En la siderurgia moderna, la presencia de plomo (Pb) y zinc (Zn), ambos más pesados que el hierro, puede causar graves problemas en las operaciones de refinación y en la calidad final del acero. Comprender sus efectos nocivos y aplicar técnicas eficaces de eliminación es esencial para optimizar el proceso de fabricación de acero.
Peligros del plomo y el zinc en el acero
- Daños a la estructura de acero
El plomo y el zinc alteran la matriz de ferrita y la estructura reticular, lo que afecta negativamente las propiedades mecánicas del acero, reduciendo su resistencia y tenacidad. - Impacto en los equipos del horno
Debido a su alta densidad, el plomo y el zinc tienden a depositarse en el fondo del horno. Esto no solo daña el electrodo inferior, sino que también acelera la erosión de los materiales refractarios del horno. - Dificultad en las operaciones de refinación
Eliminar el plomo y el zinc no es fácil y requiere técnicas de refinación especializadas para lograr resultados estables y efectivos.
Experiencia europea en procesos de desplome y deszinc
En Europa, el exceso de plomo y zinc en la chatarra es bastante común, lo que impulsa a las siderúrgicas a desarrollar tecnologías avanzadas de eliminación. Cabe destacar que la planta siderúrgica BSW en Alemania y la tecnología del horno de arco eléctrico de 90 toneladas han alcanzado su madurez y se aplican con éxito en la producción. Nuestra propia experiencia con hornos de arco eléctrico de CC también ha demostrado que estos métodos pueden satisfacer las necesidades de producción.
Métodos de eliminación de plomo
El plomo es un elemento relativamente estable y de bajo potencial de oxidación, que tiende a evaporarse rápidamente en condiciones de producción de acero. Los principales pasos para su eliminación son:
- Etapa de oxidación: Cuando el muestreo muestra un exceso de plomo en el acero fundido, se detiene la inyección de carbono. Se aumenta la intensidad y el ángulo del soplado de oxígeno para oxidar el carbono del acero por debajo del 0,10 %. Una agitación fuerte eleva la temperatura del acero, lo que promueve la oxidación del plomo en el fondo del horno y su captura por la escoria. Este proceso suele durar de 2 a 6 minutos.
- Etapa de reducción y evaporación: A continuación, se inyecta polvo de carbón espumoso, reduciendo rápidamente los óxidos de plomo a plomo metálico. El plomo se evapora y se libera en el gas del horno, eliminando eficazmente una parte. Estudios demuestran que este método puede eliminar más del 25 % del plomo, lo que lo convierte en una solución industrial práctica.
Proceso de eliminación de zinc
Dado que el zinc comparte propiedades químicas y físicas similares con el plomo, el proceso de eliminación de zinc es prácticamente el mismo. Sin embargo, en la práctica, la eliminación de zinc suele ser aún más eficaz, lo que la convierte en un método ampliamente adoptado en la fabricación de acero con hornos de arco eléctrico.
