
sólido y caliza como desulfurante
Se opera con
gas reductor para una mejor transferencia de calor y una rápida reducción da lugar a un notable >> la
productividad -- El proceso es continuo .
-- el Fe
esponja resultante enfriado luego es separado por cribado y magnéticamente del C o coque excedente
-- El monto de
inversión es bajo
Proceso en hornos
rotatorios:
El proceso el
reductor sólido se carga con el min. y
con el desulfurante en un horno
rotativo inclinado en cuya boca de
salida se dispone un quemador .
En la zona de
reducción en la cual se realiza la
descomposición gradual de O2 contenido
en el oxido de Fe para obtener el Fe
metálico lo que se efectúa a medida que
> la T° del material.
La descarga se
realiza en un cilindro rotativo
refrigerado , el producto sale a
200°C luego del zarandeado y separado magnéticament para hallar el Fe
esponja .
hay dos proceso con <<
dif entre si :
KRUPP - Fe esponja : Se distingue por
tener las boquillas en el interior del horno
rotativo orientado en el sentido
del flujo del gas y no considera
quemadores aux en ningún caso .
SLRN :
El reductor
sólido (finos de coque y C) y carga
con el min. en trozos o pellets y con el desulfurante (caliza o dolomita ) en el horno
que es rotativo e inclinado en cuya boca de salida se dispone de un
quemador de gas petróleo o coque.
Es de 2 tecnologías de proceso , la cc de min. de Fe de baja
ley (proceso RN) y proceso SL que obtención de Fe esponja
a partir de min. de alta ley .
La mezcla del
min. reductor y desulfurante pasa a la zona de secado y pre calentamiento del horno antes de entrar en la zona de reducción en el cual se
realiza la descomposición gradual del O2 contenido en el
oxido de Fe para obtener Fe
metálico , lo que se efectúa a medida que aumenta
la T° de material.
Parámetros de operación en SLRN
v de alimentación ,grado de metalizacion del Fe esponja , V descarga , exceso de
combustible en la descarga , V de rotación del horno , consumo de Ee
demecanismo propulsor condiciones del
tiro de los gases de salida .
método
a base de reductor gas..
Los gas
reductores son el H2 y el CO ambos pueden proceder del craqueo gas natural y otros hidrocarburos liq
o gas o de la desgasificación o destilación del C
Fem On +nCO à mFe +nCO2;
Fem On +nH2à mFe+ n H2O.
reductor gaseoso:
craqueo de gas natural:
CH4 + H2Oà CO +3H2
hidrocarburos gas
CH4 +CO2 à 2CO + 2H2
destilación
del C: C+ H2O2 à CO ;
C+ H2O à CO + H2 ;
C+ CO2 à 2CO ;CH2+ ½ O2
à CO + H2 .
Si esta libre
de H2 y CO2 < el poder de reducción.
H&L (red directa)
La mena se
mantiene dentro de varias camas fijas y el gas se hace pasar de una cama a otra . el gas natural se convierte
1° en una mezcla de CO y H2 el cual
se hace pasar a través de una
cama que tiene mena parcialmente reducida la cual se reduce
hasta su estado metalizado final .
El gas que
sale de esta cama se enfría para condensar la mayor parte del vapor del
agua y en seguida se calienta y se
introduce dentro de otra cámara la cual contiene mena reducida , la misma operación se repite para la 3°
cama .la cual contiene la mena con
hematita fresca que es calentada hasta
la T° de Rx y pre reducido .
Midrex (red directa)
Es proceso
continuo inyectando gas en contracorriente Se reduce mena de Fe o pelotillas en
un horno de cuba el gas natural
constituido por metano se reforma para dar una mezcla de CO y H2 haciéndolo recircular con gas recirculado de salida del horno
La Rx de formación es endotermica se suministra
calor quemando algo de gas natural
junto con el resto de gas de salida . El gas de reformación se introduce dentro
del horno de cuba en la parte superior de la cuba. El gas de salida pasa por un
depurador en que elimina el polvo y se condensa algo de vapor de agua .
Fior (red directa)
Se usa un
reactor vertical continuo y gas natural
modificado pero en este caso la red se
lleva a cabo en un ‘lecho fluido’ las
partículas del min. finamente
dividida caen lentamente en un contracorriente con en gas reductor.
Método de red directa para lo
sig:
Pelets con red
sólido: srln,krup
Pelets con red
gas : HyL , midrex
Finos con red
gas: horno rotatorio
Finos con red
sólido: np
ordinary steels to the coal:
C: Controla la dureza resistencia
a tracción en estado de laminado
o normalizado la ductilidad < con
> de C en estado laminado.
Mn:
tenacidad
da resistencia del acero
ordinario < la ductilidad Mejor
calidad superficie del acero ,ayuda en cementación o
carburación de acero > la difusión
del C,
El evita
formación de sulfuros de Fe
P:
> la resistencia y dureza en laminado
en ciertos tipos de aceros reduce la ductilidad y la
resist al impacto
favorece la
colabilidad en piezas de forma
complicada.
Ni: > su resistencia y lim de elasticidad sin bajar la tenacidad.en aceros
inoxidables y resist > T° . Evita el
crecimiento del grano en los TT
consegue gran tenacidad.
S
: Beneficia la
maquinabilidad perjudica la calidad de
superficie del acero . Se distingue por fragilidad en
caliente el acero se agrieta
en el laminado .contra la grafitización del C y baja la formación d las
hojuelas de grafito.
Si:
Es
desoxidante + importante
empleado en el acero . Los tipos
de acero efervescente y calmado no contiene mucho Si Mejora las prop
magnéticas del acero
evitar
poros y otros defectos internos
.favorece en la grafitización del C
mejora ligeramente la temple y la resistencia
d los aceros sin bajar la tenacidad.
Al: Es desoxidante e influye en la obtención de granos finos evitar la
def por tensión
elemento
de aleación en los aceros de nitruracion que suelen tener 1% de Al
. Too se usa en aceros resistente al
hot
Cr:
> dureza y la resistencia a la tracción de los aceros
mejora su templabilidad impide
las deformaciones en el temple y
aumenta la resistencia la desgaste la
inoxidabilidad
Ti:
Para desoxidar y afinar el grano tiene tendencia a formar carburos y combinarse con Ni evita la corrosión ínter cristalina .
Mo:
Mejora la resistencia
la tracción , la templabilidad y la resistencia al creep de aceros. tendencia a formar carburos .
W:
dureza
de los aceros a >T° pa
imanes para aceros herramientas y aceros rápidos
Clases of steels:
Clasificación Fe-C por % de C: Fe =< 0.03%
Su % de C
: Hipo eutectoides e
Hiper +/-2%.
