acería
2.4.2 Analizador de O 2
, CO , CO 2 Los demás gases ingresan al mismo analizador , que contiene 2 celdas de medición distintas , una de ellas , para medición de CO y CO 2 cuyo principio de medición se basa en la absorción a nivel molecular , de bandas específicas de radiación , en el caso de CO y CO 2
, en el rango infrarrojo , entre 2 y 9 μm . La otra celda determina la concentración de O 2
. Su principio de medición se basa en que las moléculas de oxígeno son paramagnéticas , por lo cual , cuando están en un campo magnético no homogéneo , se desplazan en la dirección hacia la cual la intensidad del campo es mayor .
3 . Estimación del contenido de carbono al fin de soplo
3.1 Control estático De acuerdo a las especificaciones del tipo de acero a fabricar y las condiciones de proceso particulares de cada planta , se definen los valores apuntados para el contenido de Carbono y la temperatura del baño al fin de soplo . Ternium Siderar disponía para la operación de los convertidores solamente de un modelo de control estático ( CE ). Este modelo tiene tres cálculos :
• Un cálculo previo que define la carga metálica en función del grado de acero , de las calidades de chatarra y de las condiciones del arrabio líquido .
• Un cálculo de ajuste que corrige al anterior tomando los pesos reales de los materiales de la carga y la composición del arrabio medida en una muestra tomada en la cuchara de arrabio . Este cálculo determina el volumen de oxígeno a soplar y la cantidad de fundentes a adicionar para lograr las especificaciones de análisis de P , S y Mn .
• Un cálculo posterior que ajusta por recurrencia los valores de rendimiento de oxígeno y pérdidas térmicas colada por colada .
3.2 Ventajas del control dinámico La importancia de un control dinámico para optimizar la estimación del carbono al fin de soplo está fundamentada en los siguientes puntos :
• Aumentar el nivel de acierto en el carbono
• Mejor control de nivel de oxidación del acero y de la escoria lo que permite disminuir los consumos de aluminio y ferroaleaciones
• Acortar los tiempos de fin de soplo al colado , al evitar los resoplos para ajustar el análisis de carbono y bajar el consumo de oxígeno
• Implementar prácticas de colado más eficientes , bajando el tiempo de proceso de los convertidores
• Aumentar la productividad de los convertidores
• Bajar los costos del acero .
3.3 Relación entre el Carbono de fin de soplo y la posición del máximo en la curva de CO 2
Debido a la incertidumbre en la determinación de las condiciones iniciales de los metálicos cargados : exactitud de los pesos y de sus composiciones químicas y los posibles errores en la estimación de los volúmenes y análisis químicos de CO y CO 2 generados en el convertidor , no es posible realizar una predicción precisa del carbono de fin de soplo simplemente partiendo de un balance de masa del sistema .
Se realizaron correlaciones del carbono de fin de soplo con los parámetros característicos de las curvas de las concentraciones de los gases . Si bien se obtuvieron expresiones con significación estadística para estimar % C en función de la composición de los gases , ni el % CO , ni la suma de CO y CO 2
, registradas al fin de soplo , resultaron variables robustas para predecir el contenido de carbono de fin de soplo .
En la Figura 5 se observa la evolución de la concentración de los gases en función del tiempo para una colada típica . La curva correspondiente al CO muestra un período donde la concentración se mantiene aproximadamente constante . Esta etapa del proceso ( cuyo inicio se indica con el punto N y el final con el punto P ) representa el período de máxima decarburación del baño . En esta etapa prácticamente todo el oxígeno soplado por la lanza se utiliza en la reacción de decarburación del acero . Al finalizar este período , se observa un incremento en la concentración de
CO 2
, la cual llega a un máximo ( punto M ) y luego vuelve a decrecer . En este período , la tasa de decarburación disminuye y , por lo tanto , una parte del oxígeno soplado puede reaccionar con el CO formando CO 2
. Por otro lado , el aire ingresado al convertidor desde el exterior , favorece la reacción de post-combustión que convierte CO en CO 2
. Esto origina el incremento observado en la curva del CO 2
( acompañado por la reducción en la concentración de CO ). Cuando el caudal de gases se reduce lo suficiente , todo el CO es convertido a CO 2
, obteniéndose el máximo en la curva de
CO 2
( punto M ). A partir de este punto , al seguir disminuyendo el volumen de gases generados en la decarburación , se reduce también la concentración de CO 2 medida y empieza a aparecer O 2 en los conductos .
Figura 5 . Punto máximo del CO 2 en los últimos minutos del soplo
8 HIERRO yACERO / AIST MÉXICO