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