En la fabricación de acero en hornos de arco eléctrico, la escoria espumosa desempeña un papel vital en la mejora de las reacciones metalúrgicas, el ahorro de energía, la protección del revestimiento del horno y la mejora de la calidad del acero.
Principio de formación de la escoria espumosa
Cuando la cal y la dolomita se disuelven en escoria, los gases que escapan de ella crean burbujas. Estas burbujas están separadas por partículas en suspensión como 2CaO·SiO₂, 3CaO·P₂O₃, MgO y MgO·SiO₂. A medida que continúa la liberación de gases, la presión de las burbujas aumenta y el volumen de la escoria se expande decenas o incluso cientos de veces, formando una escoria espumosa estable.
Funciones principales de la escoria espumosa en la fabricación de acero
- Fomento de las reacciones metalúrgicas
La escoria espumosa actúa como un medio reactivo, eliminando eficazmente impurezas como [P], [S], [Zn], [Pb], [Si] y [C] del acero fundido. Estudios demuestran que la escoria espumosa de buena calidad puede expandir considerablemente la interfaz de reacción, mejorando significativamente la calidad del acero crudo. - Cobertura del acero fundido para evitar la reoxidación y el enfriamiento
Con una basicidad de 2,0 a 3,0 y una cobertura de arco estable durante más de 12 minutos, la escoria espumosa puede reducir el efecto de los gases de ionización del arco en la absorción del acero, a la vez que limita el aumento de hidrógeno causado por el agua de pulverización del electrodo. - Mejora de la eficiencia de transferencia de calor
Al cubrir el arco, la escoria espumosa reduce el daño al revestimiento del horno y mejora la eficiencia térmica. Al cubrir completamente el arco, la eficiencia térmica supera el 90 %; con una cobertura parcial, solo alcanza el 70-75 %. Además, mitiga el fenómeno de «deflexión del arco» en los hornos de CC, reduciendo la erosión de las paredes del horno. - Mejora de la entrada de energía y reducción del parpadeo y el ruido
La escoria espumosa de alta calidad mejora la tasa de entrada de energía, previene la rotura del arco y reduce las pérdidas de radiación y ruido. Sin una cobertura eficaz, más del 29 % de la energía de entrada se pierde en forma de luz y ruido del arco. La escoria espumosa puede reducir el ruido entre 10 y 30 dB. - Protección del revestimiento refractario
La escoria espumosa amortigua el efecto de la ebullición intensa durante la descarburación, ralentizando la erosión física. Las escorias con un contenido de MgO superior al 5 % reducen el desgaste de los ladrillos de magnesia-carbono, prolongando así la vida útil del horno. - Absorción de inclusiones y mejora de la pureza del acero
Durante el soplado, la escoria espumosa absorbe grandes inclusiones de óxido, formando silicatos y fosfatos. Esto la convierte en un factor importante para la producción de acero crudo más limpio. - Reducción de la pérdida por salpicadura y mejora del rendimiento metálico
Un alto suministro de oxígeno en hornos de ultraalta potencia suele aumentar la salpicadura de metal. La cobertura de escoria espumosa minimiza la pérdida por salpicadura, aumentando el rendimiento metálico entre un 3 % y un 8 % en comparación con condiciones de escoria deficientes.
En general, la escoria espumosa no es sólo un subproducto de la fabricación de acero en hornos de arco eléctrico, sino una herramienta fundamental para aumentar la eficiencia metalúrgica, reducir las pérdidas de energía y proteger los equipos del horno.
