Hierro y Acero Edicion 63 | Page 7

acería Hidrógeno en la Fabricación de Acero en el EAF Esto se representa mediante la reacción 4. Para contrarrestar el aporte de hidrógeno de las materias primas, la práctica de trabajar en el EAF con hot heel (acero y escoria remanente de la colada previa) realizando la adición de coque y DRI permite la pre-desoxidación del baño metálico. El uso de DRI con un alto contenido de carbono (>2.40%) es muy importante debido a la generación vigorosa de CO la cual se realiza durante toda la etapa de fusión del EAF. Esta práctica tiene dos efectos directos: • La ebullición promovida por la formación de CO actúa como una fuerza que expulsa al hidrógeno a través de la etapa de fusión. • Debido al alto % C contenido en el DRI, la inyección de oxígeno se incrementa, lo cual inhibe la disolución del H2O por medio de la siguiente reacción2: H2O (g) → 2H+ O (1) Una reacción que ocurre en el interior del horno es cuando el hidrógeno, el cual no está en solución, sino que ha sido disociado del agua, se combina con los iones de oxígeno libre en la escoria básica para formar OH disuelto en la escoria. (H)+ + (O)-2 Fig. 1.- El chorro de acero muestra el paso de escoria durante el vaciado del EAF. (OH)- (slag) → (O)-2 (slag) + H (steel (4) → (OH)- (2) El vapor de agua también puede reaccionar directamente cuando los iones de oxígeno libre y formar también OH disuelto en la escoria. H2O (g) + (O)-2 (slag) → 2(OH)- (slag) (3) Esto sugiere que durante la fusión del EAF, la escoria que permanece en el horno continúa incrementando su contenido de (OH)- mientras se tenga una fuente disponible de hidrógeno y escoria para formar oxígeno libre e hidrógeno. Una vez que el acero del EAF es vaciado en la olla de acero, se presentan dos factores muy importantes que influyen en el incremento de hidrógeno en el acero. • El primero, es que el acero es desoxidado durante el vaciado del horno. Una vez que el acero es desoxidado la solubilidad del hidrógeno se incrementa de forma sostenida. • El segundo factor, el cual es muy controlable, es la cantidad de escoria que pasa del EAF a la olla de acero durante la etapa de vaciado del horno (Fig.1). • Se ha demostrado que el paso de escoria durante el vaciado del horno es el principal factor que incrementa el contenido de hidrógeno en el acero. La escoria la cual está ahora en la superficie del baño metálico en la olla de acero, comenzará a entrar en equilibrio con el acero. • Una vez que el acero está siendo vaciado en la olla de acero, no solamente se tiene la capacidad de eliminar hidrógeno (debido a la ebullición del carbón adicionado para llevar a cabo la predesoxidación del acero), sino que ahora el acero está absorbiendo rápidamente hidrógeno de la escoria, la cual es rica en hidróxidos, especialmente si ha sido desoxidada, lo cual ocurre debido a la adición de ferroaleaciones y desoxidantes para el ajuste químico de la colada. Hidrógeno en el Horno Olla Las reacciones entre el vapor de agua y la escoria en el Horno Olla son diferentes a las que ocurren en el EAF. Esto se debe a la baja actividad de oxígeno en el horno olla. Las adiciones de cal, carbón y aluminio son fuentes muy importantes de hidrógeno principalmente cuando estas se realizan en la última etapa del tratamiento. Por ello, es preferible su adición durante el vaciado del EAF. Las reacciones en el horno olla son similares a las que se presentan en el EAF. El aporte de hidrógeno en el acero ocurre principalmente por la disociación del agua. El óxido de calcio se adiciona para promover la eliminación de las inclusiones no metálicas durante el tratamiento en la metalurgia secundaria. Debido a las condiciones atmosféricas que prevalecen, la cal se puede hidratar para formar hidróxido de calcio antes de ser adicionada al acero3. Esta cal hidratada cuando se adiciona al acero líquido se descompone de acuerdo a la siguiente reacción: Ca(OH)2 (s) → (CaO) + H2O (g) (5) 7 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO