Factor del Frente de Llama

Introducción

El proceso de sinterización se utiliza para aglomerar una mezcla de minerales de hierro, fundentes y coque, de tamaño de partícula inferior a 8 mm, de tal forma que el sinterizado producido, con tamaño tamizado entre 12 y 35 mm, una vez cargado en el alto horno pueda soportar las presiones y temperaturas del horno. Para sinterizar, la mezcla mineral se somete previamente a una granulación, que consiste en homogenizar la mezcla en un tambor giratorio, con la adición de un 6-8 % de agua, durante unos minutos.

Los gránulos formados se cargan sobre la parrilla de la banda de sinterización, donde la temperatura de los gránulos se eleva entre 1200 y 1350 °C para producir la fusión parcial y producir material semifundido, el cual, durante el enfriamiento posterior, cristaliza en varias fases minerales de distinta composición química y morfológica. Estas fases son: hematita no asimilada o residual, también denominada hematita primaria; hematita precipitada o hematita secundaria; magnetita; silicoferritos de calcio y aluminio (SFCA) y ganga formada, principalmente, por silicatos de calcio, hierro y magnesio[1-5].

La energía del proceso es suministrada por la combustión del coque, en la parte superior del lecho de sinterización, y el aire, que es succionado a través del lecho, desplaza la zona de combustión (frente de llama) hacia abajo y, de esta forma, se realizan las reacciones de sinterización. La composición de las fases y la calidad del sínter están muy influenciadas por la temperatura de la zona de combustión, por la distribución de calor en el lecho y por la formación del fundido.

Materia Prima

Las principales materias primas para la preparación de la mezcla a sinterizar se describen a continuación:

• Material Ferroso.

• Combustibles.

• Fundentes.

Material Ferroso

El material ferroso utilizado en el proceso de sinterizado se compone de amplia variedad de finos de mineral de hierro dentro de los cuales podemos encontrar a los siguientes:

• Finos de Mineral de Hierro:

Los minerales de hierro son minerales que aportan hierro asociados con proporciones variables de materiales de desecho ó ganga, los cuales generalmente también contienen sílice, alúmina y algunas veces óxido de calcio y de magnesio.

Los minerales portadores de hierro más comúnmente utilizados contienen compuestos de hierro tales como: hematita, Fe2O3 (70%); magnetita, Fe3O4 (72.4%). De mucho menos importancia son: limonita, 2Fe2O3; 3H2O (60%Fe); siderita, FeCO3 (48.3% Fe); piritas, FeS2 (46.6% Fe).

Las características esenciales del mineral de hierro son:

* Reducibilidad.

* Tamaño y distribución de tamaño.

* Resistencia.

* Temperatura y rango de ablandamiento.

* Contenido de hierro, humedad y ganga.

* Hinchamiento y cambio de volumen.

• Finos de Recuperación:

Son los recuperados de las escorias de los hornos Siemens-Martin.

• Polvo del Colector del Alto Horno:

Polvos generados por el proceso de reducción en el alto horno y separados de los gases por medio de un colector.

• Finos del Retorno:

Estos son producidos en la misma planta de sinterización, durante el transporte y manejo hacia el alto horno y que son eliminados al cribar el sinter.

• Escamas de Laminación:

Éstos generalmente provienen de las plantas de laminación de acero.

Combustibles

En la aglomeración, los combustibles se destinan fundamentalmente a propiciar el calor necesario para el desarrollo de las reacciones del proceso.

Los combustibles utilizados en la sinterización son de dos tipos, a saber:

• Combustible Gaseoso:

Consiste principalmente del gas de coquización, gas de alto horno

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