Alto horno diapositiva

ALTO HORNO CARACTERISTICAS Y GENERALIDADES

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION INTEGRANTES: CHAVEZ CALLUPE, Carolay CHUQILLAURI POMACINO, Naysha PANEZ TORREZ, Margot TALVERA MENDOZA, Jhunior VENTURA GAGO, Carla FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE METALURGIA ALTO HORNO

2. ALTO HORNO Es un reactor vertical continuo en contra corriente, que se utiliza para la producción del hierro de primera fusión ó arrabio, a partir de mineral de hierro.

3. Hay un “ agujero ” por el cual sale la escoria La parte superior del horno contiene respiraderas para los gases de escape . Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se vacía el alto horno El alto horno esta formado por una cápsula cilíndrica de acero forrada por un material refractario La parte inferior tiene varias aberturas tubulares, llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire EL ALTO HORNO

4. Las materias primas se cargan en la parte superior del horno. El aire que ha sido precalentado es forzado dentro de la base del horno para quemar el coque. Éste en combustión genera el calor requerido para fundir el mineral con la ayuda del fundente que se utiliza como decapante. Parte se combina con el hierro (arrabio), el fundente y la ganga salen con el nombre de Escoria Coque Mineral de Hierro Caliza (fundente) Arrabio Escoria Aire Caliente

5. PARTES DEL ALTO HORNO ETALAJE . Esta parte ubicada encima del crisol; de forma cónica troncada. 5 4 3 2 1 TRAGANTE . Extremo superior del alto horno donde se carga la carga VIENTRE . Esta parte forma la zona entre los etalajes y la cuba. CUBA . Forma cónica truncada es la unidad más alta del horno. CRISOL . Esta parte sirve como depósito de los materiales fundidos, el arrabio y la escoria; tienen una forma cilíndrica.

6. MATERIALES UTILIZADOS PELLETS FUNDENTE COKE

7. 3.1. PELLETS Fe 2 O 3 .HEMATITES , contiene 70% de Fe y 30% de 0 2 , poco P y S. Fe 2 O 3 .nH 2 O LIMONITAS , (o hematita pardo) contiene 60% de Fe y 14% de aguas de cristalización, el contenido en P varía grandemente. Fe 3 O 4 MAGNETITA ; contiene 72.4% de Fe y 27.6% de 0 2 , contenido en P varia grandemente. FeCO 3 SIDEROSA ; contiene 40.2% en Fe y 37.4 en C0 2 bajo contenido en Mn, Mg y Ca. FeS 2 PIRITAS; contiene 46.6 % de Fe y alto contenido de azufre (mayor de 45% en S) no utilizado como menas de hierro Pelotillas de 15mm a 25 mm de diámetro, de color negro y posen buena resistencia mecánica, con 65 % de Fe

8. