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UNIVERSIDADNACIONAL DANIELALCIDES CARRION
CATEDRA: ING. Ramiro SIUCE BONIFACIO
FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE METALURGIA
ALTO HORNO
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PROCESOS SIDERURGICO DEL ACERO
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1. ALTO HORNO
Es un reactor verticalcontinuo en contracorriente, que se utilizapara la produccin delhierro de primera fusin
arrabio, a partir demineral de hierro.
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2. PARTES DEL ALTO HORNO
2. ETALAJE.Esta parte ubicada
encima del crisol; de forma cnicatroncada.
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5. TRAGANTE.Extremo superiordel alto horno donde se carga lacarga
!. VIENTRE.Esta parte forma lazona entre los etalajes y la cuba.
. CUBA.Forma cnica truncada esla unidad ms alta del horno.
1. CRISOL. Esta parte sirve comodepsito de los materialesfundidos, el arrabio y la escoria;tienen una forma cil!ndrica.
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!. MATERIALES UTILI"ADOS
PELLETS
FUNDENTE
CO#E
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!.1. PELLETS
Fe2O3.HEMATITES, contiene 70% de Fe y 30% de 02, poco P y S.
Fe2O3.nH2O LIMONITAS, (o hematita pardo) contiene 60% de Fe y 14% de
agua de crita!i"aci#n, e! contenido en P $ara grandemente.
Fe3O4 MAGNETITA& contiene 72.4% de Fe y 27.6% de 02, contenido en P
$aria grandemente.
FeCO3 SIDEROSA& contiene 40.2% en Fe y 37.4 en '02ao contenido en
*n, *g y 'a.
FeS2PIRITAS;contiene 46.6 % de Fe y a!to contenido de a"u+re (mayor
de 4% en S) no uti!i"ado como mena de hierro
Pelotillas de !"" a 2! ""de di#"et$o% de &olo$ ne'$o
( )osen *+ena $esisten&ia
"eni&a% &on ,! - de Fe
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Es un combustible artificial slido poroso formado por
carbono, -ue e otiene depu de ometer carone ae!e$ada / en auencia de 2, pro$ocando !a !ieraci#n de
gae. ee tener una reitencia mecnica de! orden de 160
g5cm2 para reitir in pu!$eri"are grande carga. Su
poder ca!or+ico e de 7000 ca!5g. 'onteniendo 1% deceni"a, iendo u tamao mnimo 2mm.
!.2. CO$UE.
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!.!. EL FUNDENTE.
Es el mineral de "a"#$ que
tiene como funcin principal la
combinacin con las
impurezas %&, ', 'i, etc.(existentes en el material de
hierro o en proporciones
reducidas de los pelletsformndose as! la E'"#)*+.
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MATERIALES POR TONELADA DEARRABIO
&ellets %Fe#$( - /0 1g. "oque 2/ 1g. "aliza %"a"#$( 2 1g. "uarcita 2 1g.
