Reduction of chromium oxides with calcium carbide during thestainless steelmaking process

Reducción de óxidos de cromo con carburo de calcio durante el proceso de fabricación del acero inoxidable

Una reducción eficaz del cromo de las escorias requiere un agente reductor adecuado para la tecnología de fabricación de acero de que se trate. La práctica habitual de reducción de escorias consiste en inyecciones de carbono y adiciones de ferrosilicio y aluminio. La reducción de escorias que contienen cromo con carburo de calcio es una alternativa atractiva. El carburo cálcico es un potente agente reductor que, a diferencia del ferrosilicio y el aluminio, también ofrece la posibilidad de formación de escoria espumosa. En este trabajo se describe el trabajo experimental relativo a la reducción de escorias de cromo con carburo cálcico en comparación con la práctica habitual de reducción de escorias. Los resultados muestran que con el soplado de CaC₂ se pueden alcanzar mayores índices de reducción en la fase de afino de la masa fundida y un mayor nivel de reducción global del cromo de la escoria.

INTRODUCCIÓN

Los aceros inoxidables tienen contenidos relativamente altos de cromo, pero muy bajos de carbono, normalmente en torno al 0,03 % en peso de C. El carbono puede eliminarse por oxidación, pero al oxidarse el carbono hasta niveles muy bajos, su actividad disminuye rápidamente, lo que hace favorable la oxidación del cromo [1]. La oxidación del cromo se produce durante la fabricación del acero inoxidable cuando el cromo reacciona con el oxígeno disuelto en el acero, el oxígeno gaseoso y los óxidos presentes en la escoria. La reacción del Cr con el oxígeno disuelto se considera el principal mecanismo de oxidación. La oxidación del cromo por el oxígeno disuelto puede comenzar simultáneamente con la oxidación de otros elementos como C, Al, Si y Mn [2].

ESCORIAS INOXIDABLES

Muchos autores han estudiado la forma de los óxidos de cromo en la escoria [2 - 4], se sugirió que la forma de los óxidos de cromo son CrO y CrO_1,5 (Cr₂O₃) óxido. El cromo se encuentra en la escoria como iones de dos y tres valencias. En las escorias, la cantidad no estequiométrica de CrOx depende de la temperatura, de la basicidad de la escoria y del contenido de óxidos de cromo en equilibrio con el cromo metálico [5]. El equilibrio carbono-cromo se supone durante la descarburación del acero y puede expresarse de la siguiente manera [6]

 2Cr + 3CO(g) = 2CrO_1,5 + 3C (1)

∆G° (1 873 K) = 173 kJ

​$K = frac{a^2 Cr_{1,5}}{a^2 Cr} frac{a^3 C}{a^3 CO}$     (2)