Proceso de descarbonización del horno VOD

Proceso de descarburación en horno VOD

El horno VOD (Descarburación por Oxígeno al Vacío) es un método de refinado para reducir el contenido de carbono en acero fundido. Se controla principalmente a través de la tasa de suministro de oxígeno (intensidad), la posición de la lanza de oxígeno soplada por la parte superior, el nivel de vacío (determinado por el número de bombas de vacío en funcionamiento) y el caudal de argón inyectado por la parte inferior.

Etapas del proceso

La descarburación en el horno VOD se produce en dos etapas distintas:

1. Etapa de soplado de oxígeno al vacío  

   Durante la inyección inicial de oxígeno, se produce la desilicificación durante aproximadamente dos minutos, seguida de la descarburación activa. Para minimizar las salpicaduras y evitar el bloqueo del sistema de alimentación, la lanza se mantiene en una posición alta (típicamente ≤900 mm) mientras se reduce el flujo de argón. La velocidad de descarburación depende de factores como la intensidad del suministro de oxígeno, la intensidad de agitación con argón, el contenido inicial de carbono y la temperatura del acero. Por ejemplo:

   - Con un carbono inicial de 0,27%, la velocidad media de descarburación es de aproximadamente 0,0125%/min.

   - Con un carbono inicial de 0,41%, la velocidad aumenta a aproximadamente 0,0188%/min.

   Una fuerte agitación por la parte inferior con una intensidad de argón de 0,01–0,02 Nm³/(t·min) no solo mejora la descarburación, sino que también reduce la oxidación del cromo.

2. Etapa de descarburación al vacío  

   Cuando el contenido de carbono en el acero alcanza aproximadamente el 0,08%, se detiene el soplado de oxígeno y la descarburación continúa al vacío. Cuanto menor sea el carbono final objetivo, mayor será el nivel de vacío requerido y mayor será el tiempo de descarburación, generalmente entre 15 y 30 minutos.

Control del proceso y determinación del punto final

Dado que el refinado VOD opera al vacío, el control automatizado preciso es esencial. La determinación precisa del contenido de carbono en el punto final es fundamental para la estabilidad del proceso y la calidad del producto final. Los dos métodos principales utilizados son:

- Análisis de gases de escape  

  Un analizador infrarrojo monitorea continuamente las concentraciones de CO, CO₂ y O₂ en los gases de escape. Combinado con los datos del nivel de vacío, este método permite el control en tiempo real del proceso de refinado y la determinación precisa de cuándo detener el soplado de oxígeno. Es ampliamente aplicable y no está limitado por configuraciones específicas de equipos.

- Medición de carbono en fase gaseosa  

  Este enfoque calcula la eliminación de carbono midiendo el volumen total de gases de escape y su contenido de CO y CO₂, generando una curva de disminución de carbono en tiempo real. El soplado de oxígeno se interrumpe una vez que se alcanza el carbono del punto final objetivo.

Mediante una cuidadosa regulación de los parámetros operativos y una detección fiable del punto final, el proceso VOD permite una descarburación eficiente y controlada, minimizando al mismo tiempo la pérdida de valiosos elementos de aleación como el cromo.

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