CARBÓN DE INSUFLADO
Carbón de Insuflado
Es utilizado en los hornos de arco eléctrico para la producción de acero. Operan a partir de un proceso de transformación del estado sólido al líquido de la materia prima totalmente metálica (DRI, HBI y chatarra), a través de arcos eléctricos generados por electrodos de grafito al hacer contacto con la carga metálica.
Para incrementar la eficiencia térmica del horno durante el proceso se utiliza la técnica de escoria espumosa. Esta se forma sobre el metal fundido y asciende cubriendo el arco de los electrodos asegurando que la energía eléctrica se transfiera directamente al baño fundido para aprovechar el calor generado, permitiendo que el arco opere a altos voltajes sin aumentar la carga térmica en el refractario del horno por radiación. Esto logra incrementos en la eficiencia térmica de hasta un 90%. Sumergir el arco también ayuda a evitar que el nitrógeno sea expuesto al arco donde puede disociarse e ingresar al acero.
La formación de escoria espumosa se puede dividir en 2 etapas:
- Inicialmente el oxígeno es insuflado en el metal fundido. Este reacciona con el carbón existente en el baño formando burbujas de CO. El oxígeno también reacciona con el Fe presente en el baño fundido:
- 2C + O2 = 2CO
- 2Fe + O2 = 2FeO
- A medida que el hierro es oxidado, carbón es inyectado en la escoria a través lanzas supersónicas refrigeradas promoviendo la reducción del óxido de hierro. Esta etapa genera CO y ocasiona que el hierro regrese al baño fundido:
- C + FeO = CO + Fe
El carbón inyectado debe contar con un porcentaje de carbón fijo elevado (>70%) y un tamaño de partícula adecuado (1/8” a 250 micras) que le permita disolverse en la escoria sin consumirse prematuramente y recorrer el sistema de inyección sin complicaciones. Además de poseer bajo poder abrasivo para evitar daños en la maquinaria de inyección.