MET SIDERURGIA II CAPITULO XIV PROCESOS DE PRODUCCION DE ACERO

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Felipe Castellanos Plaza
hace 6 años
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1 MET SIDERURGIA II CAPITULO XIV PROCESOS DE PRODUCCION DE ACERO

2 MATERIALES DE ENTRADA Arrabio Hierro Esponja Temperatura de alimentación Cerca a 1320 Frio Estado Líquido Sólido Grado de reducción 100% 80 a 95% (max. 97%) Contenido de carbono 3.5 a 4.5% Cerca a 1% (max. 2%) Lugar de impurezas Escoria Hierro Esponja Lugar de aditivos Arrabio/Escoria Hierro Esponja

MATERIALES DE ENTRADA En el momento de la colada del arrabio, se puede realizar una desulfurización y/o desfosforización, lo cual simplifica la etapa de afino El arrabio se transporta en

3 MATERIALES DE ENTRADA En el momento de la colada del arrabio, se puede realizar una desulfurización y/o desfosforización, lo cual simplifica la etapa de afino El arrabio se transporta en ollas hasta la acería, si la distancia es grande se emplean los vagones torpedo En la acería se mantiene el arrabio en hornos de retención. Ahí se logra homogenizar la composición del arrabio

4 MATERIALES DE ENTRADA Otros materiales de entrada son: La chatarra (portadora de hierro y coadyuvante en la regulación de la temperatura) Aditivos (cal, caliza, bauxita, feldespatos, mineral de hierro) Elementos aleantes (ferroaleaciones, desoxidantes) Entre los más importantes están: ferrotitanio, ferrotungsteno, ferrocromo, ferrovanadio, ferrosilicio y ferromolibdeno Los desoxidantes se añaden inmediatamente al afino para remover el oxígeno disuelto en el baño metálico

5 MATERIALES DE ENTRADA El calor requerido para el proceso proviene de: El oxígeno Gas natural Fuel oil Gasificación de carbón Energía eléctrica

6 PROCESO DE AFINO Consiste en un proceso de combustión, químicamente corresponde a una oxidación. Se busca reducir el contenido de carbono y de las impurezas así como de los aleantes a valores preestablecidos Los grupos más importantes son: Descarburación Escorificación de impurezas Desoxidación

7 PRODUCCION DE ACERO PROCESO DE AFINO Las reacciones más importantes son:

8 PROCESO DE AFINO La oxidación de los elementos acompañantes produce óxidos que son insolubles en la fase metálica En las reacciones de escorificación se produce su segregación A estas reacciones se las denominan: Reacción del silicio Desfosforización Reacción del manganeso Desulfurización

9 PROCESO DE AFINO Este proceso se desarrolla con exceso de oxígeno Una parte de él queda en el baño metálico y pueda causar inclusiones no deseadas en el acero solidificado Para evitar ello, aún con el acero en estado líquido, se añade silicio o aluminio para la remoción del oxígeno restante Los productos de esta desoxidación se separan en la escoria

10 ESTADO DE LOS PROCESOS DE AFINO PRODUCCION DE ACERO En función de los materiales disponibles así como de las fuentes de energía existentes, se han desarrollado diferentes procesos de afino. Muchas de ellas ya no se emplean hoy Hoy en día se usan preferentemente las dos alternativas siguientes: Proceso de afino por soplado de oxígeno Proceso en horno de arco eléctrico La producción mundial de acero se distribuye: 70% por procesos de soplado de oxígeno 30% por proceso en horno de arco eléctrico

11 ESTADO DE LOS PROCESOS DE AFINO PRODUCCION DE ACERO En el proceso de soplado de oxígeno se emplea un tiempo menor a 1 hora. Además para grandes volúmenes de producción, es el más adecuado. El reactor empleado es el convertidor. En el de arco eléctrico se usa más de 1 hora y ésta alternativa se emplea más con volúmenes más pequeños de producción, a partir de hierro esponja o chatarra.

12 ESTADO DE LOS PROCESOS DE AFINO PRODUCCION DE ACERO Los precursores del proceso de conversión de acero fueron Bessemer, (refractario ácido, metálico con alto contenido de Si y poco P) Thomas, (refractario básico, alto contenido de P y S) Ambos procesos generan calor por las reacciones exotérmicas y ambos también emplearon aire que fue soplado por la base

13 ESTADO DE LOS PROCESOS DE AFINO PRODUCCION DE ACERO Los procesos de soplado han tomado el concepto y las técnicas y las han mejorado y modificado, empleando oxígeno puro, acelerando así mucho las reacciones. Estos procesos requieren entre 10 a 20 minutos, liberando gran cantidad de calor y enfriando el acero por adición de chatarra o mineral fresco. El convertidor es un reactor basculante revestido con material refractario Su capacidad fluctúa entre 50 a 400 t

14 ESTADO DE LOS PROCESOS DE AFINO PRODUCCION DE ACERO Inicialmente se sopló desde la base, lo cual generaba mucho desgaste. Por ello, se optó como alternativa soplar por arriba empleando para ello una lanza

15 ESTADO DE LOS PROCESOS DE AFINO PRODUCCION DE ACERO Sin embargo, no se desestimó el soplado por la base, por sus ventajas intrínsecas. A finales de la década del 60, se desarrolló procesos de soplado por la base y para evitar la abrasión en las toberas, se recurrió a proteger las mismas con el empleo ya sea de flujos gaseosos reductores o gases de protección

16 ESTADO DE LOS PROCESOS DE AFINO CON OXIGENO Soplado a oxígeno a aprox. 12 bares Se alcanza temperaturas de 2500 a 3000 C Gran movimiento del baño Se forma una emulsión de escoria y baño metálico Po todo ello el convertidor debe tener un volumen mayor al de la carga

17 DIFERENTES PROCESOS DE AFINO CON OXIGENO Procesos de soplado por arriba (LD, LD/AC) Procesos de soplado por la base (OBM) Procesos combinados Desarrollos especiales

18 DIFERENTES PROCESOS DE AFINO CON OXIGENO

19 DESARROLLO GENERAL DEL PROCESO DE AFINO E INSTALACIONES Con tiempos de soplado entre 10 a 20 minutos Tomando en cuenta los tiempos requeridos para el carguío y el descargado del convertidor El requerido para la medición de la temperatura y la toma de muestras para análisis, se requiere un tiempo de proceso por ciclo de 30 a 50 minutos Su campaña dura 2 a 4 semanas. El rafractado dura 3 días. Por ello se requiere de un segundo convertidor, que cubra el tiempo de reparación del otro

20 DESARROLLO GENERAL DEL PROCESO DE AFINO E INSTALACIONES

21 DESARROLLO DEL PROCESO DE SOPLADO LD Y LD/AC

22 DESARROLLO DEL PROCESO DE SOPLADO OBM

23 DESARROLLO DEL PROCESO DE SOPLADO COMBINADOS

24 DESARROLLO DE PROCESOS ESPECIALES PRODUCCION DE ACERO

25 DESARROLLO DE PROCESOS ESPECIALES PRODUCCION DE ACERO

26 DESARROLLO DE PROCESOS ESPECIALES PRODUCCION DE ACERO

27 PROCESO EN HORNO DE ARCO ELECTRICO

28 PROCESO EN HORNO DE ARCO ELECTRICO

29 PROCESO EN HORNO DE ARCO ELECTRICO

30 PROCESO EN HORNO DE ARCO ELECTRICO

31 PROCESO EN HORNO DE ARCO ELECTRICO

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