CONVERTIDOR B.o.f

SIDERURGIA II

Contenido1INTRODUCCIN32OBJETIVO43MARCO TERICO43.1Definicin del Proceso B.O.F43.2Historia43.3Descripcin del Convertidor B.O.F53.4Inyeccin de Oxgeno83.5Conversin al oxgeno103.6Caractersticas metalrgicas de la conversin de oxgeno puro.133.7Elementos de control en el convertidor LD (BOF).143.8Procesos de Soplo combinado16183.9Sistema de Limpieza.183.10Secciones del proceso BOF193.10.1Nave de Convertidores.193.10.2Nave de Carga.193.10.3Nave de Vaciado.193.11Reacciones Qumicas del Proceso B.O.F193.12Efecto de los fundentes223.13Escoria formada en el proceso.223.13.1Funciones que cumpla la escoria223.13.2Control de Variables233.14Etapas del proceso.233.14.1Formacin de Escoria233.14.2Desfosforacion243.15Definicin de Basicidad (IB2).253.16Fuentes de Fosforo en el B.O.F.253.16.1Baja Basicidad263.16.2Alta Basicidad263.16.3Bajas temperaturas263.16.4Altas temperaturas263.17Escoria durante el soplo.263.18Materiales refractarios273.18.1Evitar escorias agresivas283.18.2Capa protectora de Escoria283.19Efecto de la relacin de V283.19.1Materiales de xido de Hierro293.20Fundentes.304BIBLIOGRAFA31

CONVERTIDORES B.OF.INTRODUCCINTestimonios que datan, por lo menos, de hace 5,000 aos muestran que las aleaciones de hierro eran ya conocidas y empleadas en aquel entonces, incluso es posible que el hierro hubiera sido empleado con anterioridad, pero a causa de su tendencia a oxidarse y descomponerse se ha perdido todo indicio. No obstante, en circunstancias y condiciones especiales, relativamente escasas, ciertas piezas escaparon a la oxidacin y hoy son objeto de estudio.Todas las pruebas de que se disponen permiten suponer que los antiguos aceros nunca fueron licuados en su proceso de obtencin. Es decir, el acero se obtena en el estado plstico valindose de forjas, en las cuales el combustible era carbn de lea. La escoria, que contena muchos xidos de hierro, se separaba del metal con martillo.A medida que se iba desarrollando la obtencin del hierro a partir de la mena, se iban perfeccionando los dispositivos que se usaban para insuflar el aire y quemar el combustible, as se elevaba poco a poco la intensidad de fusin y, por lo tanto, la temperatura del proceso.La metalurgia del acero no es hoy en da una ciencia puramente aplicada (una coleccin de recetas) como hace algunos decenios. En la actualidad es muy difcil no solo desarrollar y perfeccionar los procesos de fusin de acero, sino tambin obtener un acero de alta calidad, sin servirse de los datos de la ciencia modema y, ante todo, de la fsicoquimica y de la cintica.OBJETIVO Dar al estudiante conocimientos de funcionamiento y operacin de los convertidores B.O.F.MARCO TERICODefinicin del Proceso B.O.FEs el proceso de fabricacin de acero, que es la refinacin del arrabio a partir de la oxidacin selectiva de los elementos contenidos en el arrabio, al insuflar oxgeno a velocidades supersnicas.Historia El acero se produca martillando hierro caliente en presencia de aire. Posteriormente el inventor Bessemer dio el primer paso en la fabricacin de acero en grandes cantidades, proceso en el que se obtiene acero en un convertidor con revestimiento de silicio, que se introduce el arrabio e insuflando oxigeno de aire por el fondo del convertidor. En 1879- Thomas realizo un proceso en que se obtiene el acero en un convertidor con revestimiento refractario bsico (Dolomita) y utilizando fundentes para utilizar fundentes para tratar arrabios con alto % de Fosforo. En 1952-1953 (Linz-Donawitz) realizo un nuevo avance en el proceso en que se obtiene el acero en un convertidor, insuflando oxigeno por lanzas verticales ya que por adentro no soportan el oxgeno puro. (B:O.F.).

