Some aspects of model calculations of converter slag reduction process

Algunos aspectos de los modelos de cálculo del proceso de reducción de escorias del convertidor

Se utilizó un método numérico para estudiar la influencia del cambio de masa de la carga en el proceso de reducción de la escoria del convertidor. Se realizó una simulación numérica con tres cantidades diferentes de escoria reducida. Se analizó la relación entre los cambios de concentración de Cu₂O y la duración del proceso de reducción, así como entre la velocidad de reducción de Cu₂O en la escoria y la concentración de Cu₂O. Se comprobó que la duración del proceso es proporcional a la cantidad de carga tratada. La tasa de reducción de Cu₂O de la escoria del convertidor disminuye con la duración del proceso y aumenta con el incremento de la concentración de Cu₂O en la escoria.

INTRODUCCIÓN

En el proceso de una etapa de fundición de concentrados de cobre en el horno flash se generan los siguientes productos: cobre blíster y escoria de fundición flash. La escoria se somete a eliminación de cobre en un horno eléctrico con producción de una aleación CuPbFe útil. El refinado de la aleación CuPbFe conduce a la generación de una escoria de convertidor. Tiene una alta concentración de plomo de 25 - 45 mas. %, y contiene también 15 - 25 mas. % de cobre. Tras el proceso de reducción, la escoria contiene menos de 5 mas. % de Cu y 30 - 55 mas. % de Pb. La escoria con una concentración tan alta de Pb se procesa posteriormente en hornos rotatorios para producir plomo en bruto. De este modo, el plomo se retira del ciclo de producción de la fundición de cobre [1].

La relación entre el contenido de Cu₂O y PbO (convertido a Cu y Pb en % mas.) en la escoria durante el proceso de reducción se presenta en la Figura 1. Indica que en el estado de equilibrio termodinámico la reducción de PbO comienza cuando la concentración de Cu en forma de Cu₂O es inferior a 5 mas. % [1 - 3].

El proceso de reducción de la escoria del convertidor se lleva a cabo en un horno rotatorio de tipo Hoboken. El horno de HM Głogów tiene una longitud interior de 7,69 m, y un diámetro interior de 3,2 m. El horno está equipado con tres toberas que suministran gas natural con aire para el calentamiento y la reducción. El horno está revestido con materiales de cromita - magnesita, mientras que en la zona de la tobera se utilizaron materiales de magnesia espinela.

En el proceso de reducción de las escorias del convertidor influyen muchos factores, y uno de ellos es la cantidad de carga tratada. El artículo presenta los resultados del análisis numérico de la influencia de los cambios en la masa de carga tratada en el proceso de reducción.

METODOLOGÍA

Se desarrolló un modelo numérico con la aplicación del software Phoenics [4 - 6].