Uso:
Rápidos, Estructurales , construcción , herramientas, inoxidables, aleados.
Estructura:
Martenciticos, ferríticos, perliticos,
carbonicos, austeniticos
Aceros bajos en C: Tienen menos de 0.25C no TT para
formar martensita es endurecible x
acritud tiene ferrita y perlita son
blandos.
Aceros medios en C: Tiene entre 0.25 y 0.6%C pueden ser tratados térmicamente por austenizacion temple y revenido son menos dúctiles y tenaces que los de baja
C.
Aceros altos en C:
entre 0.6-1.4 C% son mas duros pero resistentes.
Acero suaves: Con C < 0.005 % .uso esmaltado
material que ofrece good
resistencia a corrosión cuando el C es
0.05 a 0.15 uso para embutidos laminas
y tiras.
Aceros
estructurales: En puentes tuberías aceros de 0.15 a 0.33 C% cuando el acero es > 0.68% C es duro y demasiado
frágil.
Clasificación de acero por % de desoxidacion:
Aceros Calmados: Aceros que se han desoxidado por completo con Si o Mn.
Aceros
Efervescentes: los que se han desoxidado incompletamente al
solidificarse desprenden abundantes gases que producen sopladuras.
Estos aceros
trabajan bien en embutido profundo. Se obtienen después de laminado de una superficie sin defectos , son en realidad aceros
extradulces. Tienen + CO.
Como se realiza la eliminación de
los elementos negativos en el acero:
Para eliminar
C ,Mn, S se procede a inyectar
O2 a acero liq con la finalidad de eliminar en forma de
gas y escoria a los elementos Mn , Si
,C
Para eliminar el S y P al acero liq se le agrega cal de tal manera q se disminuye el
contenido de P y S para eliminar S too se adiciona Mn y disminuye
hasta niveles aceptables.
Para
eliminar H2 O2 N2 el acero fundido se pone en cámaras de vacío con la finalidad de eliminar H2 O2 N q
debido a P de vapor de estos gases ,
estos son separados del metal fundido y son extraídos por extractores de la misma manera pueden
extraerse elementos volátiles
como Pb ,Zn etc.
----------------------------------------------------------------------
- Si parte de arrabio P se debe eliminar el P con cal
debe ser básico revestimiento.
-- Si se parte de
arrabio poco P el revestimiento debe ser ácido.
Fabricacion de ACERO
àAfino
del Arrabio por AIRE
Bessemer:
Consiste en
soplar aire por la base del horno para
eliminar las impurezas q pueden existir en el arrabio y oxidar el Fe. - El convertido Besemer refina el arrabio
por método de oxidación.
Aire por las
toberas que atraviesa todo el arrabio liq logrando de esta manera que el O2
este en contacto con todo el metal liq .dura de 30 -40 min
Pertenece la
grupo de neumáticos(usa air)
- Tiene un revestimiento ácido:
- mat prima :
arrabio liq , sólido ,Fe esponja
Ingresa por la
boca y se funde en atm en la cual es
inyectado air por parte inf
(toberas)
- no se puede
hacer acero especiales
-Al ser de
tipo ácido no elimina el P y S
en arrabio a usarse debe haber
< % P y S .
Rx
del convertidor:
1° periodo: C+
FeOàCO+Fe ;Si+O2àSiO2 ;Mn+1/2 O2àMnO
Fe+1/2 O2àFeO ;2FeO+SiàSiO2+Fe ;FeO+ MnàMnO+Fe ;C+FeàFe3C ;Fe3C+FeOà4Fe+CO,
2°periodo:2C+O2à2CO2; 2CO+O2à2CO2
3°
periodo:4FeO+O2à2Fe2O3
Ventajas:--Rápida duración del ciclo de
afino ;-- no usa combustible Ni calor externo
; no usa air hot ;-- flexible en capacidad(3-60TM) se usa para hacer
aceros de construcción , de herramientas
Desventajas:
-- no elimina
el P ni S(revestimiento ácido de sílice, no se puede usar cal dolomita siendo
necesario un arrabio de S < 0.005%y P <0.1% -- desgaste de paredes.
exceso de N
en acero , no acero aleado.
Fracaso del proceso:
Porque tenia
dificultades para eliminar el S y P ya
que no se podía usar dolomita o cal por le revestimiento ácido del horno
Adición de
dolomita significaba deterioro de
refractarios . Too porque requiera un arrabio de baja % de S y P.
Thomas
Es el Bessemer
con revestimiento Basico.
Oxidaciones: El Si se elimina como silice too
el Mn , el C se oxida mas rápido q en el proceso ácido.
Periodos: Escorificacion ,descarburacion ,
el P se elimina como P2O5 reducción se
efectúa por ferroalaeaicones.
El proceso de
oxidación en la obtención del acero se
realiza utilizando el oxigeno del aire
en los convertidores besemer y
thomas.
àACEROS AFINO AL O2
LD ( Básico al O2 )
Consiste en
cargar al convertidor arrabio, chatarra
Fe esponja y por la parte sup a través de una lanza se inyecta O2 al 99% de pureza para fundir y realizar
el afino este método puede eliminar P y
S, su refractarios son básicos ( magnesita
dolomita ) y da gran cantidad de acero en 1 sola colada .
En q consiste LD para la
fabricación de acero:
Es un método
de afino de acero que se deferencia del Bessemer en que se introduce por la parte superior (por medio de una lanza
) O2
para eliminar las impurezas y
óxidos obteniéndose un acero al C laminable
forjable de buen calidad su revestimiento es de tipo
básico(magnesita) y como refrigerante
se usa agua.
Los
convertidores LD también se llaman oxi
convertidores y pueden usar como carga chatarra y fundición liquida.
Causas que determina el desgaste
del revestimiento en convertidores LD
Diseño y vol.
del convertidor , peso de carga , tipo de carga , tipo de escoria obtenida , T°
de colada , distancia de la lanza al baño .proyecciones metálicas , tiempo de
soplado.
Donde se realiza la desoxidacion
del acero en LDSe
realiza en la cuchara donde se adiciona desoxidante como Al y Si too se usa Ca, Mn , C
Porque se produce el > de
T° del afino del arrabio en LD
Se debe a
contenido de Si que hay en el arrabio
como too P y Mn por eso se usa sopladores en el soplado.
Periodos de trabajo de básico al
O2 y Rx:
Carga: cargado solo con arrabio liq ,
sólido chatarra , el arrabio es cargado del AH
Afino: 2Fe+O2à2FeO;
Si+O2àSiO2;
Mn+O2àMnO2; C+O2àCO2;2P+5ºàP2O5.