Descripcin del Convertidor B.O.FEl convertidor presenta las siguientes caractersticas: Tiene la forma de una olla de torpedo Est compuesto de una carcasa de acero Presenta revestimiento con ladrillos refractarios bsico ( MgO o dolomita) Esta sostenido por un robusto de anillo de acero con muones El volumen interno es 6 12 mayor que el volumen del acero a refinar La temperatura esta entre 1300 1500 C En este proceso no se realiza la desulfuracin (eliminacin de azufre) pero si la desfosforacion (eliminacin de fosforo) Las variables de operacin: Cap.= 120 TM y t = 34 min (donde 17,5 minutos se sopla el oxgeno).El proceso de fabricacin de acero, basado en la refinacin del arrabio lquido a travs de la oxidacin selectiva de los elementos contenidos, mediante la inyeccin de oxigeno de lata pureza y a velocidades supersnicas.El recipiente (reactor o convertidor) est compuesto por una carcasa de acero, revestida internamente con ladrillos refractarios (magnesita o dolomita), sostenida por un robusto anillo de acero equipado con mulones, cuyo eje es accionado por un sistema basculante o de volcado. El volumen interno del recipiente es entre 6 a 12 veces mayor que el volumen del acero a procesar, para que la mayor parte de las proyecciones de metal generadas por la inyeccin de oxigeno queden confinadas, conjuntamente con la escoria expandida durante los periodos de espumado.Parte1: se gira el convertidor hacia la posicin de la caja de chatarra, que esta presenta un cierto tonelajeParte 2: Se realiza el cargado de arrabio una vez concluida la carga de chatarraTodo este tiempo transcurrido se llama tiempo TAP TO TAP (Tiempo que transcurre entre la carga de chatarra y el vaciado de acero crudo a la olla de acero)Parte 3: Se coloca la lanza en posicin vertical o posicin de soplo, estas lanzas presentan multi-orificios. Donde se baja esta lanza a una determinada altura y se inyecta oxgeno.Al insuflar oxgeno en arrabio y chatarra metlica, se obtiene una flama tras unos segundos despus se inicia la adicin de cales (cal dolomtica, cal siderrgica y fundentes escoria auxiliares para formar una escoria estable). Esta cantidad de cales est en funcin de: Concentracin de silicio en el arrabio Cantidad de Arrabio cargado ndice de Basicidad MgO requeridoPaso 4: Se levanta la lanza suspendiendo la inyeccin de oxigeno unas vez alcanzadas las condiciones requeridas.Se gira el convertidor hacia el lado del agujero del vaciado y se transfiere el acero lquido a una olla de revestimiento refractario de 500 Ton. De capacidad.Una vez vaciado el acero lquido, se gira el convertidor hacia el otro lado para vaciar la escoria a una olla de escoria lo cual se coloca bajo el convertido. A continuacin se detallan los tiempos insumidos en cada una de las etapas mencionadas anteriormente.

