Análisis de las condiciones dinámicas en la siderurgia de hornos de arco eléctrico

Análisis de las condiciones dinámicas en la siderurgia de hornos de arco eléctrico

Las condiciones cinéticas insuficientes para las reacciones metalúrgicas dentro del baño fundido han sido durante mucho tiempo un desafío técnico clavehorno de arco eléctrico(EAF) de la siderurgia.

La limitada intensidad de agitación del baño EAF está fundamentalmente relacionada con las características inherentes del diseño del horno.Las FEA tradicionales utilizan chatarra de acero como materia prima primaria y dependen predominantemente de la energía eléctricaEn consecuencia, el diseño de EAF suele tener un diámetro relativamente grande y un baño poco profundo.la relación altura/diámetro de un FEA de 100 toneladas es sólo del 53% aproximadamente de la de un convertidor de capacidad equivalente.

En general, una mayor relación altura/diámetro permite una mayor intensidad de suministro de oxígeno.Las limitaciones prácticas en el funcionamiento de la EAF, tales como la necesidad de controlar la fusión de la chatarra y el flujo de escoria a través de la puerta del horno, restringen aún más la intensidad de agitación alcanzable.Como resultado, la fuerza de agitación del baño en un EAF es típicamente sólo del 10% al 20% de la alcanzable en un convertidor.

La intensidad de agitación se puede cuantificar por la velocidad de flujo del acero fundido. Las simulaciones numéricas del flujo del acero fundido en una EAF de 100 toneladas revelan una velocidad de flujo promedio de aproximadamente 0,06 m/s.la velocidad de flujo promedio en un convertidor de 100 toneladas es de aproximadamente 0.31 m/s. Esta diferencia significativa pone de manifiesto las condiciones de agitación notablemente más débiles dentro del baño EAF.

Esta disparidad en la dinámica se manifiesta claramente en la producción real: las diferencias en el consumo de fundición y los costes de producción entre la siderurgia de conversión y la siderurgia de fusión son pronunciadas.Los parámetros de los parámetros finales clave, como el producto carbono-oxígeno ([C]·[O])El contenido de FeO en la escoria, el contenido de oxígeno disuelto y el contenido de FeO en la escoria son indicadores importantes de la intensidad de agitación del baño y tienen un impacto sustancial en la calidad del producto final.

Los datos de varias fábricas siderúrgicas avanzadas que comparan las condiciones de los extremos de los calentamientos de las FEA y de los convertidores muestran que la fabricación de acero con FEA suele dar lugar a un producto medio de carbono-oxígeno más alto (alrededor de 0,5%).0032) y un contenido de FeO de escoria final significativamente mayor (superior a 22.00%) en comparación con la siderurgia convertidora.

En resumen, la baja intensidad de agitación del baño del horno de arco eléctrico, limitada por la geometría del horno y las características del proceso,presenta una limitación fundamental que obstaculiza un mayor avance tecnológico en la eficiencia y el control de calidad de la siderurgia EAF.

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