Rx en el convertidor LD
descarburacion: C +Oà CO ; C+FeOàFe+CO,
escorificacion;Si+2Fe +2CaOà 2CaO.SiO2 + 2Fe ;Mn + FeOàMnO
+ Fe ,2P+5FeO+3CaOà3CaO.P2O5+5Fe
des
sulfuración: se realiza
mejor a >T° , al final del soplo des sulfurando el 50% del S que entra a al
carga S+CaOà
CaS+O ,FeS+CaOàFeO +CaS
desoxidacion Si+O2àSiO2;
2Si+Mn+3O2à2MnSiO2.
se realiza en
la cuchara durante la colada por medio de des oxidantes que libera el O2 del
baño en forma de óxidos insolubles los desoxidante usados so el Al Mn y Si o una combinación de ellosAl+3 Oà
Al2O3 ;
Si+Mn+3 O2 à MnO.SiO2; Si+2Oà SiO2.
Ventajas:-- Capacidad de producción
elevada - Tiempo de soplado , Costo de instalación y operación bajo; puede usar
arrabio con alto % de P y S , N mínimo.
Desventajas:
--No se puede hacer
aceros especiales debido a la alta
cantidad de O2 empleado - El O2 es perjudicial para el acero , -- El time de
colada es corto y no permite realizar el análisis de las aleaciones.
OBM
Tiene dos
tubos concéntricos es concéntrico porque el O2 esta en el tubo concéntrico
interior en los lados es refrigerante.
Funciones d
ellas toberas: Refrigerante , protege lasa paredes de las toberas , carburar el
baño
El OBM genera
menos calor que el LD
Descomposición
de LD
H2:CxHyàxC+1/2H2. ;C+O2àCO2 ;C+1/2O2àCO
H2+1/2O2àH2O.
Periodos: Proceso
1) Carga: Se
carga con arrabio chatarra tiempo de
carga 15’
2)Tiempo de
fase: soplado 5’
3)volteo:
escoriado muestreo tiempo 5’
Tecnología de Fusión:
1) Oxidación
de C
2)Cerrado
de oxidación del metal:
Fe+1/2O2àFeO, FeO+CàFe+CO, FeO+H2àFe+H2O
Ventajas : < vol y del baño + tranquilo.
Mejor
homogenización del baño porque el O2 es
insuflado por abajo de las toberas.
No requiere
carga sólida por lo q la T° esta
compensada , el refractario se gasta menos, < espacio aéreo , < uso de
refrigerante
Desventajas:
Produce muchos
gases principalmente H2
En el
fondo del convertidor se produce que se cambie continuamente.
El
refrigerante mas útil es el petróleo.
LD vs. OBM
Semejanzas: igual time de colada , la forma
del convertidor, ambos convertidores son básicos , los 2 insuflan O2 ,tipo de
acero.
Diferencias: Insufla por el fondo el O2 el OBM
y el LD lo hace por arriba , produce menos cantidad de oxido
de Fe , produce > cantidad de H en el OBM.
LD y Bessemer:
Bessemer :El aire se insufla por la parte
inferior; No se elimina P y S de baño ;
no da aceros especiales ; No puede
usar cal o dolomita porq el revestimiento es ácido
LD: El O2 es insuflado por la
parte superior , se puede eliminar el S y P
como escoria mediante la adición de
cal o escoria. Se puede controlar
la cantidad de O2.
Semejanzas:
Ambos usan chatarra y
arrabio
Ambos se usan
para producir y afinar acero .
Diferencias:
LD: Se insufla O2 por la parte
superior del horno ;usa un revestimiento básico
Bessemer: Se insufla aire por la base del
horno , usa un revestimiento ácido
Procedimientos a
crisol inmóvil ( OLP)
El chorro de
O2 puro insuflado en el crisol va
cargado de cal en polvo cuya presencia
:
a) > la pot
de penetración del chorro de O2 en el
baño.
b) provoca el
enfriamiento de la zona de Rx
Horno giratorio:
Procedimiento Kaldo:
El O2 se
inyecta por una caña metálica y una P
de 3 bar .
El
procedimiento se caracteriza por el hecho de q actuando sobre la ‘’V’’ de rotación y puede
retrasarse la formación de escoria hasta q el contenido de C baje a 1.5%
àAFINO EN HORNO ‘e’
Horno ‘e’ de arco
Produce aceros
aleados de bajo % de P
acero
termoresistentes a la oxi a altas
T°
aceros para la
construcc; aceros C, inox.
Partes principales del Horno:
paredes o , bóveda ,
electrodos ,solera , cuba, carcaza , boca y puente d escoreado , piquera d
colada
Periodos de reducción
de HE A
1.Carga ;2. Fusión ;3.Oxidacion:
C+ ½ O2à
CO ;Fe3C +1/2 O2àCO +3Fe ;
SiO2+2Cà2CO+Si ;MnO +Cà CO +Mn ;
;FeO +C à CO + Fe. Si+O2à
SiO2 ;
; FeO + Mn àFe
+ MnO SiO2+CaOàSiO2.CaO.;Mn+1/2 O2à MnO ;
P2O5+ CaOà CaO.P2O5
4.
Reducción y afino
Desoxidacion
CaO+ 3C à CaC2+CO ;
3FeO+CaC2 à 3Fe +CaO +2CO;
3Mn+CaC2 à 3Mn + CaO +
2CO.
Desulfuracion
FeS + CaO+Cà Fe +CaS+CO ;
3FeS+2CaO
+CaS2à 3Fe + 3CaS + 2CO ;MnS +CaO+Cà
3Mn+3CaS+2CO
5. periodos de
adiciones al horno
6.Desoxidacion:
Mn +FeO à Mn + Fe ;
Si+2Feoà 2Fe+SiO2 ;
2Al +3FeO àAl2O3 +3Fe
7.
Colada
periodos
en el HE
1.Carga: chatarra arrabio liq , Fe esponja cal
2.Fusión:
Donde el electrodo de grafito proporciona la cantidad de corriente
trifasica para la fusión .
3.Oxidación: Con la ayuda de escamas de FeO
y algunas veces con O2 y empiezan a formar las
1° escorias.
Si+O2à
SiO2 ; FeO + Mn àFe + MnO ;
C+ ½ O2 àCO ;Mn+1/2 O2à MnO ;
P2O5+ CaOà CaO.P2O5; SiO2+CaOàSiO2.CaO.
Al final del
periodo de fusión se puede comenzar
con la oxidación del baño con
ayuda de min. o escama a veces con O2 gas
de manera que después de una agitación del baño el contenido de C
baja .
4.Afino y reducción: Realiza el agregando ferro- Mn
.el periodo de afino comienza con una pre-desoxi. del baño , después que se
ha escoriado .
desulfuracion:
S+CaOà CaS+ ½ O2 ;
FeS +CaO à
FeO + CaS
des fosforacion:
2P+5FeO+CaOà CaP2O5+5Fe.