Inyeccin de Oxgeno La refinacin del arrabio se inicia al comenzar el soplo del oxgeno (99.5% de pureza) con flujos que van de 300 a 450 m3/min. y presiones de 10 a 14 kg/cm2. La variacin de la altura de la lanza sobre el nivel del bao est entre 0.8 y 1.5 metros. Dependiendo de las condiciones de la escoria, de la carga del arrabio y de la temperatura. Las lanzas son de Cu electroltico, las que en su interior estn refrigeradas permanentemente con agua, la boquilla de la lanza tiene 3 orificios con un ngulo de 10 a 120 de inclinacin, la duracin aproximada de cada lanza con respecto al refractario del homo es de 1000 coladas. La adicin de fundentes se inicia inmediatamente despus de inyectar el oxgeno, con el siguiente orden: cal dolomtica, cal siderrgica, fluorita y posteriormente materiales enfriantes si es necesario. Un aspecto importante para el proceso de soplado es la formacin de espuma en la escoria, ya que este fenmeno permite estimar la calidad de la escoria a lo largo del soplado. El chorro de oxgeno al salir de la lanza se mezcla por la turbulencia con la masa del metal y gas que lo rodea, como consecuencia se ensancha en forma de cono al aumentar la distancia a la boca de la lanza disminuyendo la velocidad y presin de choque. Cuando la velocidad alcanza un valor estimado, la energa del chorro es suficiente para que pueda realizarse el fenmeno de pulverizacin. Si se sopla una cantidad constante de oxgeno, se forma un crter ancho y poco profundo, este se obtiene cuando la distancia de la lanza y el nivel del lquido o metal son muy grande, provocando gran cantidad de espuma, derrame y poca eficiencia de afinacin. Durante al afino del arrabio en el convertidor la lanza est en posicin baja gastndose oxgeno para las reacciones de decarburizacin, por lo cual solo puede formarse suficiente cantidad de xido ferroso para formar una escoria fluida y activa. Si la lanza est a mayor altura, la presin de choque es muy pequea y el oxgeno se emplea perfectamente en escorificar el bao, este tipo de operacin se realiza al inicio del soplo.La formacin de escoria campaa del convertidor otro factor importante, a mayor campaa mayor tiempo de formacin de espuma. Este proceso es favorecido por un contenido elevado de Si en el arrabio y por la adicin de 2, ambas circunstancian aumentan la fluidez de la escoria.El contenido de FeO en la escoria aumenta durante el soplo si disminuye la presin de oxgeno y si junto con ello se emplea una distancia muy grande de la lanza al bao durante los primeros minutos, la adicin de mineral en estos minutos o la utilizacin de la escoria residual de la colada anterior tambin acelera la formacin de escoria.Conversin al oxgenoEn la medida que se fueron desarrollando procesos para obtener oxgeno a bajo costo, se estudiaron mtodos basados en la inyeccin de oxgeno puro por una lanza que se introduca por la boca del convertidor. Podemos dividir dichos procesos en dos tcnicas bsicas:

Convertidor con lanza LD Convertidor rotativo con lanza inclinada Kaldo o Rotor

El proceso LD tuvo su desarrollo en Austria, cuando este pas debi reconstruir sus acera despus de la Segunda Guerra Mundial. Las primeras coladas, ya a escala industrial, se efectuaron en las aceras Linz y Donawitz en 1952, resultando las primeras letras de dichas aceras las que dieron el nombre al mtodo LD.

La refinacin del arrabio se inicia al comenzar el soplo del oxgeno (99.5% de pureza) con flujos que van de 300 a 450 m3/min. Y presiones de 10 a 14 kg/cm2. La variacin de la altura de la lanza sobre el nivel del bao est entre 0.8 y 1.5 mts. Dependiendo de las condiciones de la escoria, de la carga del arrabio y de la temperatura.

Como puede observarse en la figura, el mtodo consiste en inyectar oxgeno gaseoso puro (99.5 %) a alta presin, sobre un bao lquido de arrabio mediante una lanza que penetra por la boca del convertidor. Sin embargo, el valor del fsforo en el arrabio no deba ser mayor del 0.5 %, para ser afinado con la tcnica de una escoria. Para tenores de fsforo superiores, existen variantes del mtodo LD que permiten procesarlos (LD-AC y OLP) y que consisten en soplar oxgeno con una suspensin de pequeas partculas de cal.

Las lanzas de oxigeno son de cobre electroltico, las que su interior estn refrigeradas permanentemente con agua, la lanza de la boquilla tiene 3 orificios con un ngulo de 10 a 120 de inclinacin, la duracin aproximada de cada lanza con respecto al refractario del homo es de 1000 coladas.

ELIMINACIN DE ELEMENTOS EN EL PROCESO LD

La lanza en su extremo termina en una cabeza de cobre forjado o fundido. Esta cabeza es recambiable y se fija a los tubos de acero mediante una rosca o con una soldadura.El chorro de oxgeno al salir de la lanza se mezcla por la turbulencia con la masa del metal y gas que lo rodea, como consecuencia se ensancha en forma de cono al aumentar la distancia a la boca de la lanza disminuyendo la velocidad y presin de choque. Cuando la velocidad alcanza un valor estimado, la energa del chorro es suficiente para que pueda realizarse el fenmeno de pulverizacin.

El caudal de soplado y la distancia entre la punta de la lanza y el bao lquido tienen una capital importancia en el desarrollo del proceso de afino. La altura de la lanza respecto del bao vara entre 1.2 y 2.5 metros. Se comienza soplando con la lanza alta, lo que permite la formacin de una buena escoria desoxidante y desfosforante. A medida que avanza el proceso se disminuye la altura del soplado, o sea se baja la lanza para acelerar la descarburacin.Si se sopla una cantidad constante de oxgeno, se forma un crter ancho y poco profundo, este se obtiene cuando la distancia de la lanza y el nivel del lquido o metal son muy grande, provocando gran cantidad de espuma, derrame y poca eficiencia de afinacin. Durante al afino del arrabio en el convertidor la lanza est en posicin baja gastndose oxgeno para las reacciones de decarburizacin, por lo cual solo puede formarse suficiente cantidad de xido ferroso para formar una escoria fluida y activa. Si la lanza est a mayor altura, la presin de choque es muy pequea y el oxgeno se emplea perfectamente en escorificar el bao, este tipo de operacin se realiza al inicio del soplo.El contenido de FeO en la escoria aumenta durante el soplo si disminuye la presin de oxgeno y si junto con ello se emplea una distancia muy grande de la lanza al bao durante los primeros minutos, la adicin de mineral en estos minutos o la utilizacin de la escoria residual de la colada anterior tambin acelera la formacin de escoria.

Caractersticas metalrgicas de la conversin de oxgeno puro.

Los fenmenos metalrgicos se desarrollan en tres zonas especialmente.

El oxgeno disuelto en adyacencias de la zona 1 se difunde rpidamente a la zona 2 del bao. Es as como se produce una circulacin provocada por el aumento de densidad de la parte del bao de la zona 1, de cual se han eliminado los elementos que acompaan al hierro. Debido a que la densidad relativa de la zona1 es aproximadamente 7.1 y 6.5 la de la zona 2, se produce un movimiento descendente del metal lquido, acompaado por un desprendimiento gaseoso provocado por la combustin del carbono.

El metal afinado de la zona 1 se mezcla con la el arrabio de la zona 2 y como consecuencia de las altas temperaturas existentes, cede su exceso de oxgeno produciendo en consecuencia una desoxidacin.El desprendimiento de CO favorece el descenso del metal afinado de la zona 1, pues las burbujas de CO dentro de la zona 2 acentan la diferencia de densidades y favorecen el movimiento.

Elementos de control en el convertidor LD (BOF).Es importante destacar que para un proceso que puede generar hasta 400 toneladas por hora, el acortar la duracin de una colada, ya sea en solamente una fraccin de minuto, puede representar beneficios significantes, si existe suficiente capacidad en la etapa subsiguiente (lingoteo o colada continua) para aceptar la cantidad de acero producida.

El principal beneficio se debe obtener mejorando el desempeo de la primera afinacin, es decir que se debe evitar volver a resoplar la colada cuando no se da con la composicin qumica especificada, y tambin la velocidad y exactitud del control qumico. El hecho de esperar de tres a cinco minutos para obtener el resultado de la muestra despus de bascular el convertidor, puede representar una prdida de produccin importante.Un avance promisorio lo constituye la SUB LANZA que es una lanza adicional que desciende en forma paralela a la lanza principal de soplado y cuyas funciones bsicamente son las siguientes:

Medicin del nivel del bao Medicin de la temperatura del bao Medicin del tenor del C en el bao Medicin de la solera del convertidor Extraccin de muestras

Mientras que con el control esttico se garantizan un 40% de coladas sin resoplo, con la utilizacin de la sub-lanza se llega a incrementar a un 90% el nmero de coladas sin resoplar.Mientras que con el control esttico se garantizan un 40% de coladas sin resoplo, con la utilizacin de la sub-lanza se llega a incrementar a un 90% el nmero de coladas sin resoplar.Sintetizando, el uso de la sub-lanza trae aparejado los siguientes beneficios:

Reduccin en el consumo de refractario en el orden del 20-30% Aumento del rendimiento de Fe en un 0.8- 1.3% Reduccin del consumo de ferroaleaciones en el orden del 1 a 2 kg/ton de acero. Reduccin del tiempo tap-to-tap de 45 a 35. Reduccin del costo de acero en el orden de 10 a 15 $/ton.

