Ventajas
de la fabricación de acero en HEA:
- Se puede fabricar cualquier acero, lo único que nos va a limitar es la materia prima.
- Acepta todo tipo de cargas: chatarra, lingote de hierro, arrabio...
- El proceso de fusión se puede programar y automatizar.
- Alta eficiencia del proceso.
Los
componentes esenciales del horno eléctrico de arco son:
- Cuba del horno con dispositivo de colada.
- Sistema para volcar en la cuchara.
- Paredes con paneles refrigerados por agua.
- Bóveda refrigerada por agua, con un sistema giratorio que permita la abertura total de la parte superior.
- Brazos portaelectrodos.
- Sistema de accionamiento hidráulico que mueva los electrodos a gran velocidad para regular el arco eléctrico, manteniendo constante la corriente.
- Sistema de cables flexibles y refrigerados por agua para transportar la corriente eléctrica.
- Transformador que reciba corriente a alta tensión y la baje hasta el voltaje necesario.
- Agujero en la bóveda que pueda captar los humos, éstos se conducirán hasta la instalación de depuración.
La
cuba del horno será generalmente cilíndrica y va a estar cubierta
de refractario. El diámetro de esa cuba va a definir el peso de
colada. El tamaño puede oscilar desde unas pocas toneladas a 300, la
mayoría están entre 60 y 150 toneladas.
La energía necesaria para fundir la chatarra de un horno medio es superior a la que necesita un municipio de 80.000 habitantes, las compañías eléctricas alimentarán las acerías con líneas de muy alta tensión.
Marcha de
una colada:
La principal función es la fusión de la carga.
Suponiendo luego metalurgia secundaria, va a seguir estos pasos:
- Carga de la chatarra.
- Fusión.
- Oxidación y desfosforación.
- Calentamiento.
- Colada.
Las cestas de chatarra van a
incluir fundentes y agentes carbonosos.
Una vez llenado el horno, se conecta la corriente eléctrica y se inicia el proceso de fusión. Además también se va a inyectar oxígeno para facilitar la fusión.
La chatarra que se mete, al fundirse ocupa mucho menos, por tanto, podremos meter una segunda e incluso una tercera cesta de chatarra conforme se va fundiendo.
Después de la fusión, al inyectar oxígeno obtendremos FeO.
Si la escoria es básica, el P va a pasar a ella (defosforación).
El FeO de la escoria se va a reducir gracias a la inyección de oxígeno y cok, para que se forme CO que irá a la atmósfera y el Fe reducido pase al baño.
El proceso en los
hornos más actuales dura menos de 60min,
consumiendo 390Kwh, 30Nm^3 de O y 8kg de carbón por tonelada
de acero producida.
Optimización
energética:
En el sistema de aspiración de humos, vamos a necesitar grandes potencias de aspiración, la inversión en estos sistemas puede alcanzar valores del mismo orden que el propio HEA. El calor se puede escapar por estas instalaciones suponiendo pérdidas próximas al 25% del total empleado en la fusión de chatarra.
Se han desarrollado muchas aplicaciones con el objetivo de recuperar parte de esa energía que se escapa, precalentando la chatarra cuando está en las cestas.
La importancia de la chatarra, como podemos ver, es muy significativa y por tanto es crucial una buena elección de la misma.
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