Un ángel lunático  cae de los arboles de la noche!

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Siderurgia

¿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  : 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.

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- 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 

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 .

 

Todos están adentro?

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.

  ( The Doors movie)

 

 

Mas temas aquí!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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