En la fabricación de acero en hornos de arco eléctrico, la preparación de la carga es uno de los pasos más importantes que influyen en la eficiencia de la fusión, la calidad del acero, la vida útil del horno y el rendimiento del metal. La selección precisa de la chatarra y una carga adecuada no solo favorecen un refinado estable, sino que también garantizan un control óptimo de la composición química del acero fundido.
Esta guía describe los principios básicos de la carga en hornos de arco eléctrico, así como medidas eficaces para prevenir el exceso de azufre y fósforo en el proceso de fabricación de acero.
Principios básicos de la preparación de la carga en hornos de arco eléctrico
1. Cobrar según los requisitos del grado de acero
Todos los materiales deben seleccionarse y dosificarse en función del grado de acero o la escala de carga:
- El contenido de carbono de la carga debe cumplir con el grado de acero objetivo.
- Los niveles de azufre (S) y fósforo (P) de la chatarra deben ser ≤ 0,08 % cada uno para minimizar las desviaciones entre la química del acero fundido calculada y la real.
- Los trozos de chatarra de distintos tamaños deben combinarse adecuadamente para garantizar una carga fácil y una fusión rápida.
2. Asegúrese de que el pesaje de los materiales de carga sea preciso
Un pesaje preciso es esencial para un peso de colada estable y un control confiable de la composición, especialmente cuando se producen aceros de alta aleación:
- Un pesaje impreciso provoca ajustes excesivos de la aleación, un volumen de acero inestable y problemas de fundición.
- La chatarra de menor calidad debe evaluarse para determinar el rendimiento de metal esperado y las impurezas como arena o residuos ácidos deben eliminarse para mantener la basicidad adecuada de la escoria durante la fusión.
3. Retire los elementos peligrosos y sellados antes de cargar
La chatarra debe inspeccionarse cuidadosamente para eliminar:
- Contenedores sellados
- Tubería cerrada
- Componentes presurizados o potencialmente explosivos
Estos deben retirarse o abrirse antes de cargar para evitar explosiones peligrosas dentro del horno.
4. Evite la chatarra de gran tamaño para reducir la dificultad operativa
Los hornos de arco eléctrico convencionales se caracterizan por una agitación del baño limitada, un aumento de temperatura más lento y una presión de soplado de oxígeno relativamente baja.
Para reducir la carga de trabajo del operador y garantizar una fusión segura:
- Las piezas individuales de desecho que pesen más de 500 kg no deberán facturarse.
5. Ajuste la adición de carbono según la composición de la chatarra
Durante la fusión temprana, elementos como el silicio, el manganeso, el titanio y el cromo se oxidan antes que el carbono debido a su mayor afinidad con el oxígeno.
Cuando estos elementos están presentes en niveles más altos en la chatarra:
- La pérdida por oxidación del carbono disminuye
- El contenido de carbono añadido debe reducirse adecuadamente
Este ajuste ayuda a mantener niveles de carbono equilibrados durante la fusión.
6. Requisitos para procesos de horno eléctrico de arco eléctrico no oxidante
Para prácticas de fabricación de acero no oxidante:
- Los materiales de carga deben estar limpios, secos y libres de humedad.
- Durante la producción de acero de alta aleación se debe evitar la chatarra muy oxidada.
- Los conjuntos mecánicos o componentes estructurales grandes e intactos nunca deben cargarse enteros.
Experiencia práctica
En las operaciones de hornos de arco eléctrico, una preparación de carga bien planificada puede reducir la carga de trabajo del operador del horno a la mitad y, al mismo tiempo, mejorar significativamente la calidad del acero fundido y la eficiencia de refinación.
Cómo prevenir niveles altos de azufre y fósforo en la carga del horno eléctrico de arco
Mantener niveles bajos de azufre (S) y fósforo (P) durante la preparación de la carga es esencial para producir acero limpio y de alta calidad.
1. Inspeccione el arrabio antes de cargarlo
El arrabio suele presentar grandes fluctuaciones en el contenido de azufre y fósforo.
Por lo tanto:
- Se requiere un análisis químico antes de poder utilizarlo como parte de la carga.
2. Prohibir que materiales con alto contenido de azufre entren al horno.
No se debe cargar chatarra con altas cantidades de azufre en el horno de arco eléctrico. Algunos ejemplos son:
- Artículos que contienen caucho, como neumáticos de automóviles o bicicletas.
- Piezas de acero de fácil mecanización para automoción
- Recipientes de destilación desechados
- Hierro fundido de baja calidad
- Radiadores de calefacción antiguos y componentes similares
El uso de estos materiales aumenta significativamente los niveles de azufre en el acero fundido.
3. Evite estrictamente la chatarra con alto contenido de fósforo
Nunca se debe utilizar chatarra con alto contenido de fósforo, incluyendo:
- Fundiciones de acero (a menudo enriquecidas con fósforo para mejorar la fluidez)
- Paneles de carrocería de automóviles y vagones de ferrocarril fabricados en acero corten
- Chatarra de arrabio
- Unidades de radiador de residuos
Estos materiales producen niveles elevados de fósforo, lo que dificulta el control de la composición y reduce la limpieza del acero.
Conclusión
La preparación eficaz de la carga es la base de la fabricación de acero en horno de arco eléctrico de alta calidad.
Siguiendo una selección adecuada de chatarra, un pesaje preciso, prácticas de carga seguras y un control estricto de los materiales que contienen azufre y fósforo, los fabricantes de acero pueden lograr:
- Fusión más rápida
- Mayor pureza del acero
- Mayor vida útil del horno
- Producción estable y confiable
Estas prácticas garantizan una calidad constante del acero y un rendimiento óptimo durante todo el proceso de fabricación de acero en horno de arco eléctrico.
