Acería
Acería
11 ción , se está dando el primer paso en la dirección correcta para la obtención de un acero de calidad . De ahí la importancia de controlar la calidad del pelet dentro de la planta siderúrgica .
La calidad final del pelet depende de múltiples variables , pero la más importante es la temperatura usada en el horno de cocimiento . En el presente estudio enfocado en la producción de pelet para reducción directa , se realizaron pruebas de peletizado a nivel piloto , usando amplios rangos de temperatura en el horno Pot Grate , desde 1225 ° C hasta 1350 ° C , para establecer la relación de las principales variables de calidad del pelet con la temperatura .
Se determinaron los puntos críticos de temperatura para cada variable , en los cuales ya no es posible subir o bajar temperatura sin afectar la calidad . Estos límites constituyen la base para establecer el ciclo térmico de temperaturas que debe emplearse en el horno de cocimiento para obtener la calidad del pelet dentro de los parámetros especificados .
Fundamentos teóricos
La calidad física , química y metalúrgica de los pelets es fundamental para la operación adecuada de los reactores de reducción directa y del alto horno . Para el caso de pelet grado Reducción Directa es muy importante que el pelet sea de alta ley con la menor cantidad posible de ganga . También el azufre puede afectar negativamente la operación de los reactores de reducción directa .
Dentro de las propiedades físicas , el tamaño del pelet y su índice de abrasión son las variables que mayor impacto pueden causar en la operación de los reactores . El índice de abrasión nos indica el grado de cocimiento de los pelets y está relacionado con la estabilidad mecánica del fierro esponja dentro y fuera del reactor .
La porosidad del pelet también juega un papel muy importante en la operación de los reactores de reducción , ya que a través de los poros del pelet , el hidrógeno y el CO penetran para reducir los óxidos del pelet y transformarlo en fierro esponja .
La porosidad expresada como porciento volumen es muy importante , pero es más importante la distribución y el tamaño de los poros dentro del pelet , para una adecuada reducción y metalización .
El proceso de peletizado involucra varias etapas : Molienda , Filtración , Mezclado , Boleo y Cocimiento , las cuales se relacionan entre sí de manera directa .
En cada una de estas etapas se controla la calidad del pelet . La calidad química del pelet ( IB2 , MgO ) se controla en el mezclado a través de un balance de materiales . Las únicas dos variables químicas que no se controlan con la mezcla de materiales son : El azufre ( S ) y el fierro divalente ( Fe ++) , estas dos variables se controlan en el horno de cocimiento con el perfil de temperaturas y los flujos de aire .
Todas las variables físicas del pelet se controlan en el horno de cocimiento excepto el tamaño , el cual se define en el disco de boleo y depende principalmente de la humedad , del flujo de alimentación y del tamaño de partícula de los minerales .
La resistencia del pelet , el índice de abrasión y la porosidad guardan una relación característica entre sí y dependen de la temperatura y del tiempo de residencia en el horno de cocimiento . Los valores de estas tres variables en conjunto nos indican si el perfil térmico del horno es el adecuado o está desplazado hacia el lado superior ( pelet sobre-cocido ) o hacia el lado inferior ( pelet crudo ).
A medida que se incrementa la temperatura la resistencia del pelet sube , hasta un punto en el que la resistencia empieza a descender . El descenso de la resistencia marca la máxima temperatura a la cual debe trabajar el horno . En este punto inicia la disociación de la hematita ( Fe 2 O 3 ), es decir , la reacción de oxidación de magnetita ( Fe 3 O 4 ) se revierte y la hematita formada , nuevamente se transforma en magnetita incrementando el fierro divalente en el pelet y disminuyendo la porosidad . Es muy importante conocer este punto que nos va a indicar la máxima temperatura a la que tiene que trabajar el horno de cocimiento .
El índice de abrasión y el azufre no se ven afectados por esta temperatura crítica , al contrario , mientras mayor sea la temperatura mejores resultados en estas variables se obtendrán .
A medida que la temperatura disminuye el índice de abrasión aumenta , se puede aprovechar este comportamiento para encontrar el valor mínimo de temperatura que mantenga al índice de abrasión dentro de un valor establecido , fijando así el valor mínimo de temperatura para el horno de cocimiento de pelet .
Diseño experimental
Las pruebas se diseñaron para producir pelet grado RD en la peletizadora 2 , usando una mezcla de minerales Anglo ( Hematita ) – San José ( Magnetita ) en proporción de 70 – 30 .
JUL-SEPT 2024 l ASOCIACIÓN TECNOLÓGICA DEL HIERRO Y EL ACERO l AISTMEXICO . ORG . MX