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. PROCESO DEL ALTO HORNO
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PROCESO
"olada del arrabio
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$Fe#$3 "# Fe$#3 "#
Fe$#3 "# $Fe# 3 "#Fe# 3 "# Fe 3 "#
R%&'((i)* I*&ir%(+a
$Fe#
$3 " Fe
$#
3 "#
Fe$#3 " $Fe# 3 "#Fe# 3 " Fe 3 "#
R%&'((i)* &ir%(+a
5. REACCIONES DE FORMACION DEL ARRABIO
"arburizacin
$Fe 3 " Fe$"
"(s)
3 #(g)
"#(g)
"%s( 3 "#(g) "#(g)
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III "ONA: 3,,- A 16!5,- C 7a8or(i)* &% (aor9 )educcin directa del xido ferrico4
Fe# 3 " Fe 3 "#Fe#$ 3 $" Fe 3 $"#
6isociacin de los carbonatos4"a"#$ "a# 3 "# )educcin de los xidos de manganeso4
8n# 3 " 8n 3 "# Formacin de la escoria primaria, silicatos4 El silicio existente en el mineral forma de s!lice %'i#(,
8n# 3 'i# 8n 'i#Fe# 3 'i# Fe# 'i#"a# 3 'i# "a# 'i#
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IV "ONA: 16!4,- A 1655,- C En esta zona, el hierro conserva un estado semislido
pastoso y esponjoso, mezclado a9n con parte de laganga a9n no disuelta totalmente4
"arburacin de la fundicin4 $Fe 3 " Fe$")educcin de xidos y formacin de escorias4 )educcin directa del manganeso4
8n# 3 " 8n 3 "# )educcin directa del silicio4
'i#3 " "# 3 'i )educcin del fsforo4
%"a#($ $'i# $"a# 'i#3
2" &3 2"#
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V "ONA: 1655,- A 16,,- C 7"ONA DE COMBUSTION9 :as reacciones que en esta zona se producen son4 )eaccin de combustible, exotrmica4
" 3 # "#
" 3
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VI "ONA: 165,,- A 1654, ;C 7SEPARACION METAL'% ?orma* ii(a+o
D%'?'ra(i)*
8n' 3 CaO3 " 8n 3 "a' 3 "#
Fe' 3 CaO3 " Fe 3 "a' 3 "#
CaCO! CaO@ CO2
D%(omoi(i)* &% ?'*&%*+% 7Cai=a9
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3. COLADA 7ARRABIO9
Se rea!i"a en un recipiente o en uno coche !!amado
torpedo, iendo !a compoici#n de! arraio
ANALISIS C M* Si S P
STANDART !.. < ,.!,. Ma. ,.,5 Ma. ,.,5
PROMEDIO .1, ,.,2 ,.5, ,.,!5 ,.,5
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'e producen generalmente tres clases de arrabio, seg9nla composicin que se da a la carga4 el gris, el blanco yel atruchado.
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El lingote gris contiene $ a >", en forma de escamasgraf!ticas. ?iene aspecto cristalino o granular y es decolor gris oscuro. 'u ?@ fusin es mas alta que la dellingote blanco, pero es mas fluido cuando esta fundido.
En el lingote blanco, todo el " esta combinado con el Feen forma %Fe$"(. 'u aspecto es blanco, y algunas vecescristalino. Es ms duro y frgil, que el lingote gris. Fundea A ?@ pero es menos fluido; no se utiliza para fundicin.
El lingote atruchado es un tipo intermedio entre el gris yel blanco y contiene carburo combinado y en forma degrafito. 'u aspecto es de una matriz de hierro blancocon manchas grises.
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El azufre, es introducido en el alto horno sobre todo porel co1 en forma de sulfuro o de sulfato.
Fe' 3 "a# "a' 3 Fe# :a desulfuracin por el manganeso se realiza con
arreglo a la siguiente reaccinFe' 3 8n# 8n' 3 Fe#
tambin el manganeso %8n( procedente de la reduccindel oxido de manganeso %8n#( reacciona con el Fe'.
8n 3 Fe' 8n' 3 FeEn resumen4:a desulfuracin por la cal exige un granconsumo de combustible, y la desulfuracin por elmanganeso una importante aportacin, de mineral demanganeso.
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. ESCORIA
Si(% 7SiO29 1 a !
A'mi*a 7A2O!9 a 23 Ca 7CaO9 !, a 5, E* /%*%ra6 a 'ma &% aa'mi*a &% a i(% '%%ariar &% 5 a 55 .
Es el sub producto de la fabricacin del arrabio en el alto
hornose suele decir o se hace hierro en el alto horno, se hace
escoriaG.H Es decir, que si el horno produce buena
escoriaI, el funcionamiento del horno y el arrabio obtenido
sern tambin buenos.