Esta escoria tiene
la función principal de des sulfurar por eso la
escoria debe ser bien reactiva para esto la cal debe entrar sobre el baño
de fúndente como feldespato o bauxita. Si hay mucho S en la
carga se debe trabajar
con
la escoria reductora la cual puede ser de 2 tipos.
Escoria blanca:CaO=CaF2=C=6:2:1.
Escoria negra: CaO: CaF2=C=6:4:2.
La escoria
blanca debe ser usada para aceros de bajo C.
Si el C es
reemp por Sio2:
: FeS+CaO à CaS+FeO
al final
0.03-0.050% de S
des oxidación en cuchara: la colada se realiza por un mecanismo de inclinación .Se
carga las ferroaleaciones (Mn , Si , Al
) para des-oxidar el acero
5.Adiciones al horno y la
cuchara:
Mn:
El Mn entrar en una parte del horno después del proceso de oxidación retirada la escoria oxidante y la
otra parte a la cuchara ,para
ajustar el análisis final
Si:
Solo adicionado en cuchara.
C.: Una recarburizacion del
acero:
a)después que
se ha retirado la escoria se puede
colocar C en forma de grafito
b) adición de
arrabio sólido o ferro Mn con alto contenido de Carbón en el baño
c) adición de polvo de electrodos por cuanto
sube el consumo de los mismos y
el costo de acero.
Indique donde se efectúan las adiciones de Mn Si Al y C en
HE: Mn Al y C y Si
se agrega en la parte o periodo de
desoxidacion en la cuchara en Mn y C too se
agregar al horno.
6.Desoxidacion Bajar el O2 que del baño de acero
Se debe desoxidar en la cuchara
los mas usados son :C ,Mn, P , S H2 , O2 , N
Los materiales
desoxidante son Al , Si-Ca FerroSi se debe controlar que estas adiciones entren
al chorro de acero para que al turbulencia se mezcle en la cuchara y rx con el acero pero que no floten sobre
la escoria por su menor P.esp
7.Colada.
Las adiciones en la cuchara deben entrar cuando el acero esta
colado .
T°:
NO se debe subir la T° final en un corto tiempo
con mucha energía para no malograr el revestimiento del horno
Ventajas:
--independencia del arrabio liq ( puede ser carga sólida , Fe esponja
chatarra , reducidos de la reducción directa
-- su
flexibilidad en la capac de carga en
hornos. no contamina y limpio- su flexibilidad en la potencia .--
aceros aleados de < % C .calidad final.
-- fabrica
cualquier tipo de aceros.
-- los hornos
se puede poner en marcha y parar sin
dañar los refractarios -- no necesita O2 necesariamente -- se puede realizar procesos de
desulfurizacion y oxid.--no usa coque.
Desventajas:-- Consume mucha energía e ,Absorbe Ni y H.-- la posibilidad de contaminar el acero que esta en la chatarra con Cu , Ni , Sn etc.-- no elimina el P y S por completo.-
poca capacidad del horno desgaste irregular
de sus refractarios .
Hornos de inducción
de crisol
Sin núcleo magnético.
Consiste
en un crisol una bobina de Cu y un bastidor apoyado sobre
soportes de tal manera q permitan la
inclinación para la colada .La bobina
se reviste de un refractario , el espacio dejado donde se funde la carga
es crisol. La carga es chatarra fría de
metal.
Periodos de Fusión:
Carga ; Fusión
; Mantenimiento del metal fundido; Colada.
En el periodo
de mantenimiento toda la carga ya esta
fundida y es donde se procede a cargar la ferroaleaciones
que tienen > afinidad por el
O2 , crisoles son básicos y ácidos
Rx en el crisol de inducción:
Oxidación:
2FeO+Sià2Fe+SiO2 ;
FeO+MnàFe+MnO ; 5FeO+2Pà5Fe+ P2O5
Reducción: FeO+CàFe+CO
;
escorificaicon:
P2O5+CaOà CaO.P2O5 ; 2P+5FeO+CaOàCaO.P2O5+5Fe;
Mn+SiO2àMnSiO3 ; CaO+SiO2àCaSiO3
Desulfuracion: CaO+FeSàCaS+FeO ;
FeS+MnOàFeO+MnS.
àAFINO POR SOLERA
Siemens Martin:
El horno se
carga con arrabio liq , chatarra , min. de Fe y caliza y cal , el
combustible(gas de coquería , petróleo)
forma una llama de 1800-1900°C la cual funde el metal el air que se mezcla con el combustible es
pre calentado en los recuperadores de hot
materias primas:
Metálicas: Chatarra , arrabio liq , Fe
frío ( la chatarra de Fe colado es una
fuente de C en las cargas) Min. de Fe pelets , sinter.
Fundentes: Piedra caliza cal y espatofluor.
Oxi de Fe , O2.
Operación y Rx:
Oxi
superficial de la chatarra:
2Fe+O2à
2FeO
Formación de
escoria fluida Si+O2àSiO2
Oxi de P: 4P+5O2à2(P2O5)
oxi de
escoria: 2FeO+O2Fe2O3
Descarburizacion
gaseosa: 2C+O2à2CO
descarburización
escoria: Fe2O3+3Cà2Fe+3CO
Ventajas:
--
Flexibilidad en capacidad y carga(arrabio liq, sólido, y chatarra) ;- calidad
del acero .- usa cualquier combustible .
Desventajas:
-- Tiempo
de colada (9-14hr)
-- altos
costos de capital y de operación , baja
productividad en comparación con básico al O2 , difícil operación .
Porque fracaso:
El horno ocupaba
mucho espacio , demoraba mucho time para realizar la colada . elevado costo de
operación
-- se puede
> su productividad elevando la T° de la llama e inyectando O2 puro.
--Afino por
solerás : Siemens martins puede ser
ácido o básico.
Ferroaleaciones
Son aleaciones
de Fe y un elemento de aleación que
puede ser Mn , Di , o Cr. Entre un 20+-80% del elemento aleante.
Hornos: AH y HE de reducción. Se emplea en la fabricación de acero para alearlos y desoxidarlos siendo el
mas bajo costo que aplicar los desoxidante en forma pura además
el grado de asimilación y la T
es mayor por ser mas baja la T° de fusión de la aleación.
Las ferroaleaciones
se producen en HE de red ( de cuba
baja)
3 aspectos importantes :Como desoxidante de aceros; para análisis final ; eliminar
impurezas. Materias primas:
Menas cc, se
usa el HE de reducción .
