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Alto Horno
Alto Horno
Alto Horno
ALTO HORNO
Tragante: lugar donde entra toda la carga (mineral, combustible y fundente). Tiene
un dispositivo para evitar que se escapen los gases a la atmósfera: cuando cae la carga sobre
la campana superior, sobrepasada un valor del peso, se abre cayendo la carga sobre la
campana inferior que se abre, luego de cerrarse la superior. Nunca se abren las dos campanas
simultáneamente.
La carga llega mediante cintas transportadoras o vagonetas llamadas “Skip”.
Cuba: de forma tronco-cónica invertido. Es aquí donde se efectúan las primeras
reacciones químicas. El aumento de sección se da porque la carga aumenta de volumen, el
mineral al reducirse se transforma en una “esponja” de hierro.
3Fe2O3 + CO 2Fe2O4 + CO2
Esponja de hierro
C + CO2 2CO
FeO + CO Fe + CO2
Esponja Líquido Gas
sólida
Etalaje: es la zona más caliente del Alto Horno. El hierro del mineral termina de
fundirse y la ganga de escorificarse. Toda la columna de carga está sostenida por el coque
incandescente. El fundente y el mineral ya no existen como tales y la escoria, como el metal
está en estado líquido, cae hacia el crisol por los espacios que deja libre la carga del coque
incandescente. El calor es recibido por convección de los gases, pero más que nada por
radiación debido a las altas temperaturas.
Crisol: recipiente del fondo revestido con grafito (carbono amorfo). En el mismo se deposita al
fondo el metal fundido (arrabio) que sobrenada la escoria. Mediante separación por diferencias
de densidad.
- densidad escoria = 2,5 a 3 kg/dm3
- densidad arrabio = 5,5 a 6,8 kg/dm3
Resumen Alto Horno 3° 3° CS 2022
Revestimiento
Es el ladrillo refractario y su composición química cambia según la zona en que se
encuentre:
Zona de carga: por estar sometido a choques, se cubren los ladrillos con una chapa de acero,
evitando así su fractura.
Tener en cuenta que el ladrillo refractario no es estructural, no llega a tener la resistencia a la
compresión de materiales estructurales como el ladrillo común, el hormigón o el acero. La
estructura resistente del alto horno es de acero (exterior al mismo).
Zona de la Cuba: se utilizan ladrillos con un 32% de Al2O3 (Alúmina) y el resto SiO2 (Sílice).
De acuerdo al porcentaje de alúmina es su capacidad para resistir las altas temperaturas.
Recordar que la alúmina funde por encima de los 2000ºC, además los materiales cerámicos antes
mencionados, tienen una gran estabilidad química.
Zona de Crisol: No tiene refrigeración por agua como las anteriores. Se usan ladrillos de
carbono amorfo (grafito).
Resumen Alto Horno 3° 3° CS 2022
C + CO2 2CO
La obtención del arrabio (hierro de primera fusión) en el horno alto insume grandes cantidades de aire (de 4 a
5 m por kilogramo de carbón) para su obtención se utilizan turbosoplantes accionados por el vapor que
producen las calderas de una central termoeléctrica. El aire procedente de los turbosoplantes ingresa a un
sistema de estufas en las cuales se calienta a 600 - 800 °C. Las estufas utilizan como combustible gas proveniente
del horno alto que ha sido convenientemente depurado. El aire caliente se inyecta al horno a través de las
toberas, que son refrigeradas, exteriormente, con agua.
En la zona de introducción de la carga, la temperatura es de unos 150 °C y a medida que la carga desciende por
la cuba, encuentra temperaturas cada vez mayores.
Cuando se alcanzan los 400 °C se produce la desecación de los materiales y los óxidos hidratados se transforman
en anhidros.
Alrededor de los 450 °C se produce una reducción parcial del dióxido de carbono proveniente de la combustión
del coque en las capas inferiores y se forma carbón que favorece la carburación del hierro.
Cuando la temperatura alcanza los 700 °C se produce la reducción de los óxidos de hierro por acción del
monóxido de carbono.
Entre los 700 y los 1.350°C aumenta la reducción del óxido de hierro por reacción directa con el carbón y tiene
lugar la disociación de los carbonatos de calcio y de magnesio. En esta zona también se produce una reducción
parcial de los óxidos de manganeso, lo que, posteriormente, producirá sulfuro y silicatos de manganeso.
A los 700 °C comienzan a formarse las escorias primarias. Inicialmente se forma silicato ferroso, que al
reaccionar con la cal producida por la descomposición de los carbonatos libera óxido ferroso.
En el etalage la temperatura varía entre 1.350 y 1.550 °C. En esta zona se produce la carburación del hierro,
que pasa del estado esponjoso al líquido. El óxido de manganeso se reduce por acción del carbón y el silicato
de manganeso se descompone por acción de la cal.
El manganeso liberado se diluye en el arrabio. Además, la escoria sufre ciertas transformaciones, no muy bien
estudiadas.
Las toberas insuflan aire a presión que quema rápidamente el coque produciendo dióxido de carbono y
liberando gran cantidad de calor. De allí que en la zona de combustión se alcancen temperaturas del orden de
los 1.800-2.000 °C. Es en la zona de combustión donde se completan las reacciones de formación de escoria y
la desulfuración del arrabio.
Debido a la refrigeración exterior, la temperatura en el crisol es de 1.500 - 1.600 °C. Allí se separa el arrabio de
la escoria que, por ser menos densa, forma la capa superior protegiendo al metal de la oxidación.
Al término de la operación, para extraer la escoria, se perfora el tapón de arcilla cocida que cierra la bigotera.
Esta operación se conoce como sangrado de la escoria. Luego se sangra el crisol por la piquera desde donde se
extrae el arrabio.
Resumen Alto Horno 3° 3° CS 2022