En la fabricación de acero en hornos de arco eléctrico, la calidad y el rendimiento de la masa de apisonamiento inferior son cruciales para garantizar la integridad del horno, prolongar su vida útil y optimizar la eficiencia de la producción de acero. Entonces, ¿cuáles son las características técnicas esenciales de una masa de apisonamiento inferior ideal para hornos de arco eléctrico?
- Sinterización rápida para formar una capa de trabajo densa
- Transición de fase de compuestos de punto de fusión bajo o medio a alto
- Resiste la penetración de escoria manteniendo una ligera porosidad en las capas más profundas
¿Cómo funciona la masa de apisonamiento inferior del EAF y cómo se desgasta con el tiempo?
El proceso de sinterización de la masa de apisonamiento seco comienza tras el encendido del horno. Cuando la temperatura alcanza alrededor de 1250 °C, los componentes menores de Fe₂O₃ ayudan a reducir el punto de fusión del CaO, produciendo una pequeña cantidad de fase líquida que se disuelve en periclasa (MgO). Por otro lado, una parte del MgO también se disuelve en ferrita de calcio, formando soluciones sólidas limitadas que facilitan la etapa inicial de sinterización.
A medida que la chatarra se funde y la temperatura aumenta, estas fases evolucionan. Las fases líquidas ricas en CaO pueden precipitar como cristales de CaO, transformarse en silicato de calcio (C₂S) o enriquecerse en zonas con alto contenido de calcio. Finalmente, los componentes crudos pasan de estructuras de MgO + C₂F a RO + SiO₂, completando así el proceso de sinterización.
Además, la interacción entre la periclasa y el vapor de agua puede generar gas hidróxido de magnesio:
MgO(s) + H₂O(g) → Mg(OH)₂(g)
2MgO(s) + H₂O(g) → 2Mg(OH)(g) + ½O₂(g)
Esto resalta la importancia de prevenir la humedad, especialmente durante la construcción y el precalentamiento del horno. Las fugas de agua o la humedad pueden dificultar considerablemente el proceso de sinterización y causar grietas.
Una sinterización adecuada garantiza la estabilidad del fondo del horno, lo que también ayuda a absorber el impacto de las operaciones de carga. Sin embargo, si las temperaturas son demasiado altas, la migración excesiva de fases líquidas hacia el acero fundido puede provocar grietas superficiales. Por lo tanto, es fundamental mantener un control óptimo de la temperatura durante el precalentamiento para preservar la integridad de la capa sinterizada y cumplir con los requisitos metalúrgicos del proceso de fabricación de acero.
Mecanismo de desgaste y beneficios de rendimiento
La corrosión de la capa de apisonamiento del fondo del horno de arco eléctrico es una reacción lenta y cíclica, regulada por el tiempo y la temperatura. Con cada calentamiento del acero, la superficie de trabajo experimenta una fina reacción de oxidación, generalmente de 1 mm de profundidad, y se regenera en el ciclo siguiente. Esta regeneración dinámica hace que los fondos de horno revestidos con masa de apisonamiento sean más estables químicamente y más duraderos que los revestimientos tradicionales de ladrillo.
Es importante destacar que el nivel de compactación durante la instalación juega un papel decisivo. Una masa de apisonamiento mal compactada puede provocar fusión localizada, desprendimiento de bloques o incluso la penetración del acero frío. Por lo tanto, un apisonamiento meticuloso durante la construcción es esencial para maximizar el rendimiento y la longevidad del horno.