El ferrotitanio para alear el acero necesita cc mena de Fe fúndente cal reductor Al
Ferro Mn: C+2ºàCO2 ;CO2+Cà2CO
Rx: 2MnO2+COàMn2O3+CO2 ;
3Mn2O3 +CO à2Mn3O4+CO2;Mn3O4+COà3MnO+CO2;
MnO+CàMn +CO
Ferrosilicio:
SiO2+2COàSi+2CO , so hay exceso de C :
Cuarcita [Si2]+3CàSiC+2CO
Ferrocromo:
1/3Cr2O3+Cà3/2Cr+CO
1/3Cr2O3+9/7Cà2/24CrC3+CO
Fabricación de Ferrotitanio:TiO2+4/3Alà Ti+2/3Al2O3 ; 2FeO+4/3Alà2Fe+2/3Al2O3;
2/3FeO3 +4/3Alà4/3Fe+2/3Al2O3
3 aspectos importantes del empleo
de ferroaeaciones proporciona
elemento aleante p’ el acero, mejora las prop mecánicas del acero.
Clasificación
de aceros de acuerdo a desoxidacion:
Acero
efervescente:
Es un acero
que tiene una cantidad minina de
desoxidante lo que ocasionan que solidifique la parte superior 1°
dejando los gases que se han
formado dentro atrapados los que
luego producen sopladuras
se puede usar
en embutido profundo , hojalata y chapa galvanizada.
Acero
semi calmado: Es aquel que no tienen una cantidad mínima de
desoxidante lo que ocasiona su composición homogénea no presenta
inclusiones. Tiene una presencia pequeña de gas FeO+CàFe+CO
Acero
Calmado: Se conoce así al acero que esta
completamente desoxidado presenta
una composición homogénea y se
usa en la fabricación de aceros aleados.
Acero Tapado:
Es el acero efervescente al terminar de las colas a la lingotera se
tapa para evitar la formación de recuchupe
Defectos el los lingotes de
acero:
Sopladuras: Son pequeñas cavidades
llenas de H y O2 arrastrados
por el desprendimiento de los
óxidos de C procedentes de la
reducción de óxidos de Fe y Mn . Una adición suplementario de un reductor energético Al o
Ferrosilicio impide que el desprendimiento gas entonces se dice q el acero esta
calmado.
Grietas: Las gritas son defectos externos
resultantes del desgarro de la
superficie del lingote al iniciarce el enfriamiento .
Gotas frías: Se producen por las gotitas
del metal liq q saltando en el
transcurso de la colada se solidifican en al superficie del lingote . Grietas y gotas
desaparecen por el desbastado.
Poros: Son desgarros internos
debidos a tensiones q por efecto
de las dif de la T° y la
viscosidad se producen en la masa del metal en el transcurso de la solidif se
evita < la T° de colada
y + el enfriamiento.
Copos: Fisuras debidas al
desprendimiento de H cuya solubilidad
< la T° . perjudican las
propiedades mecánicas creando puntos de
< resistencia.
El
Lingote de acero:
La
solidificación se efectúa a partir de las paredes de la lingotera y se dirige hacia el
centro .Un lingote colado
normalmente presenta una heterogeneidad
cristalina y una heterogénea química.
Heterogeneidad
Cristalina
Se distinguen
por 4 zonas: la parte q se ha solidificado contra la pared , la zona basáltica
formada por grandes dentritas normales
a la pared., la zona de dentritas no orientadas , la zona del centro de
cristalización confusa el final de solidificación
-- La
solidificación del acero calmado viene con una contracción del 8% del vol resultando en la parte
central del lingote un vacío llamado
cavidad o rechupe .
RECHUPE:
Cuando un metal se solidifica su
volumen disminuye y si el molde esta diseñado d tal manera q queden bolsas de liq aisladas cuando la superficie de la
fundición esta sólida se forman
cavidades de rechupe . à el molde debe diseñarse de tal manera que siempre
halla una columna de metal fundido que
se q solidifique al final Too por una
mala técnica de vaciado .dif de d , cambio de T° en colada.
Metodos para prevenir:
Colada en cono invertido, re-hot de la
cabeza del lingote a fin de retardar el enfriamiento, empleo de mazarota q es
una suerte de reserva de metal liq destinado a llenar la cavidad de rechupe a
medida q se va formando , compresión del
lingote en transcurso de su
enfriamiento .
Heterogeneidad Química:
Las capas
exteriores son menos ricas en C q las
del centro del lingote , formado
de acero mas duro y mas fusible . En esta región al rededor del
rechupe se acumulan otros elementos cono P y S . esta
distribución desigual de los constituyentes conduce a un sólido heterogéneo a partir
del liq homogéneo constituye la segregación
mayor . se atenúa por T.T
Clasificación de aceros de
acuerdo a método de fabricación: HE
de arco, Neumáticos , Siemens Martín
REFRACTARIOS
-
Material no metálico q estable a
altas T°.
-
- Material que
resiste a deformación a >> T°
- Material q
resiste a ablandarse a >> T°.
Usos :construcción de hornos y
revestimientos de los recipientes de contención
, hornos de calentamiento , re calentamiento ,TT , cuchara , vagones de
transporte de metal liq , para ductos y chimeneas por donde circula gases hot.
Clasificación los ladrillo
refractarios desde el punto de vista químico
:
Acidas: SiO2 ;
Básicas: CaO , MgO; Neutras:Al2O3,cromita ,grafito
Clasificación MineralogicA
Refractarios de alta arcilla
:Bajo ,Medio, alto: Servicio (25-45 Al2O3)
Refractarios
de Sílice:
Normales,
Super Servicio.
Mulita(65-75
Al2O3) ;Corindon(80-100Si2O3);Base Bauxita(75-90Si2O2); Corindon(90-100Si2O3);
Refractarios
de Oxido Puro.
Mineralógico :examen
Silico aluminososo: Super light, low duty , medios sílice.
Alta alumina;
de silice de alta produccion, ;
básicos; Otros: cromita zirconita etc.
Clasificación de ladrillos
refractarios
Arcilla(superio,alta,baja,semicilisica);
Alta alumina(Mulita y corindon) Silisica(superrior y regular); Basicos(
Magensita Dolomita); Aislantes(Silisica ,Magnesita).
