El proceso de alto horno involucra la reacción de gases calientes con coque y carbón pulverizado para formar una mezcla de gases que reducen el mineral de hierro a medida que desciende por el horno. El hierro reducido se funde y se descarga como arrabio, mientras que los gases se recuperan. El arrabio es el principal producto y contiene hierro y carbono junto con impurezas.
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El proceso de alto horno involucra la reacción de gases calientes con coque y carbón pulverizado para formar una mezcla de gases que reducen el mineral de hierro a medida que desciende por el horno. El hierro reducido se funde y se descarga como arrabio, mientras que los gases se recuperan. El arrabio es el principal producto y contiene hierro y carbono junto con impurezas.
El proceso de alto horno involucra la reacción de gases calientes con coque y carbón pulverizado para formar una mezcla de gases que reducen el mineral de hierro a medida que desciende por el horno. El hierro reducido se funde y se descarga como arrabio, mientras que los gases se recuperan. El arrabio es el principal producto y contiene hierro y carbono junto con impurezas.
El proceso de alto horno involucra la reacción de gases calientes con coque y carbón pulverizado para formar una mezcla de gases que reducen el mineral de hierro a medida que desciende por el horno. El hierro reducido se funde y se descarga como arrabio, mientras que los gases se recuperan. El arrabio es el principal producto y contiene hierro y carbono junto con impurezas.
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PROCESO DE ALTO HORNO
El viento caliente reacciona con el coque y el carbón pulverizado en el vientre y en
el etalaje del alto horno para formar una mezcla de monóxido de carbono y nitrógeno. Esta mezcla asciende por el horno mientras intercambia calor y reacciona con las materias primas que descienden de la parte superior del horno. Finalmente los gases se descargan por el tragante del horno y se recuperan para ser usados como combustible en la planta siderúrgica. Durante este proceso, la relación capa-espesor de los materiales que contienen hierro y el coque cargados por el tragante del horno y su distribución radial se controlan con el fin de que el viento caliente pueda pasar con una correcta distribución radial. Durante el descenso de la carga en el horno, los materiales que contienen hierro se reducen indirectamente por el gas de monóxido de carbono en la zona de baja temperatura de la parte superior del horno. En la parte inferior del horno, el dióxido de carbono producido por la reducción del mineral de hierro restante por el monóxido de carbono se reduce al instante por el coque (C) a monóxido de carbono que nuevamente reduce el óxido de hierro. La secuencia completa puede considerarse como una reducción directa del mineral de hierro por el carbono sólido en la zona de alta temperatura de la parte inferior del horno. El hierro reducido se funde, gotea y junta simultáneamente como arrabio en el crisol. Luego se descarga el arrabio y la escoria fundida a intervalos fijos (por lo general 2-5 horas) abriendo las piqueras de arrabio y de escoria en la pared del horno. FIGURA Nº PLANO Y EQUIPO
FUENTE:https://metfusion.wordpress.com/2013/10/14/fabricacion-y-procesamiento-del-acero/ El cuerpo del horno está compuesto por: la cuba, que se ensancha en forma de cono desde la parte superior el vientre, que es un cilindro derecho el etalaje, que se achica en forma de cono hacia el fondo y se ubica inmediatamente debajo del vientre, y el crisol, en el fondo del horno.
FIGURA Nº EQUIPO AUXILIAR
FUENTE:https://metfusion.wordpress.com/2013/10/14/fabricacion-y-procesamiento-del-acero/ Además de la estructura principal del alto horno, existen los siguientes equipos auxiliares:
Cintas transportadoras para trasportar las materias primas (mineral y
coque) al tragante del alto horno
Tolvas para almacenar temporalmente estas materias primas
ICP (inyección de carbón pulverizado) con equipo para pulverizar el
carbón e inyectarlo bajo presión.
Con un equipo de carga de campana, las materias primas entran en el
horno a través del espacio creado al bajar una pequeña campana
invertida. Esta campana se cierra y una campana más grande (ancha por
abajo) se abre para permitir que las materias primas caigan en la cuba que
se encuentra abajo.
Con un equipo de carga sin campana, las materias primas se cargan en el
horno a través de una rampa giratoria.
Máquinas soplantes para impulsar el aire
La estufa Cowper para calentar el aire. Es un horno cilíndrico de alrededor
12 m de diámetro y unos 55 m de altura y tiene una cámara llena de
ladrillos cuadriculados de sílice. La estufa Cowper es un tipo de
intercambiador de calor en el cual el calor producido por la combustión del
gas de alto horno se almacena en la cámara de recuperación del calor,
después de lo cual se sopla aire frío a través del recuperador de calor para
producir el aire caliente precalentado para el horno. Dos o más estufas
funcionan en ciclos alternos, proporcionando una fuente continua de aire
caliente al horno.
