Technical and technologicAl solutions in development of FeSiAl alloys production from industrial wastes in submerged ARC furnace (SAF)

Soluciones técnicas y tecnológicas para el desarrollo de la producción de aleaciones de FeSiAl a partir de residuos industriales en hornos de arco sumergido (SAF)

Este artículo presenta una descripción del proceso carbotérmico relativo a la producción de aleaciones de hierro-silicio-aluminio con 55 a 75 % en peso de silicio y 4 a 20 % en peso de aluminio en condiciones industriales. Para el proceso se utilizaron residuos mineros resultantes del tratamiento mecánico del carbón como fuente de compuestos de silicio y aluminio, así como carbón fino con alto contenido en cenizas como reductor. Se describió una línea tecnológica moderna para la fundición de FeSiAl, consistente en un SAF (equipado con dos transformadores trifásicos de 7,75 MVA y seis electrodos de autococción) para garantizar una distribución óptima de la energía en el horno. Además, se presentaron los parámetros técnicos y tecnológicos del proceso, haciendo especial hincapié en los rendimientos de Al y Si.

INTRODUCCIÓN

Hasta mediados de la década de 1950, la escala de producción de aleaciones FeSiAl solía ser menor debido a la escasa demanda del mercado. La razón principal era la inestabilidad granulométrica de la aleación almacenada y la reticencia de los tecnólogos a utilizar un nuevo desoxidante del acero. La literatura relacionada con las ferroaleaciones de la primera mitad del siglo XX también descuidaba los problemas de la producción de FeSiAl o era muy escasa [1]. La investigación metódica, llevada a cabo en la Unión Soviética en los años 50 y posteriormente en Rusia y las antiguas repúblicas, dio como resultado una descripción de la tecnología de producción de ferrosilicio-aluminio utilizando diversas materias primas, incluidos los residuos industriales [2-6]. En Polonia, el interés por la aplicación de ferroaleaciones complejas de FeSiAl se remonta a la década de 1980 [7]. También se consideró la posibilidad de utilizar residuos industriales en el proceso de su producción [8]. A finales de la década de 2010 se continuó investigando y se desarrolló la tecnología de producción de FeSiAl a partir de residuos industriales [9]. La fabricación de ferrosilicio-aluminio en un horno de arco sumergido se basa en la reducción de Al₂0₃ y SiO₂ con carbono [10].

La utilización de residuos industriales en el proceso de producción de ferroaleaciones demuestra efectos ecológicos multidimensionales. Este tipo de residuos sirve como fuente de elementos químicos deseados para el proceso: silicio y aluminio. La ganga de carbón proporciona a la zona de reacción del horno el material que contiene los componentes necesarios de la aleación (silicio y aluminio) y una parte del reductor de carbono necesario. El uso de materias primas residuales con ganga baja en carbono mejora la eficiencia económica de la empresa y restringe la cantidad de residuos que deben almacenarse.