Teoria Del Afino

3.- MATERIAS PRIMAS PARA LA FABRICACIÓN DE ACERO.

Los materiales que se utilizan para la fabricación del acero se acostumbra dividir en los que contienen el metal (Apartadores de metal), los adicionales (fundentes) y las ferroaleaciones y desoxidantes.

3.1- Apartadores de metal.

Como aportadores del metal se usan a) el arrabio (líquido o sólido); b) la chatarra de acero, c) los productos de la reducción directa del mineral de hierro; d) las ferroaleaciones. La masa fundamental de la carga de metal la constituyen el arrabio, la chatarra de acero y el fierro esponja. Por cada 1000 kg de acero fabricado se gasta por término medio de 1130 a 1140 kg de aportadortes de metal.

3.1.1-ARRABIO

EL arrabio es un producto del alto horno que resulta de la reducción de lo minerales de hierro y en el que se utiliza como reductor el CO. Por PU destino se dividen en el arrabio para la fundición y para la fabricación de acero, siendo cerca del 95% el que se utiliza para la fabricación de acero...En dependencia del contenido de manganeso, los arrabios se distribuyen en grupos (<1,00% de Mn, de 1,01 a 1,75% de Mn, etc.); De acuerdo al contenido del fósforo, se dividen en clases (<0,15% de P< 0,20% de P < 0,30% de P, etc.); en función del contenido del azufre contienen <0.03% de S;<0,05% de S. <0,07% de S(arrabios de baja calidad) y los de alta calidad, < 0,015% de S,<0,020% de S o<0,025% de S).Sin embargo. Un arrabio típico tiene Ha siguiente composición: C=3.5-40%, Si = 0.6-0.9%, Mn=0.6 - 1.0%, P=0.040-0.060% y S= 0.02-0.05%.Esta materia prima en forma líquida es la carga fundamental del proceso BOF (del 70-80%), además de que aporta la totalidad de la energía para que sea un proceso autógeno.

3.1.2- CHATARRA

La segunda parte integrante fundamental de la carga de metal es la chatarra. En todo país industrialmente desarrollado cada año se acumula considerable cantidad de chatarra que contiene metal. La .recolección de esta chatarra y su tratamiento con el fin de utilizarla racionalmente constituyen una importante tarea de la economía nacional y para llevarla a cabo existe una rama especial: la industria de transformación de la chatarra. Una parte importante se forma directamente en las plantas metalúrgicas (recortes del metal durante la laminación, lingotes defectuosos, chatarra, etc.) que por lo común es una chatarra pesada de composición química conocida. La masa fundamental de esta chatarra se usa como carga de metal en las mismas plantas en que se forma. Del 18 al 20% de la cantidad total de chatarra se forma durante el tratamiento de metales en las fábricas de construcción de maquinaria (viruta, desechos del estampado, etc.). Cerca del 30% del total cantidad de la chatarra es la llamada chatarra de amortización (máquinas inutilizadas, rieles, objetos de uso doméstico, etc.) y el resto de la industria automotriz. 24

De forma general se puede clasificar en dos tipos extremos:

a).- Chatarra de grado comercial. Generalmente se utiliza para la fabricación de aceros comunes., no contiene elementos de aleación. Contiene alto porcentaje de elementos residuales (indeseables) tiene un tamaño y composición heterogénea. Su utilización requiere de una preparación adecuada. b).- Chatarra seleccionada. Generalmente se utiliza para la fabricación de aceros de calidad y especiales, su composición química es similar a la del acero por fabricar. Contiene altos porcentajes de elementos aleantes y bajo contenido de elementos residuales, con un tamaño uniforme. c).- Calidad de la chatarra. La calidad se basa fundamentalmente en dos aspectos: propiedades químicas y propiedades físicas. • Propiedades químicas: Se busca un mínimo de elementos residuales tales como fósforo y azufre. Ya que la eliminación parcial de estos elementos en el HEA se lleva a cabo con un alto consumo de fundente"», tiempo de afinación y costo del acero (escoria reductora).Se busca un mínimo de elementos atrapados tales como cobre, níquel, estaño, etc. ya que no es posible eliminar estos elementos en el HEA por no ser oxidables y solo pueden ser disminuidos por selección o segregación de la chatarra. • Propiedades físicas. Se busca que la chatarra tenga un tamaño y densidad uniforme, que permitan obtener la mayor eficiencia tanto en el HEA como en el BOF.

3.1.3- Acondicionamiento de la chatarra.

Para obtener una chatarra de mayor calidad que aporte una mayor eficiencia y rendimiento en el proceso, es necesario darle un acondicionamiento que se basa en la fragmentación o reducción de tamaño de la misma.

Las ventajas que da el acondicionamiento de la chatarra son:

. Reduce contaminantes no ferrosos.

. Acorta tiempos de fusión y afino.

. Reduce rompimientos de electrodos en el HEA.

. Permite mejor manejo de material.

. Se favorece la alimentación continua

3.1.4- FIERRO ESPONJA

Además del arrabio y la chatarra, como carga en los procesos de aceración se utilizan, sobre todo en el HEA los productos de reducción directa llamado también fierro esponja. (por ejemplo el fierro esponja HYL) y en comparación con la chatarra tiene las siguientes características: 25

1.- Forma pequeña y uniforme, ya sea como pellets o como briquetas, que !o hace adecuado para carga continua, usando un mecanismo que permita sobre todo en el HEA su alimentación sin abrir la bóveda.(menos cestas .Menor tiempo de fusión, etc.)

2.- Composición química conocida y constante, con poca o ninguna contaminación de elementos residuales.

3.- Tiene un contenido de hierro de 90-95%.

4.- Cuando no posee buena densidad, se somete al briquetado, aumentando su resistencia.

5.- Su contenido de carbón es del orden de 1-1.2%. 3.2-FUNDENTES

No es posible realizar ninguna operación de fusión o refinación sin escoria. La escoria, es el medio que flota sobre la superficie del metal y actúa como receptor líquido para las impurezas .Las fuentes para la formación de la escoria son: los productos de oxidación, los productos de la destrucción del refractario, los materiales que entran en la carga y los fundentes (caliza, cal, fluorita, bauxita y pedazos de charneta).

a):- caliza.- El componente principal de la caliza es el CaCO3(52-55% de CaO), que durante el calentamiento se descompone en CaO + CO2 . Es una reacción endotérmica que transcurre intensamente a partir de los 1000°C.La CaO absorbe y retiene las impurezas indeseables, principalmente el Silicio oxidado, el pentóxido de fósforo, el azufre como sulfuro de calcio, la Magnesia y la Alúmina. Algunos otros óxidos valióse* también son arrastrados por la escoria como es el FeO y el MnO.Como la temperatura de fusión de la cal es más alta que la del acero, ésta se tiene que mezclar con otros componentes para que licúe y actúe como fundente. Todos los óxidos producidos en el proceso disminuyen la temperatura de fusión de la cal.

b).- Cal.- Se obtiene de las instalaciones especiales para calcinar la caliza y debe tener arriba del 90% de CaO y menos de 3% de Si. Una de las exigencias principales es que tenga un mínimo de humedad para evitar introducir hidrógeno al baño. Las dimensiones de los pedazos de cal deben de ser de aprox. 5 cm, ya que pedazos más pequeños se los llevan los gases durante su salida y a los de mayor tamaño no se les da tiempo para que reaccionen.

c).- Espato Flúor.- Llamada también Fluorita.se utiliza como fundente o como fluidificante para la cal ya que acelera su disolución. El componente principal de la fluorita es CaFa (90-95%).El mecanismo de reacción no se conoce aún bien, sin embargo. uno de los mecanismos aceptados es que durante la aceración, la cal se cubre con una película delgada de compuestos relativamente inertes tales como el silicato dícálcico (2CaO.SiO2), o la ferrita de calcio (CaFe2O3) atacando luego el flúor dicha capa y haciéndola humedecible por otros óxidos fundidos y facilitando su fusión.

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d).- Charneta.- son desechos de ladrillos refractarios a base de Sílice y se carga en

los hornos con la finalidad de disminuir con rapidez la viscocidad de la escoria. La

composición generalmente es de 30-35% de alúmina y de un 58 -62% de sílice y basta

solo adicionar una pequeña cantidad para lograr la disminución de la

temperatura de fusión de la escoria y aumentar su fluidez. Un aspecto negativo de su uso

es que disminuye la basicidad de las escorias.

3.3- FERROALEACIONES

Las ferroaleaciones son aleaciones de fierro con otros elementos tales como el Cromo, Niquel.Vanadio.Molibdeno, Manganeso, Silicio, Titanio, etc. y que se utilizan en la fabricación de acero con la finalidad de hacer los ajustes de composición necesarios así como para realizar la desoxidación. Se introducen en el baño metálico, como regla, en forma de ferroaleaciones porque así su costo es menor .además de que su asimilación y su fusión son mejores.

La denominación común de las ferroaleaciones es Fe seguido por el símbolo del elemento en cuestión, y su contenido, por ejemplo, FeSi 75%, implica que la aleación es un compuesto intermetálico con 75% de Silicio.

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4.-TEORIA DEL AFINO

El acero se fabrica sobre todo a partir

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