Turbina de recuperación de la presión del tragante del alto horno: Por lo
general un alto horno funciona con una presión del tragante de alrededor
de 250 kPa. Para recuperar la energía del gran volumen de los gases de escape de alta presión, el alto horno está equipado, después de la
eliminación del polvo, con una turbina de recuperación de la presión del
tragante para generar energía eléctrica usando la diferencia de presión
entre el tragante del horno y el gasómetro de almacenamiento de gas.
Equipo para la eliminación del polvo y recuperación
ARRABIO
El arrabio es el producto principal del proceso de los altos hornos. Es hierro
saturado en carbono con una cantidad de impurezas tales como silicio, manganeso, azufre y fósforo. Se descarga por el crisol del alto horno a una temperatura de 1480 °C y 1520 °C. En la siguiente tabla puede verse la composición típica del arrabio.
TABLA Nº COMPOSICION DEL ARRABIO
FUENTE:https://metfusion.wordpress.com/2013/10/14/fabricacion-y-procesamiento-del-acero/ HECHOS IMPORTANTES
Las acerías requieren arrabio de una calidad consistente.
El Si, Mn y Ti en el arrabio y la temperatura son fuentes importantes de energía en el proceso de los convertidores y ejercen influencia sobre la formación de la escoria. El P en el arrabio tiene una importante influencia en el proceso de producción de acero. El 97-98% de P en el alto horno va al arrabio. El S en el arrabio a un nivel del 0.03% o mayor es un problema para la producción de acero, que requiere un máximo de S de 0.008% para obtener acero de alta calidad.
MATERIALES Mineral y coque: Para producir una tonelada de arrabio, se requiere alrededor de 1,600 kg de materiales que contienen hierro, tales como mineral sinterizado, mineral granular y pelets, y se consume alrededor de 380 kg de coque como reductor. El mineral y el coque se cargan en capas alternas desde el tragante del alto horno.
FIGURA Nº MINERALES CON CONTENIDO DE HIERRO
Partículas de coque: 25-70 mm Sínter: 5-50 mm
Mineral granular: 10-30 mm Pélets: 10-25 mm
FUENTE: PROPIA PREPARACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS: PÉLETS
Los pélets se producen con mineral de hierro muy fino generado por métodos de enriquecimiento del mineral. El método más común de la producción de pélets consiste en usar parrillas viajeras. La producción de pélets puede dividirse en cuatro secciones: • Etapa 1, Pélets verdes: La mezcla homogénea de minerales finos y finos de coque (<1%) se mezcla en un tambor rotativo o disco. Se agrega agua y aglomerante lo que hace que los finos se adhieran los unos a los otros mediante una carga líquida suspendida. Cuando las partículas ruedan, recogen los finos y crecen. Se usa el cribado para seleccionar la fracción del tamaño requerido y se regresan los finos. • Etapa 2, Secado: Los pélets verdes se cargan en la parrilla viajera en la cual el primer paso es secarlos. Los pélets se calientan gradualmente a 300–350 °C, eliminando el enlace de agua y permitiendo al agente aglomerante, tal como la bentonita, formar los enlaces químicos. • Etapa 3, Caldeo: El calentamiento de los pélets secos continúa hasta los 1250– 1350 °C, fusionando el mineral de hierro en una reacción denominada endurecimiento por calor. El calor es suministrado por quemadores y los finos de coque. • Etapa 4, Enfriamiento: Los pélets se enfrían lentamente y el gas de enfriamiento calentado se vuelve a usar en la etapa 3.
FIGURA Nº CARAGA DE PELETS
FUENTE: https://metfusion.wordpress.com/2013/10/14/fabricacion-y-procesamiento-del-acero/ Balance de Masa y Energía Consumo diario de un alto horno grande (10.000 toneladas/día de arrabio) 16.000 – 20.000 toneladas de mineral de hierro 4.000 – 6.000 toneladas de coque (y carbón pulverizado) 2.000 – 4.000 toneladas de fundente 11.000 kNm3 de aire comprimido Genera: 4.000 – 5.000 toneladas de escoria + polvo del tragante 15.000 kNm3 de gas del tragante FIGURA Nº BALANCE DE MASA GENERAL POR TNL DE ARRABIO
