Acería
tales como: la tensión superficial, la viscosidad y la densi-
dad; estas pueden ser mejoradas cambiando la composi-
ción química en la escoria. Dichas propiedades se pueden
estimar por medio de correlaciones [13] .
La velocidad de reacción de los componentes (j) se
puede determinar por Ec. 6, donde cada k n es la constan-
te de velocidad de reacción, sus unidades dependen del
orden de la reacción, y pueden ser: s -1 (primer orden) y
cm 3 • mol -1 • s -1 (segundo orden); cj (mol/cm 3 ) representa
la concentración molar de una especie reactante. El símbo-
lo positivo se refiere a la generación del componente y el
negativo a su consumo.
(6)
2.4 Equilibrio en gases (minimización de la energía libre
de Gibbs)
(7)
G° es la energía libre de Gibbs estándar, n i es la cantidad
de moles de los componentes. Las ecuaciones previas, más
el desglose de Balzhiser [15] permiten calcularlo con el méto-
do de gradiente máximo y multiplicadores de Lagrange l j .
3. Metodología
Las suposiciones y consideraciones generales que se apli-
caron para el desarrollo de este modelo son las siguientes:
1. El sistema se dividió en 4 zonas principales y se utiliza-
ron 21 especies químicas: 1) Zona de gases: CH 4 , H 2 O,
H 2 , N 2 , C 9 H 20 , CO, CO 2 , O 2 ; 2) Zona de escoria: CO, CO 2 ,
C, FeO, Fe 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, MnO y TiO 2 ; 3)
Zona de metal líquido: C, Fe, Si, Al y Mn; 4) Zona de
chatarra: Fe, FeO, C, C 9 H 20 , Si, Al y Mg. La última zona a
su vez se clasificó en 4 subzonas debido a los diferentes
mecanismos de transferencia de calor al fusionarse la
chatarra: I) chatarra en contacto con la radiación del
arco eléctrico, II) chatarra en contacto con el acero
líquido y III) El resto de la chatarra. El esquema ge-
neral se muestra en Fig. 2 en la etapa inicial de la “co-
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AISTMEXICO.ORG.MX
Las temperaturas de los gases durante la operación en el
HAE son relativamente altas (≈1300 °C), en estas condicio-
nes los componentes buscan alcanzar el equilibrio termodi-
námico, para poder calcularlo, se puede utilizar el procedi-
miento de la minimización de la energía libre de Gibbs [14] ,
donde se emplea la Ec. 7. Para P=1 atm, a altas temperatu-
ras, las actividades son iguales a las fracciones molares.
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