Uso de gases inertesHacia el final del soplo se acostumbra reemplazar la mayor parte o todo el oxgeno con un gas inerte, con el fin de minimizar la sobre oxidacin del bao. La descarburacin final se obtiene agitando el acero y la escoria y promoviendo as una reaccin entre el FeO ya presente y el carbono, sin generar ms xido. Por lo tanto, la mejor desoxidacin en el convertidor y la elevacin ligera del rendimiento del Fe, parecen ser posibles, lo que a su vez puede dar una mejor recuperacin de las adiciones ale antes y posiblemente un acero ms limpio.

El uso de argn evita la renitrogenizacin del bao del bao; si sta no es indeseable, se puede emplear nitrgeno. Existen informes de que se ha tenido xito con nitrgeno seguido por un barrido con CO, aun cuando este ltimo puede ser difcil de obtener en cantidad suficiente y de que es un oxidante a las temperaturas de aceracin.

Procesos de Soplo combinadoConsiste en combinar la tcnica de soplar oxgeno mediante lanza (LD) y la de soplar con el fondo utilizando un medio poroso. La utilizacin de ambas tecnologas permite obtener un proceso mucho ms equilibrado.En el cuadro inferior se resumen las principales caractersticas de cada uno de los procesos.

Relaciones y principios para las dimensiones de un B.O.F.En convertidores grandes la altura es aproximadamente igual al dimetro. El dimetro interno del convertidor a la altura del nivel del bao metlico y la profundidad del mismo est en relacin directa con la intensidad del soplo de oxgeno y con el tamao del rea sobre la cual el chorro de oxgeno se pone en contacto con el bao. La relacin del volumen interno del convertidor con respecto al volumen de la carga es por lo menos de 4 a 1. La relacin del dimetro de la superficie del bao con respecto a la profundidad del mismo debe ser de 2.5 a 4.

El aumento de la presin de oxgeno a una misma profundidad del bao puede provocar la perforacin del fondo, pero una disminucin en la presin o un aumento en la profundidad del bao disminuyen la intensidad de refinacin. El aumento de rea de cada del chorro de oxgeno disminuye las proyecciones o salpicaduras de metal, por lo tanto, como consecuencia del aumento del rea de cada de oxgeno debe de existir \m aumento en el dimetro del convertidor.En la tabla Se muestran algunas dimensiones y otros datos tcnicos de convertidores BOF de diferentes capacidades.Las principales causas de bajos rendimientos en un convertidor son

Derrames durante la inyeccin de oxgenos. Tiempo de inyeccin de oxgeno. Peso incorrecto de fundentes. Temperatura de vaciado incorrecta.

Sistema de Limpieza.Los sistemas de depuracin de gases se pueden dividir en secos, hmedos y combinados. En base a una amplia investigacin se establecieron las siguientes condiciones para una separacin casi perfecta de los polvos, as se encontr que:

1.- El separador mecnico, los ciclones y los lavadores no son apropiados para limpieza de los polvos del convertidor por que el polvo esa demasiado fino.

2.- La combinacin de lavadores y desintegradores en general, dan buenos resultados con respecto al grado de limpieza, sin embargo, a costa de un consumo elevado de energa y agua.

3.- La combinacin de lavadores bentury con filtros electrostticos hmedos, es el mtodo ms apropiado para la separacin del polvo, tanto desde el punto de vista tcnico como econmico, por lo que este mtodo es ampliamente usado, aun cuando se tiene gran consumo de agua y la necesidad de manejar por separado los lodos que se generan.

4.- El mtodo electrosttico seco de separacin de polvos es mucho ms econmico que los mtodos hmedos, con igual o mayor facilidad de separacin del polvo del convertidor. La nica condicin es mantener la temperatura constante de los gases antes del separador electrosttico, razn por la cual antes de los filtros electrostticos se colocan los llamados estabilizadores de temperatura, la gran desventaja es la posibilidad de la explosin de los gases al no ser quemados de a CO2.Secciones del proceso BOF

El departamento BOF bsicamente se divide en 3 secciones que son:

Nave de Convertidores.

Como su nombre lo indica comprende el rea donde se encuentran los convertidores as como chimeneas y todo el sistema de limpieza de gases.

Nave de Carga.Comprende la seccin de recepcin de arrabio y pesaje del mismo, el patio de chatarra con su bscula correspondiente y la zona de pesaje de materiales aditivos tales como fundentes, aleantes, desoxidantes, etc. En otras palabras aqu se llevan a cabo las operaciones correspondientes al manejo de arrabio, chatarra y aditivos.

Nave de Vaciado.Abarca todo lo relacionado al vaciado del metal, ya sea que este se lleve a cabo en lingoteras o por colada continua. Por lo que aqu se preparan las ollas, moldes, lingoteras, etc.Reacciones Qumicas del Proceso B.O.F

Ahora los elementos que son oxidados por el proceso B.O.F. y que sern removidos por oxidacin son: Carbono, Manganeso, Silicio, Fosforo, Azufre y Hierro (se oxida una cierta parte).Entonces la oxidacin de estos elementos se muestra a continuacin:

Todas estas reacciones mostradas generan calor provoca: Incremento la temperatura del bao metlico Proporcin calor para fusin del acero La disolucin de ChatarraAl final se generan las siguientes reacciones la cuales son reacciones exotrmicas:

Donde ( ) sustancia disuelta en la escoria y Sustancia disuelta en el metalAl final se formara una escoria que tenga la siguiente composicin qumica:

Efecto de los fundentesLos fundentes presentan las siguientes funciones: Lograr una composicin qumica para remover fosforo y azufre del bao metlico Proteger el revestimiento refractario de los ataques qumicos del FeO y SiO2Generalmente el fundente ms principal es la cal, que este se disuelve con elementos oxidados en 1/3 del tiempo de soplo, si la cal no se disuelve se produce un mezclado de la escoria y el metal obtenido no es efectivo.Escoria formada en el proceso.Funciones que cumpla la escoria Regula la transferencia entre la atmosfera del convertidor y el metal. Protege al metal de la disolucin de gases.Control de Variables Propiedad Fsica: Densidad, viscosidad y Punto de Fusin. Propiedad Qumica: Basicidad, Saturacin con MgO, etc.Etapas del proceso.FASE I.- (periodo de tiempo 0 4 minutos) En esta fase la lanza de insuflacin de oxigeno se encuentra a una altura alta sobre el nivel de bao metlico.En esta fase se originan los siguientes fenmenos:Oxidacin del Silicio de Arrabio, Esta oxidacin provoca altos volmenes CO + Escoria + Metal pulverizado, provocando la generacin Emulsin Metal Escoria

Formacin de EscoriaAl terminar la oxidacin del silicio y los fundentes se funden se forma una escoria SiO2*FeO*MnO, pero esta escoria es daina al convertidor debido a que la escoria contiene SiO2*FeO: Termodinmicamente la escoria formada tiene mayor temperatura que el bao metlico (Tfescoria=TfMetal+290C) debido a que su ruta de concentracin est en la regin homognea liquida y no cruza la regin de silicato di clcico en un diagrama ternario CaO* SiO2*FeO, lo que cabe decir que se forma escoria viscosa y perjudica la migracin de CO.Desfosforacion Es donde se elimina una fraccin considerable de Fosforo pero no Azufre debido a que no se cuenta con la suficiente disolucin de CaO y Temperatura.Entonces, la velocidad descarburacin depende del % de Silicio y la Temperatura del Arrabio.FASE II.- (periodo de tiempo 5 12 minutos) En esta fase la lanza de insuflacin de oxigeno se encuentra a una altura media sobre el nivel de bao metlico.Se aument la descarburacin de las gotas de Hierro en la emulsin y la escoria empieza a espumar.Esto se debe a que la transferencia de masa de oxigeno se le aprovecha para: La gran superficie de reaccin que existe, el 30% de la carga esta en emulsin. La facilidad de nucleacin del CO y se encuentra en la escoria Si se reduce el xido de hierro en la escoria, provoca que la ruta de concentracin de la escoria se encuentra en la zona de silicato di clcico, donde se adiciona fluorita para ayudar la disolucin de la cal. Pero al disminuir severamente la cantidad de FeO en la escoria, ya no se cuenta con el oxgeno requerido para reacciones oxidantes en la escoria que origina una emulsin metal - escoria Entonces, la velocidad de descarburacin depende del oxgeno suministrado.FASE III.- (periodo de tiempo 12 - 17 minutos)Se disminuye la insuflacin de oxgeno, debido a que ya no se genera CO, que provoca la disminucin de la velocidad de descarburacin y el grado de espumamiento, ya que en el bao metlico en esta etapa contiene 0.35 % de Carbn y hace que esta etapa sea muy lento.El oxgeno excedente va a la escoria y se incrementa la cantidad de FeO en la escoria, que ocasiona que la desfosforaran y desulfuracin se formen completamente.La escoria formada tendr una concentracin y volumen de acuerdo a la cantidad adicionada de cales, provocando la variacin de la composicin de la escoria, pero sigue teniendo mayor de fusin que el bao metlico (Tfescoria=TfMetal+10C)La Velocidad de descarburacin depende del % de C contenido en el bao metlico.Definicin de Basicidad (IB2).Se basa en la fuerza relativa de la cadena Metal oxigenoDonde: La basicidad se define: Basicidad= (%CaO+%MgO) / %SiO2 = (%CaO+%MgO) / (%SiO2+%P2O5)Tambin se puede expresar en relacin molarBasicidad = (%CaO+1.4%MgO) / (%SiO2+0.84%P2O5)Fuentes de Fosforo en el B.O.F.Las fuentes de fosforo son los siguientes: Arrabio (75-90% Fosforo Total) y Chatarra (10-25% Fosforo Total)Ahora para la distribucin del fosforo entre la escoria y el metal depende de las siguientes variables:

% de FeO - Contenido de Cal - TemperaturaLa reaccin de la remocin de Fosforo es: La reaccin de remocin de la cal es: Reaccin general: Fosfato Tetra clcicoEntonces para conocer la eficiencia de la refinacin, se lo puede conocer por el coeficiente de Particin (Lp) expresada por:

Donde el rango optimo esta: Lp = 30 100Influencia de la basicidad en la desfosforaran. En este punto se toma lo siguiente:Baja BasicidadHace que la remocin del Fosforo sea pobre debido a su falta de oxidacin a P2O5.Alta BasicidadHace que la remocin del Fosforo sea pobre debido a la incompleta disolucin de Fosforo.Por lo tanto el rango del ndice de basicidad esta: 2.8 IB2 < 4Bajas temperaturasHace favorable la remocin del Fosforo porque la reaccin de oxidacin del fosforo es exotrmica.Altas temperaturasNo es favorable la remocin del Fosforo porque la velocidad de reversin del Fosforo se incrementa. Sera efectivo altas temperaturas sea mayor el ndice de basicidad y mayores xidos en la escoria.Escoria durante el soplo.La oxidacin del silicio para formar ocurre tempranamente en el soplo y es muy rpida. Los xidos FeO y MnO son tambin formados tempranamente por el soplo. El porcentaje de FeO disminuye como el soplo progresa, sin embargo, hacia el fin del soplo los niveles de carbn son bajos, el FeO otra vez disminuir. Eso quiere decir que la slice se forma rpidamente y reacciona con el MgO

La cal que se adiciona se disuelve en la escoria liquida formando una relacin de CaO: SiO2 cercana a 1, entonces reaccionan estos xidos para formar una capa silicato dicalcico (que depende de la reactividad de la cal) que es muy refractaria y se disuelve lentamente.

Para un periodo de un tiempo (1/3 del tiempo de soplo), la cal no se disuelve completamente y la disolucion del MgO es mayor, hace que la basicidad de la escoria permanece baja (IB2).

