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La oxidación del cromo durante la elaboración de aceros inoxidables se produce con el oxígeno de la solución soplada en la masa fundida y con los óxidos de la escoria. Un mayor contenido de silicio en la carga del horno disminuye el grado de oxidación del cromo, sin embargo, la reducción eficaz del cromo de la escoria es de importancia esencial para una pérdida mínima de cromo. En este estudio se analiza la teoría de la oxidación del cromo, su reducción a partir de la escoria y las condiciones para la formación de escoria espumosa.
INTRODUCCIÓN
Más del 97 % del cromo se pierde en la fusión de aceros a partir de chatarra en el horno de arco eléctrico (EAF). La oxidación del cromo se produce durante la fusión y, en mayor medida aún, durante el soplado de oxígeno destinado a disminuir el contenido de carbono en el baño del horno de arco eléctrico. Un alto contenido de cromo aumenta la formación de costras en la escoria, disminuye su reactividad y perjudica la formación de la escoria espumosa y la reducción de la escoria durante el proceso de elaboración del acero. Las escorias inoxidables con alto contenido de óxido de cromo no pueden reciclarse ni utilizarse.
OXIDACIÓN DEL CROMO
La oxidación del cromo con el oxígeno en disolución en la masa fundida se produce paralelamente a la oxidación de otros elementos, como el carbono, el aluminio, el silicio y el manganeso, y depende de la temperatura y de la actividad de estos elementos y del oxígeno.
La energía libre estándar de oxidación (△G°) de estos
de estos elementos viene dada por las siguientes relaciones
3[Cr] + 4 [O] = (Cr3O4)
△G° = -244,800 + 109,6 T (1)
La constante de equilibrio se deduce para cada una de estas reacciones a partir del cambio de energía libre estándar y se escribe para la oxidación del cromo como:
lgK1=53,521T−23,96lg K_1 = frac{53,521}{T} -23,96
y
K1=aCr3O4aCr3﹒aO4=aCr3O4ƒCr3﹒ƒO4﹒wCr3﹒wO4K_1 = frac{a_{Cr_3O_4}} {a^3_{Cr} ﹒{a^4_O}} = frac{a_{Cr_3O_4}} {ƒ^3_{Cr}﹒ƒ^4_O﹒w^3_{Cr} ﹒w ^4_O} (3)
con : aCr2O3, aCr, aO - actividad de (Cr2O3), [Cr], [O]; ƒCr, ƒ0 - coeficiente de actividad para Cr y O, wCr/%, wo/% - contenido másico de Cr y O en la masa fundida de acero.
Con un alto contenido de cromo en la masa fundida, la actividad del oxígeno y del carbono es menor, ya que ambos coeficientes de interacción son negativos. En la figura 1 se muestra el efecto del cromo sobre el contenido y la actividad del oxígeno en la masa fundida a una temperatura de 1600 °C [2].
Esta es una versión de prueba de citación de documentos de la Biblioteca Virtual Pro. Puede contener errores. Lo invitamos a consultar los manuales de citación de las respectivas fuentes.
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