The influence of ferrous scrap’s grade on the yield of steel smelted in an electric-arc furnace (EAF)

Influencia de la calidad de la chatarra en el rendimiento del acero fundido en horno de arco eléctrico (EAF)

En el artículo se presenta un análisis estadístico de la influencia de diversas clases de calidad y de la cantidad de chatarra en las cargas de acero sobre la tasa de rendimiento del acero líquido del horno de arco eléctrico (EAF). La metodología de la investigación consistió en la simulación analítica de los cambios en la masa líquida del acero adquirido a partir de coladas con diferente contenido de chatarra y el análisis estadístico de los datos obtenidos de la documentación correlativa del proceso (las denominadas hojas de colada) en condiciones industriales. Los resultados obtenidos pueden emplearse en cualquier acería que utilice procesos eléctricos de fabricación de acero, para diseñar la composición de una carga metálica teniendo en cuenta los aspectos cualitativos y económicos.

INTRODUCCIÓN

El horno de arco moderno es, junto con el convertidor, el principal agregado metalúrgico utilizado en la fabricación de acero. El proceso del horno de arco eléctrico utiliza como carga metálica únicamente chatarra de acero y de hierro preclasificada [1-3]. En la mayoría de los casos, sólo se utiliza la chatarra de postproducción. La chatarra se clasifica en diferentes clases, lo que es especialmente importante para la adecuada agrupación de la carga que garantice las mejores condiciones de fusión en el horno de arco eléctrico y su funcionamiento sin fallos.

Debido al procedimiento obligatorio de desoxidación en la fase final del proceso de EAF, las ferroaleaciones apropiadas se añaden (principalmente durante la colada) al metal líquido. El hierro de las ferroaleaciones aumenta la masa efectiva del acero producido en el proceso. Por ello, la adición de ferroaleaciones a la carga debe tenerse en cuenta durante la determinación del indicador de rendimiento del acero líquido procedente de la fusión como constituyente "dador de hierro" de las ferroaleaciones. El indicador de rendimiento Y_L y los indicadores de participación en la carga para diferentes grados de chatarra Z_Wi y ferroaleaciones Z_FS se calculan mediante las fórmulas [4-8]:

​$Y_L = frac{M_{LS}}{M_{W2}+M_{W4}+M_{W8}+M_{WZE1}+ frac{1}{3}+M_{FS}} cdot 100\%$  (1)

​$Z_{Wi} = frac{M_{Wi}}{M_{W2}+M_{W4}+M_{W8}+M_{WZE1}+ frac{1}{3}+M_{FS}} cdot 100\%$  (2)

​$Z_{FS} = frac{M_{FS}}{M_{W2}+M_{W4}+M_{W8}+M_{WZE1}+ frac{1}{3}+M_{FS}} cdot 100\%$   (3)

donde:

Y_L - rendimiento del acero líquido de fusión / %.

M_LS - masa de acero líquido de fusión / Mg

M_Wi - proporción de chatarra de la clase W_i en la carga de metal / %.