Análisis de refosforación en aceración eléctrica y estimación de pasaje de escoria

Abstract

Como es bien sabido el fósforo es perjudicial en el acero, dado que incrementa la tendencia a la fisuración en caliente durante la operación de colado, y además deteriora las propiedades del producto final. Por lo tanto, el control de este residual es un punto crítico a lo largo del proceso de aceración. Esto sólo se logra al trabajar bajo condiciones óptimas que favorezcan la eliminación del mismo. El presente trabajo fue realizado en el marco de una Pasantía Educativa de Verano en la planta TenarisSiderca. Durante el mismo se estudió el comportamiento y la evolución del fósforo, desde la etapa de fusión del acero en el horno eléctrico, hasta su tratamiento de afino en el horno cuchara. De modo paralelo, y en íntima relación con la refosforación, se estudió el pasaje de escoria al sangrado. El seguimiento abarcó un total de 40 coladas a lo largo de las cuales se extrajeron muestras de acero y escoria en distintos momentos del proceso. Se analizaron los datos de composición química en conjunto con las mediciones de temperatura, y actividad de oxígeno. Además se presentaron diferentes modelos termodinámicos propuestos en la literatura para describir el equilibrio del fósforo entre el metal y la escoria. Los principales resultados de los análisis propuestos son: -El modelo de Suito – Balajiva es aquel que mejor describe el comportamiento del fósforo en el sistema estudiado. En general, la concentración de fósforo presente en el acero luego del calentamiento final es mucho menor a la predicha por todos los modelos bajo condiciones de equilibrio. Esto se debe a que la cinética de transferencia de fósforo entre el acero y la escoria actúa como paso limitante de la reacción. -La refosforación al sangrado es más crítica que la refosforación en horno. A su vez, el pasaje de escoria es la componente que mayor fósforo aporta durante este proceso. Por otro lado la distribución de refosforación, tanto en horno como al sangrado, presenta una alta dispersión debido a las numerosas variables que afectan ambas etapas. De este modo es necesario, para cada colada en particular, poner mayor o menor énfasis sobre cada una de estas variables. -La composición instantánea de la escoria juega un rol tan importante como la temperatura en la refosforación en horno. Por ello es fundamental su control y renovación continua. No existe una relación directa entre el pasaje de escoria y la actividad de oxígeno al sangrado o la cantidad de coladas del Tap Hole. De esta manera se acentúa la importancia del operador para evitar, en la medida posible, la ocurrencia de este evento.