Siderurgia: Optimización del Acero y Subproductos del Coque

Conceptos Clave en Siderurgia

Relación de Partición del Fósforo (Lp)

La relación de partición indica la cantidad de fósforo que la escoria es capaz de absorber en función de la temperatura, la composición de la escoria y el contenido de aluminio y oxígeno disuelto en el acero.

A mayor relación de partición, mayor cantidad de fósforo pasa del arrabio a la escoria.

Condiciones Óptimas para la Eliminación del Fósforo

Las mejores condiciones termodinámicas para la eliminación del fósforo del acero líquido son:

• Un nivel satisfactorio de oxidación del hierro.
• Temperatura lo más baja posible.
• Menor cantidad posible de cal no disuelta en la escoria.
• Escoria rica en cal, muy básica.

Aceros AHSS (Advanced High Strength Steels)

Los aceros AHSS presentan límites elásticos superiores a 550 MPa. Normalmente son aceros multifase, pudiendo presentar ferrita, martensita, bainita o austenita retenida.

Se consideran aceros AHSS a partir de un nivel de carga de rotura superior a 550 MPa.

Operaciones Críticas en el Proceso de Afino en el Convertidor BOF

De acuerdo con los cambios en las características del metal durante el proceso de afino en el convertidor BOF, las operaciones más críticas son:

1. Eliminación del C: Es una tarea crítica porque es necesario extraer una gran cantidad de carbono, aproximadamente unos 45 Kg por cada tonelada de acero.
2. Eliminación del P: Es una tarea crítica que solo se puede llevar a cabo en el convertidor. La totalidad del P que alcance la cuchara permanecerá en el acero.
3. Ajuste de la temperatura: Es una tarea crítica ya que la temperatura final debe permanecer dentro de un margen muy estrecho para permitir un proceso de metalurgia en cuchara sin contratiempos. Cualquier ajuste de la temperatura es muy costoso en tiempo y calidad del metal.

Las siguientes operaciones no son tan críticas:

• Eliminación del Mn: La oxidación del manganeso se lleva a cabo sin demasiados problemas. No hay un límite estricto del Mn final en el BOF.
• Eliminación del Si: Es muy fácil y se realiza durante el primer tercio de las operaciones de soplado.
• Eliminación del S: Se ejecuta en la cuchara cuando es necesario un contenido de S ultrabajo.

Plantas de Subproductos en Baterías de Coque

Las baterías de coque de hornos verticales necesitan contar con una planta de subproductos anexa porque a ella llega el gas bruto de coque resultado de la producción de coque bruto. En la planta de subproductos, el gas bruto recibe tratamientos que permiten su transformación en gas de coque, alquitrán, benzol, sulfato amónico y agua amoniacal, que se envía a una planta biológica.

Productos Planos y Productos Largos en Siderurgia

Tipos de calidades comerciales para los productos siderúrgicos:

Productos Planos

• Productos planos rectangulares de 150 a 300 mm de espesor (slabs o planchones).
• Productos planos rectangulares de espesor mediano: 80-100 mm (slabs medianos, tecnología Sumitomo o Conroll).
• Productos planos rectangulares de espesores delgados: 40-60 mm (slabs delgados, tecnología Siemag CSP, Mannesmann Demag ISP o Danieli FTSR).

Productos Largos

• Productos largos cuadrados-rectangulares (blooms).
• Productos largos con sección de hueso de perro (beam blank).

Concentrados de Mineral de Hierro

Los concentrados de mineral de hierro son productos de granulometría fina con elevado contenido en hierro y pocas impurezas. Su uso está en extensión por el agotamiento de los yacimientos de mejor calidad.

Ventajas respecto al Sinter Feed

• No necesitan tratamiento.
• Elevado contenido en hierro y pocas impurezas.

Desventajas respecto al Sinter Feed

• Debido a su reducido tamaño, empeoran el paso de los gases del horno.

Actualmente, hay una tendencia a utilizar minerales cada vez más finos debido a:

• Disminución de depósitos de minerales de buena calidad.
• La disminución de minerales de buena calidad química que tienen que ser remplazados por minerales más puros (concentrados).