Especialidades Refractarias:
a)Mortero refractario:
Tierra refractaria
que sirve para unir a los ladrillos
refractarios. Se emplea agua.
b)Concreto Refractario:
Mezclas
refractarias con materiales previamente molidos y cribados con agentes químicos
q Rx con adición de agua para dar una fuerte liga q se desarrolla a T° amb.
c)Ladrillo refractario: Es un compuesto constituido ordinariamente de arcilla
arena sílice y alumina tiene la prop de
soportar elevadas T° sin sufrir
agrietamiento fusión o
calcinación . Es empleado en los
revestimientos de los hornos
d)Plástico refractario: Son materiales q se preparan a
una consistencia plástica
Se trabaja con
poca agua se emplea para cubrir
espacios de difícil geometría en
donde no seria practico usar ladrillos
.
e)Apisonables: Son granulares de diversas comp
. q se puede aplicar por compactación
.Propiedades de los refractarios ;
Refractabilidad
Resiste las altas T° ,Resiste al choque térmico ,resiste al ataque de la
escoria, Resiste al ataque químico
,Resiste Expansión térmica y aumento de
volumen < de 15% ,Resiste al
comportamiento bajo carga a diferentes °T ,resistencia al agrietamiento
,Capacidad calorifica y
conductividad térmica (guarda calor)
,Resistencia a la abrasión .
Colada continua:
Consiste en
dar un producto evitando varios pasos de la colada convencional ósea que de la colada pasa a una lingotera
por medio de un repartidor luego es
guiado por una especie de matriz y esta es jalada por los rodillos extractores
luego con las forma que se tiene pasa al corte al tamaño que se desea este ya
es un producto como por ej.
tocho , palaquilla o redondo etc
La colada en lingotes(Convencional)
concite en
hechar la colada a los lingotes para su almacenamiento y luego llevarlos a los
sig procesos y así recién obtener el producto o semiproducto en la colada
convencional , hay 2 métodos :
Colada directa
:que va de la cuchara
la lingote por la boca ,
colada indirecta :que va de la cuchara al lingote
madre y este reparte a otras lingoteras ,por el fondo
Ventajas y desventajas de colada
directa e indirecta en lingotes:
Ventajas colada directa:
< costo de
operación ,- < espacio de trabajo,- < inclusiones no metálicas ,- proceso
mas eficiente,- emplea < metal, < mano d obra.
< rechupe ,
< rendimiento metálico.
Desventajas de colada directa:
- Superficie
con mal acabado , salpicaduras ,
proceso mas lento , llena un lingote x
vez.
<
posibilidad de control d colada
Ventajas de colada indirecta.
Mejor acabado superficial . proceso mas
rápido , puede llenar varios lingotes a la vez.
< perdida
de T° , > control d colada.
Desventajas de colada
indirecta:
+ costo de operación , + espacio de trabajo ,
+ rechupe , + cantidad de metal , +
mano de obra.
Diferencias entre colada continua
y convencional:
Colada convencional: Es intermitente o semi continuo , rendimiento 95-90% ;
tiempo de extraer el acero del molde ½
-6 horas., > espacio , la forma de
colada es por gravedad o canales.
Colada continua: Es un proceso
continuo , rendimiento 92-96% , tiempo de extraer el acero 1/3 - 1 minuto ,la colada es por gravedad al distribuidos del molde. ,
prod de acero calmado
.5 pasos q se ahorran con respecto a colado continua con respecto a
colada convencional:
Deslongoteo,
Carguio al horno ,calentamiento, descarga del horno , laminación.
¿Q tipo de acero con relación a
su oxidación se puede obtener de la
colada continua:
Rta: Acero calmado
¿Cuales son los
tipos de semiproductos que se pueden obtener en colada continua.?
Planchones
,tachos , palanquillas, redondos para tubos, perfiles gruesos.
Planchas
laminadas: Efervescente,
Convencional.
Palanquillas
para alambre: efervescente
LD continua.
Barras acero
inox :calmado, HEA
, convencional.
Perfiles de
< C: Semi C LD
Continua.
¿ factores se debió el rápido
desarrollo de la colada continua?
Se ahorran 5
pasos (comparada con la colada convencional) hasta obtener el tocho.
Mejor la
rentabilidad de la planta . se
obtienen aceros de mayor calidad -
con una desoxidaxion casi completa .Además se obtiene mayor
producción ,mayor rendimiento metálico.
proceso
automatizado ; > precisión , < espaci
El elevado
rendimiento referido al acero liq q es +/- 95% .
Proces desgasific d acero en vacío
Es aplicable a toda variedad de aceros
Se logra: Eliminar gases H2 ,N, y O2 q se encuentran
disueltos en el metal fundidos ya q
estos cambian las prop físicas y
químicas.. - baja los contaminantes Pb ,Sn , As , Cu por evaporación .mejora prop de colada , obtener bajos valores de C
, alta recuperación d elementos aleantes si se adiciona al acero bien
desgasificado
Proces
desgasifi en vacío se clasifican:
A)Desgasificación en el chorro:
a)desgasificación
bajo el horno.
b)desgasificación de cuchara a cuchara.
c)colada en
vacío.
B)Desgasificación en la cuchara
Desgasificación
progresiva.
a) proceso de
elevación en vacío DH (boquilla
sumergida elevable)
b)proceso de
circulación en vacío RH(boquilla
sumergida co aspiracion con Ar)
procesos de super-alta-refinacion.
*
desgasificación con hot por arco VAD
*desgasificación con oxigeno: VOD
A) desgasificación en el chorro:d
Se da con la
división de una vena de metal liq
mientras ingresa a una
cuchara o cámara en la que antes se ha evacuado el air . Al
entrar en este medio el chorro liq estalla dividiéndose en
una lluvia de gotitas (entre 1-5 mm) q
constituyen
focos activos
de eliminación de gases.
El
fenómeno desintegrado se origina
por la rápida evolución de los gases cuando experimenta un
cambio brusco de P (descenso)
asegurando la creación de una
gran superficie de acero expuesta a la acción del vacío . la
desgasificación es entonces
enérgica durante la caída
y se completa cuando las gotas
se reúnen en la cuchara o lingotera a presión
de vacío.
a) desgasificación bajo el horno :
La cuchara de
colada cerrada por la cubierta actúa como recipiente de vacío
sobre la tapa de cuchara hay
otra mas pequeña que actúa como
embudo y como sello de vacío .
Cuando el
metal fundido en el HE se encuentra listo y con el conjunto de cucharas da comienzo al
vaciado en el horno a la
cuchara intermedia cuando se ha completado a 2/3 de su vol. se abre la válvula
accionada por un sistema barra -
tapón permitiendo la entrada del acero
en la cuchara principal bajo
vacío iniciándose de esta manera la
desgasificación .
La velocidad de transferencia de
metal liq de la cuchara intermedia a la cuchara
principal es una variable muy importante del
proceso y debe controlarse
rigurosamente seleccionando el dia de la válvula usada y
considerando la h del acero
durante el vaciado.
Terminado el
tratamiento se puede
adicionar cantidades
controladas de Al y too de aleantes para la corrección
final de la composición
química .