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:as escorias empiezan a formarse hacia los J00@ a /00@'i#Fe# K 'i#Fe# K 'i#8n#
Estos tres silicatos, al descender con la carga por el
horno, reaccionan al llegar a los -.-00@, con la cal%"a#(, formada de /00@ a L00@, teniendo lugar lassiguientes reacciones 'i#Fe# 3 "a# 'i#"a# 3 Fe#
'i#Fe# 3 "a# 'i#"a# 3 Fe#
'i#8n# 3 "a# 'i#"a# 3 8n#
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6iagrama ternario 'i#M +l#$.N"a#
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GASES DE HORNO ALTO
'e obtiene O.000 1g. %.200 m$( de gases por ?n dearrabio, a ?@s de /00@ a L00@ con una potencia calor!ficamedia de L00 Pcal.Qm$.
Bna vez depurados en los separadores de polvo se
aprovechan los gases para4 "aldear el aire que se inyecta por las toberas de los
altos hornos, en las estufas "oRper. "omo combustible para caldeo de los hornos de co1,
hornos de fosa para laminacin, etc. &ara produccin de fuerza en motores adecuados. &ara produccin de energ!a elctrica.
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"omposicin aproximada en volumen de estos gases
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Ca('o &% a a+'ra +o+a &% a+o 0or*o:H 4..V,.22 m
Si%*&o V % o'm%* +i %* m. La a+'ra +i &% 0or*o:
H' ,. H m. A+'ra &% (rio:
0( ,.115 H' m.
Dim%+ro &% (rio:&( ,.!2 V,.5m. A+'ra &% i%*+r%:
0 ,., H' m. Dim%+ro &% i%*+r%:
D ,.5 V,.m. A+'ra &o a ('8a:
0 ('8a ,.4H' < !., m.
A+'ra &% +ra/a*+%:0+ ,.1,5H' m. Dim%+ro &% +ra/a*+%:
&+ ,.!, V,.!4m. A+'ra &% %+aaK%:
0% !., a !.5 m. E */'o &% a ('8a ! < 4- % */'o &% %+aaK% B 3 a 2;
DISEO DEL ALTO HORNO
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PROBLEMA:+e &antidad de "ine$al ne&esa$io% se ne&esita )a$a o*tene$ ton.
De a$$a*io
ato
'ompoici#n de! minera!
Fe2
38888888888 79 % Si
2888888888888888 12 %
*n 888888888888 2. % :!2388888888888888 3 %
P288888888888 2. % ;28888888888888888 1 %
'ompoici#n de !a ecoria
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eterminando !a cantidad de hierro -ue contiene una tone!ada de
minera!./ase0 111 '.
Peo de! Fe23= 1000g > 0.79 =790 g
Peo at#mico de! Fe = 6, y de! 2= 4?
Fe2 = >
Fe23 790
por !o tanto
> = 790 @ 112 = 3Ag 160
'ontenido de hierro 3 g5t de minera!
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'a!cu!o de! contenido de hierro -ue paa a !a ecoria
3 @ 0.00 = 2.76
'ontenido de hierro Bti!
3 C 2.76 = 0.23
Peo de! minera! para otener una tone!ada de arraio.
e! an!ii e tiene 92.6 % Fe
1000 Ag @ 0.926 = 926 t5 ton de arraio
926 t5ton de arraio
> = 1000 @ 926 > = 16?2.91 Ag5ton de arraio
0.23
Dta Para 1 ton de arraio e neceita 16?2.91 Ag de minera!5t de arraio
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JL0 1g Fe#$ -- 1g Fe
-?on 8ineral -O0 1g Fe#$
2L,- 1g Fe - ?n de 8ineral
-000 1g Fe S ?n de mineral
22$ 1g FeQ ?n 8ineral
22$ x 0.002 5 ,JO2 1g Fe
22$ x .JO2 5 220,$21g Fe
220,$21g Fe L.O >
S 1g Fe -00 >S 5 2L,-1g Fe
S 5 -,O/$1g 8ineral
Ca('o &% %o &% arra8io
Ca('o &% %o +i &% F%
Ca('o &% %o &% F% >'% aa a a %(oria
Ca('o &% %o R%a &% F% 7arra8io9
Ca('o &% %o &% mi*%ra ara 1 T* F% 7arra8io9
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G r a ( i a