Materias primas para la fabricación de acero en hornos eléctricos

Materiales de acero

La fundición de acero en horno eléctrico se caracteriza por su carga en caliente y su carga en frío. La carga en caliente utiliza principalmente hierro fundido o acero fundido para la mezcla. Actualmente, la fundición de acero en horno eléctrico utiliza muy poco la carga en caliente. La carga en frío utiliza principalmente chatarra de acero, arrabio, chatarra de hierro, acero dulce, hierro esponjado, materiales de aleaciones intermedias y otros materiales metálicos.

Materiales para la fabricación de escorias, oxidantes, agentes que añaden carbono y carburantes

• Materiales para la fabricación de escorias: En el proceso de fabricación de acero en hornos eléctricos, los materiales alcalinos para la fabricación de escorias incluyen principalmente piedra caliza, cal, fluorita y ladrillos refractarios. En casos especiales, se utiliza una pequeña cantidad de materiales ácidos para la fabricación de escorias, como sílice o arena de cuarzo. La fabricación de acero en hornos eléctricos alcalinos tiene requisitos muy estrictos en cuanto a la calidad de los materiales para la fabricación de escorias. El uso de materiales de alta calidad para la fabricación de escorias reduce los gases y las inclusiones en el acero, mejora la capacidad de desfosforación y desulfuración, acorta el tiempo de fundición y reduce el consumo de energía y de refractarios.
• Oxidante: En el proceso de fundición de acero en horno eléctrico, para remover el baño de fusión y eliminar impurezas nocivas como gas y fósforo del acero, actualmente se utiliza principalmente el efecto oxidante para completar el proceso. Los oxidantes más comunes incluyen mineral de hierro, óxido de hierro, oxígeno, etc.
• Agente carbonizante: Para compensar la falta de carbono en la chatarra de acero, además de usar arrabio para añadir carbono, se suelen emplear materiales carbonizados como grafito natural, bloques de electrodos, coque, etc. Estos materiales se denominan colectivamente agentes carbonizantes. El uso de materiales carbonizados para añadir carbono a la carga favorece la formación de escoria espumosa en la etapa de oxígeno de la fabricación de acero en hornos eléctricos. Entre los agentes carbonizantes más comunes se encuentran el grafito natural, los bloques de electrodos y el coque.
• Carburador: En el proceso de fundición de acero en horno eléctrico, debido a una dosificación o carga inadecuada y a una descarburación excesiva, el contenido de carbono del acero a veces no cumple con los requisitos esperados. En este momento, es necesario añadir carbono al acero fundido. Los carburadores más utilizados incluyen: arrabio carburado, polvo de electrodo, polvo de coque de petróleo, polvo de carbón vegetal y polvo de coque.

Desoxidantes y materiales de aleación

Los desoxidantes en polvo comúnmente utilizados incluyen: polvo de ferrosilicio, polvo de silicio cálcico, polvo de aluminio, polvo de aleación intermedia, polvo de carburo de calcio y polvo de carburo de silicio.

Los desoxidantes en bloque y materiales de aleación comúnmente utilizados incluyen: bloques de carburo de calcio, ferrosilicio, ferromanganeso, aleación de silicio y manganeso, aleación de calcio y silicio, aleación de circonio y silicio, aleación de cromo y silicio, ferrocromo, ferrotungsteno, ferromolibdeno, ferrovanadio, ferrotitanio, ferroniobio, ferroboro, ferrofósforo, níquel, cobalto, aluminio, cobre y aleaciones de tierras raras.

materiales refractarios

Los materiales refractarios generalmente se refieren a materiales no metálicos con una refractariedad superior a 1580 °C, que resisten los efectos físicos y químicos de gases, polvo, escoria, metales líquidos y otras sustancias, y poseen cierta resistencia de mampostería y resistencia al anudado. Los materiales refractarios comúnmente utilizados en la fabricación de acero para hornos eléctricos incluyen principalmente materiales de aislamiento, productos refractarios, materiales refractarios anudados para revestimiento de hornos, lodos refractarios y hormigón refractario. Haga clic para saltar a la introducción detallada de los materiales refractarios.