Las condiciones favorables de desgasificación da como resultado
contenidos bajos de H, los aceros con este
proceso tiene alto grado de limpieza.
Ventajas:
- Rápido separación
de O2 por desoxidacion en vacío ;- contenidos < de H2 ;
corrección de análisis químicos.;- producción
económico de lingotes pa forja.
Aplicación:
- en la
producción de lingotes de aceros estructurales , acero aleados y para
producción de colada continua.
b) Desgasificación de cuchara a cuchara.
En este caso la cuchara de fundición cerrado por una cubierta actúa
cerrado por una cubierta , actúa como cámara de desgasificación o too como cuchara que se puede llevar a una cámara de vacío .
Los materiales de aleación se puede
adicionar durante el tratamiento de vacío . para un buen mezclado y homogeneizado,
se puede usar un sistema de agitación.
El proceso de
desgasificacion es el sig.:
Debido a la división
del chorro en numerosos gotas pequeñas la superficie expuesta al vacío es ampliada
grandemente . Como las gotas
pequeñas la trayectoria de difusión
es pequeña por esta razón el
H y otros gases son separado rápidamente . El metal permanece expuesto al vacío en todo proceso
de desgasificación .
Ventajas.
Rápida separación de
O2 por desoxidacion en vacío ,niveles
bajos de H2, corrección de análisis.
Desventajas:
La desventaja es la
perdida rápida de T° se precisa un sobrecalentamiento previo.
Aplicación:
Fabricación de lingotes de aceros estructurales aceros
aleados.
c)Colada en vacío: En este proceso el molde en el lingote es fundido es puesto dentro de una cámara que es cerrada por una tapa hermética de
vacío y evacuada. El acero es
vaciado en una cuchara normal de colada y llevada sobre la cámara de vacío y el chorro
de metal liq dividido
en pequeñas gotas fluye in
cámara de molde .
Pueden
controlarse a través de las observaciones intensivas por las mirillas.
La desgasificación se da como sigue.
Debido a la
división del chorro en muchas
gotas la superficie expuesta al vacío
se incrementa grandemente . la trayectoria de difusión es corta debido al pequeño tamaño de las
gotas por esta razón los gases
son separados.
El acero en el
molde permanece expuesto al vacío
evitando asimilación adicional
del gas de atm.
Las
condiciones favorables de
desgasificación en la colada en vacío
dan como
resultado los menores niveles de H que pueden alcanzarse en la producción practica too se alcanza
en la
practica too se alcanza una mejor limpieza del acero.
Ventajas:
- T° normal de
colada,- Los mas bajos % de H2 ,- Producción económica de grandes lingotes
,para producción de grandes lingotes de forjado
Aplicación: Fabricación de acero
estructurales. Fabricación de aceros aleados.
B). Desgasificación
en cuchara:
Se alimenta a
una cuchara especial entonces esta es colada
en un recipiente hermético de vacío
que es evacuado rápidamente por
un sistema de bombas de vacío a una P . debido a la formación de CO , el acero es agitado en la cuchara . Esta agitación causa una superficie fresca a ser expuesta
continuamente la vacío que
acelera grandemente el grado de desgasificación de H2 y N2 del acero los
gas liberados son evacuados por bombeo.
Para producir
un mov. del baño por un gas Ar como
agitador
Para la
corrección de la composición del metal
se puede instalar un sistema de
adición de materiales aleantes.
Ventajas: :Reducción del contenido de H2.
Reducción de
inclusiones. Corrección del composición
del metal.
Aplicación: Para casi todas las calidades
de aceros es el proceso mas simple.
*)Desgasificación
Progresiva.
Estos son
los métodos en los cuales se toman porciones
de masa fundida se tratan
y se reintegran a la cuchara continuamente hasta que se obtiene la purificación deseada.
El
proceso DH .El
acero es llevado a la cámara de
vacío desde una cuchara de colada .
esto da lugar a la formación de una columna barométrico de acero
entre la cuchara y la camara de
vacío debido al efecto de la P atm . El
acero fluye en la cámara o
regresa a la cuchara Durante el flujo del metal en la cámara toma lugar el proceso de desgasificación .
La elección
del dia de la válvula de la cámara de
vacío y la velocidad de elevación que puede variarse uno
del otro , el acero tratado es
retornado sucesivamente a la región inferior de la cuchara .
Al final del
proceso ( libre de influencia de O2 o escoria ) toma lugar la adición
controlada de elementos aleantes
en la cámara de vacío.
Un
métodos Es la
desgasif sin la adición de desoxidante ,evitan q forme de óxidos
complejos
.Otro
método es fundir sin la adición de elementos de desoxidacion pero
+ Al entonces separarlo de alumina.
Ventajas: Rápida separación de O2 por
desoxidaxion en vacío ;.- eficiente
separación de H2,-
descarburuzacion ; - recarburuzacion en vacío , - adición exacta de aleantes en vacío. ,- logro de composición química de estrechos márgenes.
- cortos
tiempos de tratamientos. Reducción significativa de tiempos en el horno , homogeneización de la T° ;Se aplica en
todas las aleaciones conocidas
Proceso de
circulación en vacío RH:
Tiene una
cámara de vacío con un equipo de
aleación y una cuchara normal de colada , la cámara de vacío tiene 2 conductos por uno de ellos el metal
asciende por inyección de gas
Ar.
El acero al entrar
en la cámara de vacío forma de gotitas forman de nuevo una masa liq que sale de la cámara de vacío por
el conducto baja volviendo a la cuchara
La cámara
de vació se calienta con un
sistema de barras de grafito
Ventajas: Reducción de H , desoxi en vacío
, descarburacion a bajos niveles , adición
de aleantes la vacío, homogéneo de masa fundida.
Este
proceso tiene gran flexibilidad en el tratamiento de aceros de diferentes calidades para la producción de lingotes y colada
continua.
desgasificación POR CALENTAMIENTO DE ARCO:
VAD
Reúne equipos de
desgasificación y de HE. Obtención del metal liq es vaciado en la
cuchara de colada. La desgasificación se inicia
con una purga de gas Ar a una P
<.
Las ventajas : reducción de H, desxidaxcion en
vacío , buena desulfurizacion, punto
preciso de T° de colada, aleación al
vacío , flexibilidad para mantener cargas de 10-160 Tn . gran flexibilidad en tratamientos de acero
de baja y >aleación con >
grado de limpieza para lingotes y colada continua
DESGASIFi CON O2 AL VACIO –VOD
Este proceso
es empleado en la descarburacion de acero
inoxidables.
Se realiza en 3 etapas: Tratamiento en vacío en
condicione de oxidación ,
T . de
vacío en condiciones de red y desulfur.
