Iron loss in high-power arc steelmaking furnaces

Pérdida de hierro en hornos de arco de gran potencia

Se considera el modo de funcionamiento energético de un horno siderúrgico de arco de alta potencia (ASMF) en el periodo del baño plano. Se revela que la energía eléctrica se gasta principalmente para calentar y sobrecalentar la escoria espumada. La transferencia de calor de la escoria al metal se realiza mediante la agitación convectiva del baño. Para la agitación se utiliza una purga intensiva del baño con oxígeno que provoca un aumento de las pérdidas de hierro con la escoria espumada en funcionamiento. Se señalan los puntos negativos de trabajar con la escoria espumada. Se recomienda ampliar la I+D en el campo de la optimización del modo de funcionamiento de la ASMF de alta potencia.

INTRODUCCIÓN

La fusión de un semiproducto en la ASMF de alta potencia consta de dos periodos. Uno de ellos es la fusión, el segundo es la oxidación o el período del baño plano. En cada uno de estos periodos se pierde hierro. Se presta especial atención al análisis de las causas de la pérdida de hierro en el período del baño plano.

La tecnología actual permite realizar la fusión con una potencia activa constante elevada en ambos periodos, con arcos largos, valores de corriente de los arcos bastante pequeños y con valores del factor de potencia (λ) cercanos a 0,87.

El revestimiento ignífugo de los taludes de la ASMF está protegido de la radiación directa de los arcos por la carga metálica del horno (el período de fusión) y la escoria espumada (el baño plano). Esta tecnología llegó a la metalurgia nacional junto con un conjunto de equipos de fundición de acero de importación y no cambió prácticamente en los años siguientes.

El funcionamiento de la ASMF mediante esta tecnología provocaba considerables pérdidas de hierro con la escoria espumada. La concentración de óxidos de hierro en la escoria es grande y alcanza el 52% [1]. Esta escoria espumada se elimina espontáneamente del horno. La obligada purga profunda del baño con oxígeno cuyo propósito es la agitación intensiva del metal y la escoria es la causa principal de la alta oxidación de la escoria. Sin agitación sería casi imposible transferir rápidamente la escoria sobrecalentada al baño de metal. En el periodo del baño plano la energía eléctrica se gasta principalmente no para el calentamiento del metal sino para el calentamiento de la escoria.

PARTE EXPERIMENTAL

Equipos y herramientas

La publicación de la protección del revestimiento contra la radiación de los arcos con la escoria espumada apareció en 1986 [2]. Los autores de este trabajo sugirieron que entre un electrodo y el metal en la escoria espumada puede arder un arco eléctrico, o soportarse carga sin arco (corriente que pasa a través de la escoria como en la fusión por electroescoria), o pueden existir una y otra en combinaciones (Figura 1).