Electrodo

La fabricación de acero en hornos eléctricos utiliza un voltaje más bajo y una corriente más alta. Se necesitan electrodos para suministrar una corriente fuerte al horno. Los electrodos son conductores de corriente con muy baja resistencia, lo que afecta la productividad y el costo del acero en hornos eléctricos. Los electrodos utilizados en la fabricación de acero en hornos eléctricos son principalmente:

1. Electrodo de carbono: está hecho de materiales de carbono con bajo contenido de cenizas, como antracita con bajo contenido de cenizas, coque metalúrgico, coque de asfalto, coque de petróleo, etc., en una determinada proporción y tamaño de partícula, y a una determinada temperatura, se agrega asfalto o aglutinante de alquitrán de hulla para mezclar y presionar para formar, y luego se coloca en un horno de tostación para una combustión lenta.
2. Electrodo de grafito: El electrodo de carbono se coloca en un horno de resistencia y se somete a un tratamiento de desertificación a una temperatura de 2000-2500 °C para obtener un electrodo de grafito. Durante el proceso de desertificación, el consumo de energía por tonelada de electrodo es muy elevado, lo que lo hace costoso. La conductividad del electrodo de grafito es aproximadamente cuatro veces mayor que la del electrodo de carbono.
3. Electrodo antioxidante: Para prevenir la oxidación superficial del electrodo, se pulveriza sobre su superficie una capa protectora resistente a la oxidación a alta temperatura. Los procesos más comunes incluyen:
   1. Rociar aluminio sobre la superficie del electrodo, luego aplicar esmalte sobre la capa de aluminio y tratarlo repetidamente con un arco eléctrico;
   2. Proyección de hierro y aluminio o níquel y aluminio;
   3. Pulverización de una mezcla de aluminio y carburo de silicio o de silicio y carburo de silicio.
4. Electrodos de alta y ultraalta potencia: Dado que las condiciones de uso de los electrodos de grafito de alta y ultraalta potencia son más rigurosas, se requiere que tengan mayor densidad de corriente nominal y resistencia mecánica, mayor conductividad, y menor coeficiente de expansión térmica y módulo elástico. Por lo tanto, los electrodos de grafito de alta y ultraalta potencia se fabrican con coque de aguja de petróleo como materia prima.

Aglutinante

Los siguientes son aglutinantes comúnmente utilizados en la fabricación de acero en hornos eléctricos.

1. Salmuera: Su componente principal es el cloruro de magnesio (MgCl₂). En la fabricación de acero en hornos eléctricos, se utiliza como aglutinante para apisonar revestimientos de arena de magnesia y bloquear y rellenar cuerpos de hornos. También se utiliza para lodos refractarios o lechadas de lodo de magnesia.
2. Vidrio soluble: también conocido como silicato de sodio. Debido a su capacidad aglutinante, se utiliza a menudo para preparar lodos, revestimientos, hormigón refractario, etc., y también para escorias sólidas o agentes de calentamiento que se configuran durante el vertido.
3. Alquitrán y asfalto: El alquitrán es un subproducto de la coquización, un líquido negro viscoso con gran viscosidad. En la fabricación de acero en hornos eléctricos, se utiliza principalmente como aglutinante para materiales refractarios y, en ocasiones, como recubrimiento para películas de lingotes. El asfalto es un producto del fraccionamiento del alquitrán, un sólido negro, y se utiliza principalmente como aglutinante para materiales refractarios en la fabricación de acero en hornos eléctricos.

Otros materiales

1. Argón: Se utiliza principalmente en la metalurgia de chorro y en la agitación de acero fundido para eliminar inclusiones, etc.; para evitar la oxidación secundaria del acero fundido, a veces se utiliza como agente protector durante el colado y vertido del acero.
2. Nitrógeno: Se utiliza principalmente para fundir acero con alto contenido de manganeso, acero inoxidable austenítico y otros grados de acero.
3. Parafina: Se utiliza principalmente para el vertido protector del acero.
4. Tetracloruro de carbono: Se utiliza principalmente para el vertido protector de acero o el recubrimiento de películas de lingotes.
5. Benceno: Tiene un fuerte poder disolvente y a menudo se utiliza para diluir el alquitrán.