Definición de refinación secundaria

Definición de Refinación Secundaria

La refinación secundaria, también conocida como metalurgia de cuchara, se refiere al proceso de refinación realizado fuera del horno de fabricación de acero primario, como un convertidor de oxígeno básico (BOF), hogar abierto o horno de arco eléctrico (EAF). Sus objetivos principales incluyen la desoxidación, desulfuración, desfosforación, descarburación, eliminación de inclusiones no metálicas, aleación y ajuste preciso de la composición.

Las tendencias globales resaltan la importancia de esta tecnología. En los últimos 30 años, la producción mundial de acero bruto ha crecido, con los BOF representando aproximadamente el 60% y los EAF casi el 40% de la producción total. La adopción de la colada continua ha aumentado significativamente el rendimiento, con ratios actuales que alcanzan aproximadamente el 95% en regiones líderes como Japón, Europa y Estados Unidos. A nivel mundial, la colada continua representa aproximadamente el 85% de la producción de acero, una cifra que se espera que aumente hasta aproximadamente el 90%.

La integración de la refinación secundaria ha sido crucial para lograr una colada continua de alta calidad y alto rendimiento. En la Unión Europea, por ejemplo, la capacidad de tratamiento al vacío ahora cubre más del 80% de la producción de acero.Hornos de cuchara, inicialmente adoptados en plantas EAF, ahora se utilizan cada vez más en las plantas BOF también, con más del 30% de la producción de acero de la UE sometida a tratamiento en horno de cuchara.

Un desarrollo clave que lo hizo posible fue la introducción de la agitación con gas en la cuchara para homogeneizar la composición y la temperatura del acero. La implementación generalizada de la refinación secundaria ha llevado desde entonces a mejoras sustanciales tanto en la producción como en la calidad del acero.

Tareas y objetivos principales de la refinación secundaria:

   Separar el acero fundido de la escoria durante el colado y la fundición.

   Desoxidar el acero fundido.

   Realizar la aleación final y el ajuste de la composición.

   Ajustar y controlar la temperatura de colada.

   Mejorar la limpieza del acero.

   Modificar la morfología de las inclusiones.

   Eliminar el hidrógeno [H] y el nitrógeno [N] disueltos.

   Realizar una descarburación y desulfuración profundas.

   Asegurar una composición y temperatura uniformes del acero.

Capacidades y objetivos futuros:

La refinación secundaria permite la producción de aceros de ultra alta pureza:

   Descarburación: Los procesos al vacío pueden reducir el carbono a ~20 ppm, con objetivos tan bajos como 10 ppm para grados especiales.

   Desfosforación: Los objetivos apuntan a niveles de fósforo de ~30 ppm en aceros especiales.

   Desulfuración: Los niveles se pueden reducir consistentemente a 10 ppm mediante la desulfuración del metal caliente y del acero.

   Desnitrogenación: Los objetivos futuros para aceros especiales son alrededor de 20 ppm de nitrógeno.

   Desoxidación: Las capacidades actuales logran contenidos totales de oxígeno de ~15 ppm, con objetivos mínimos cercanos a 10 ppm.

   Desgasificación: El tratamiento al vacío puede reducir el hidrógeno a aproximadamente 1 ppm.

Flujo del proceso moderno de fabricación de acero:

La ruta contemporánea de fabricación de acero es altamente flexible y se adapta a la combinación de productos. Una secuencia típica para acero de alta calidad implica:

1.  Desulfuración del metal caliente.

2.  Fabricación de acero primario en un BOF o EAF.

3.  Refinación secundaria, que puede incluir tratamiento al vacío (por ejemplo, desgasificación RH o en tanque) y recalentamiento (a través de horno de cuchara o métodos aluminotérmicos).

4.  Modificación final de la inclusión mediante la adición de materiales a base de calcio.

5.  Colada continua.

Este enfoque integrado asegura la producción de acero limpio y de composición precisa requerido para aplicaciones exigentes.

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