Ecoria acida Escoria heterognea, no reactiva. Escoria reactiva, apropiada para la desfosforaran final.Materiales refractarios Caractersticas de la proteccin del material

Evitar escorias agresivas Uso de cal dolomtica Evitar contenidos altos de FeO a altas temperaturasCapa protectora de Escoria Formar una escoria del 20% en slidos (que contenga FeO para precipitar los silicatos de CaO) y esparcirla sobre el revestimiento refractario.

Agregar el MgO antes de retirar la escoria y proyectarlo sobre el refractario soplando nitrgeno.Efecto de la relacin de V

La adicin de Fluorita provoca formar una escoria fluida para refinar el acero, que esta adicin formara una escoria deseable de acuerdo al carbono residual y contenido de silicio. El CaO en la escoria, hace favorecer la refinacin de azufre y oxigeno , mientras que el FeO en la escoria favorece la desfosforacion Altas basicidades genera mayor volumen de escoria que implica mayor cantidad de fundentes y perdidas de hierro manganeso La lenta disolucin de la cal perjudica al revestimiento refractario produciendo corrosin y hace que se forme el silicato dicalcico.

Las grficas muestran la solubilidad (disolucin) del MgO en el sistema FeO-CaO-SiO2 escoria ternaria e indican lo siguiente:

(fig 16 )En el diagrama muestra que una escoria: CaO-SiO2-FeO a 1600C, la solubilidad de MgO es muy alta en el rango ms alto de slice, mientras la solubilidad de MgO disminuye con el incremento de Cal-slice fig 16 ) Entonces a mayor cal disuelto en la escoria (conteniendo Slice), la escoria se disuelve menos MgO del refractario. (fig 17 ) La temperatura provoca un gradiente qumico que existe entre la escoria y el MgO, lo que indica que la temperatura hace que disuelve el MgO en la escoria hasta su saturacin. (fig 17 ) En un diagrama de CaO-SiO2-FeO, a 1600C, lo que la escoria puede disolver 6-8% de MgO, por lo que es necesario agregar cal dolomtica para saturar la escoria con MgOMateriales de xido de HierroLos materiales de xido de hierro (trozos de mineral, cascarilla, pellets y sinter), son usados como fundentes secundarios y como enfriantes efectivos. Los pellets cumplen las siguientes funciones metalrgicas:

Acondicionador de Escoria: por su efecto fluidizante al contribuir a disolver la cal. Agente refrigerante: Cuando la carga contiene exceso de energa para el grado y va de fabricacin programada. Esto se debe que agregar pellets durante el soplo de oxgeno, se van a reduciendo absorbiendo energa (endotrmica) por lo que su capacidad es 45C por tonelada. Suministra oxigeno: ya que los pellets son xidos de hierro desprenden 185 m3Normales de oxigeno que estos reaccin con el carbn del bao metlico.Fundentes.

Cal dolomtica: Este material se obtiene de la calcinacin de la dolomita que se lo hace generalmente en tres hornos verticales:

Es muy importante al igual que la cal siderrgica, la dolomita tiene que tener un contenido de 25-35% de magnesio que es lo que define su reactividad, y nos va producir 6-9% de magnesio contenido en la escoria que evita ataques qumicos al refractario. A continuacin se muestra la composicin qumica de la cal dolomtica:Cal Siderrgica: La caliza es una roca compuesta por lo menos de 50% de carbonato de calcio, con porcentajes variables de impurezas. La caliza es utilizada para convertidores B.O.F. como una fuente de CaO y como un refrigerante (hasta 45C por tonelada) para enfriar el bao despus de finalizar el soplo pero se lo realiza con mucha precaucin ya que puede originar derrames de escoria.

A continuacin se muestra una composicin tpica de caliza:

BIBLIOGRAFA https://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Acero.pdf soliedra.wikispaces.com/file/view/Convertidor+LD+Nacho.C.ppt materias.fi.uba.ar/7202/.../15_Apunte%20HornosIndustriales.pd Enrique Rocha Rangel Eiodino Meindez Valencia Por Arnaldo, Alonso B.* Juan, C. Bossa**, Alberto, Hurtado** Profesor Escuela de Ingeniera Metalrgica y Ciencia de Materiales. Universidad Industrial de Santander, Colombia. ** Ingeniero Metalrgico.

GUSTAVO MAMANI FLORES

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