Horno de arco eléctrico: Materias primas para la fundición

La principal materia prima utilizada en el horno de arco eléctrico (EAF) para la fabricación de acero es la chatarra de acero. Sin embargo, la actual escasez de recursos de chatarra de acero plantea un obstáculo significativo para el desarrollo posterior de la fabricación de acero en EAF. Para abordar este desafío, es imperativo identificar sustitutos viables para las materias primas utilizadas en la fabricación de acero en EAF. Las principales alternativas incluyen hierro fundido, hierro granular descarburado, carburo de hierro y materiales metálicos compuestos. Hoy, profundicemos en un examen detallado del hierro fundido como sustituto:

Ventajas de usar hierro fundido en la fabricación de acero en EAF

La incorporación de hierro fundido en la fabricación de acero en EAF ofrece numerosos beneficios, como se describe a continuación:

1. Suministro de energía optimizado para hornos de piscina fundida no plana: Para los tipos de horno que no presentan una piscina fundida plana, el uso de hierro fundido permite la optimización del suministro de energía. Facilita la formación temprana de la piscina fundida, aumenta la duración del suministro de alta potencia y, en consecuencia, acorta el ciclo de fundición general.

2. Eficiencia térmica mejorada: El hierro fundido contribuye con calor físico y químico al proceso de fundición, mejorando así la eficiencia térmica general. Este aumento de la entrada de calor acelera la fusión y el refinado del metal, lo que conduce a una producción más eficiente.

3. Dilución de impurezas dañinas: El hierro fundido tiene la capacidad de diluir la concentración de elementos de impurezas metálicas dañinas presentes en el acero fundido. Este efecto de dilución ayuda a lograr un producto final más limpio y de mayor calidad, cumpliendo con los estrictos estándares de la industria.

Ratio óptimo de hierro fundido

Es crucial tener en cuenta que la cantidad de hierro fundido añadido no es simplemente "cuanto más, mejor". En cambio, es aconsejable mantener una proporción de hierro fundido entre el 30% y el 50%. Específicamente, cuando la intensidad del suministro de oxígeno es baja, la proporción óptima de hierro a carga (o hierro a agua, dependiendo del contexto) es de aproximadamente el 30%. Por el contrario, cuando la intensidad del suministro de oxígeno es alta, esta proporción se puede aumentar hasta alrededor del 50%.

Por ejemplo, el horno de arco eléctrico Quantum desarrollado por la empresa Prime de Alemania estipula que al menos el 50% de la carga debe consistir en chatarra para lograr suficientes beneficios de precalentamiento. Sin embargo, el método de fundición basado en convertidor empleado por los hornos hidroeléctricos totalmente metálicos ha, hasta cierto punto, disminuido la ventaja competitiva del EAF en términos de desarrollo sostenible.

En conclusión, si bien la chatarra de acero sigue siendo la piedra angular de la fabricación de acero en EAF, la incorporación estratégica de hierro fundido y otros sustitutos presenta una vía prometedora para superar las limitaciones de recursos y mejorar la eficiencia de la producción. Al controlar cuidadosamente la proporción de hierro fundido y optimizar el proceso de fundición, la fabricación de acero en EAF puede continuar evolucionando y prosperando en un panorama industrial cada vez más competitivo.

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