El T. de
vacío en condiciones de oxidación Se de la introducción de O2 (g)
produciendo descarburacion por
la formación de CO llegándose al final a una P
de vacío de 30 torr al final de
la descarburacion se interrumpe el
soplado de O2 y comienza la etapa de
T. en vacío en condiciones de reducción el O2 disuelto en el metal es
consumido y algo de Cr de la escoria es
reducida > su contenido en el baño. En esta etapa se agrega Si como reductor, . la
desoxidacion final y la desulfuracion es durante
las etapas 2 y 3
Ventajas:
Descarburización en
vacío de altos niveles de C iniciales , uso de materias primas baratas , desoxidacion en vacío , separación de H y N y desulfuracion .El proceso es usado
para aceros inoxidables buena conductividad y soldabilidad.
resultados
de desgasificación en vacío
El H se puede reducir hasta 75% del contenido
inicial , el Ni se puede reducir hasta
35% , el O2 se reduce hasta 50-75%
Las
inclusiones de silicatos y alumina bajan
y las de MnO casi no existen después de la desgasificación . Se < #
de inclusiones reduce por evap. Cu ,
Pb , Zn , Mn y Sn.
La
desgasificación en vacío mejora las prop mecánicas del acero > la ductilidad y resistencia a la fatiga
por reducción del # y
tamaño de las inclusión.
De todos los métodos para la
desgacificacion en vacío cual usaría
para la aplicación en:
1)Aceros
estructurales aleados para lingote: desgasificación bajo el horno , desgasificación de cuchara a cuchara
2)Aceros inoxidables
y otros aceros como alto Cr para lingotes y colada continua. desgasificación progresiva. RH.
3)acero
baja aleación:Colada convencional.
4)inoxidables:
desgasific con O2 VOD
5)Estructural
aleados: HE arco, desgas vacio
6)Herramienta:
DH
A que causas se debió el rápido
desarrollo de la colada continua
Es el
elevado rendimiento referido al acero liq que oscila entre
95-98% y otro es el que se ahorra 5
operaciones hasta obtener el tocho por ende es económico.
Que exigencias en el acero se consiguen con la
desgasificación en vacío.
El H2 se reduce +/- 75% del contenido inicial se previene
la aparición de copos , fracturas y otros
defectos producidos por H2.
¿Como se realiza la
eliminación de los elementos negativo
+-s en el acero?
Se
eliminan realizando sucesivos
afino tanto en el convertidor y la cuchara adicionando fundentes y ferroaleaciones respectivamente.
¿Ventajas que ofrece la
desgasifcacion en vacío del acero en
comparación aceros convencionales.?
Eliminación
de O2, N, H.
Evita la
formación d inclusion no metálicas.
Una mayor
desoxidacion para obtener productos de
alta pureza - alta resistencia a la
corrosión , mejor control ;< la formación de copos;< la tendencia a
formar rechupe secundarios < la formación de grietas de solidificación da buena
forjalidad y ductilida
Resumen efecto de H:
La fabricación del acero con métodos convencionales
no permite el uso de una
buena liberación de sus componentes gaseosos como el H
o y Ni .es tos elementos tiene influencia en las prop del
acero y producen defectos en el lingote
El vacío es
producido por medio de bombas
desarrolladas para lograr los grados de enrarecimiento gaseoso
necesario para manipular
grandes cantidades de gas a la baja P
requerida . la bomba usadas en
vacío depende de las facilidades para
evaporar el agua .
GASES EN EL ACERO
Gases H , N , O2 se presenta en solución como átomos iones o combinado químic. con ciertos elementos del acero.
Los gases del
acero liq se originan en la chatarra
de acero los retornos y herrumbre .
la conversión
del Fe too produce H y N las ferroaleaciones
que se ingresan en le baño too están cargado con gases . Así mismo el
metal liq absorbe de al atm
que lo rodea.
H: Se disuelve en metal en forma atómica con lo cual el H pierde su carácter gas.
En las
aleaciones fundidas con el Fe el H presenta dif solubilidades , > la
solubilidad en con Ni , Mn , Cr , y Nb.
Y baja con C , Al , Sn , Co, Si.
En los HE hay
condiciones mas favorables para el >
del contenido de H especialmente
durante el afino sobre la escoria blanca
.
Efecto del H sobre la calidad del acero
acelera
la segregación de otra impureza. Por dif. solubilidades del
H en dif fases de Fe una gran cantidad de Fe es liberada de la solución y enfriamiento cerca de las grietas del
lingote o entre los poros y en los
bordes entre el metal y las inclusiones no metálicas. Formación de fisuras muy finas llamadas
copos. Produce grietas en la forja fragiliza ,sopladuras causa tensiones.
O2: Es soluble en Fe en una lim extensión a T°E. El O2 puede estar en solución
liq o sólida too se encuentra
como varios óxidos .
Entre los
óxidos están el ferrosos que tiene la
mas alta solb en Fe liq así la solb
de O2 en el Fe será max cuando en Fe este en contacto con el Oxido
ferroso .
Los contenidos
de O en el acero dependen del tipo de acero y métodos de fabricación.
Efecto de O2
en acero produce un envejecimiento
deteriora la resistividad
eléctrica y reduce las pro magnéticas
da fragilidad en hot.
N Se disuelve en el Fe en forma
atómica.
la solb varia
con T° > la solb con Cr , Nb , V ,
Ta , Mo y reduce la solb con Sn , Cu , Ni, Si y C.
Con el Fe e Ni
forma 2 compuestos Fe4N y Fe2N .
Los
Nitruros de Al V y B son formados a T° por debajo del punto
d solidificación del metal son estables
bajo estas condiciones.
Las cc altas
de N > las prop mecánicas del acero al mismo time reduce las prop plásticas. El N > la fragilidad del acero
De los procesos de reducción y aceracion estudiados cual
son los que mas conviene al país.
Rta a)Como
proceso de reducción mas conveniente es
el AH a pesar que hasta hoy no se puede
obtener coque de carbón en Perú debido a que trabajo con casi todas las
materias de este se obtiene arrabio liq.
Rta b)
Seria la reducción directa que es mas económico pero si se tiene en cuanta la
cantidad seria mas aconsejable el método de reducción directa.
Rta c) En los
procesos de aceracion el método mas
aplicable seria el LD por su bajo
costo pero teniendo en cuenta la
calidad seria el horno eléctrico
.Rta d) La
reducción directa trabaja con HE arco
esta podría ser una alternativa otra
seria el AH trabajando con LD .
La ceremonia esta a punto de
empezar Despierta!
Indios esparcidos por la autopista del amanecer sangrando
Espíritus acuden a la frágil mente del niño
lo llevan al dulce bosque y entra
en el sueño caliente.