En la fabricación de acero con hornos de arco eléctrico y otros procesos metalúrgicos, la escoria espumosa desempeña un papel fundamental en el ahorro de energía, la protección del revestimiento del horno y la mejora de la eficiencia de la refinación. Entonces, ¿cuáles son las características esenciales de una buena escoria espumosa?
1. Capacidad adecuada de formación de espuma
La escoria debe fundirse rápidamente y formar una película líquida con la viscosidad adecuada. Esto permite que las burbujas de gas permanezcan estables durante 4 a 8 segundos, lo que se conoce como índice de espumación, un indicador clave de la calidad de la escoria.
2. Viscosidad adecuada y partículas estabilizadoras
La viscosidad de la escoria debe permanecer dentro de un rango apropiado:
- Si es demasiado alto, obstaculizará reacciones metalúrgicas como la desfosforación.
- Si es demasiado bajo, puede acelerar la erosión del revestimiento del horno.
Una escoria espumosa de buena calidad también debe contener partículas en suspensión, como 2CaO·SiO₂ y compuestos que contengan MgO (p. ej., 2CaO·SiO₂·MgO, MgO·SiO₂). Estos compuestos estabilizan la escoria y mejoran la formación de espuma.
3. Contenido óptimo de FeO
El contenido de óxido de hierro (FeO) en una escoria espumosa de buena calidad debe mantenerse entre el 14 % y el 20 %. Esto garantiza una correcta disolución de la escoria y favorece reacciones de refinación como la desfosforación.
Cuando el contenido de carbono en el acero fundido es bajo, la inyección de polvo de carbono reacciona con el FeO para generar gases, necesarios para la formación de espuma. Sin embargo, si el FeO supera el 20 %, degrada las partículas en suspensión (como el silicato dicálcico), lo que reduce la calidad de la formación de espuma.
4. Perlas de hierro metálicas controladas
La escoria espumosa debe contener una cantidad razonable de microgotas de hierro metálico. Idealmente, la escoria que fluye desde la puerta del horno no debe presentar emulsificación, y la escoria que entra en la fosa no debe contener un exceso de microgotas de hierro incandescente.
Para obtener los mejores resultados:
- La escoria con una basicidad superior a 2,2 debe tener un aspecto floculante.
- La escoria con una basicidad de alrededor de 2,0 debe tener un aspecto escamoso.
5. Efecto de la temperatura
La temperatura es fundamental para la fusión de la escoria. Una vez fundida, siempre que se produzca la reacción carbono-oxígeno en el baño, se puede lograr la formación de espuma.
Generalmente, la temperatura tiene un impacto mínimo, pero cuando la basicidad de la escoria es de 2,0 a 3,0 y la temperatura supera los 1650 °C, la calidad de la formación de espuma disminuye significativamente. Los operadores suelen utilizar este fenómeno como indicador de la temperatura del baño de fusión.
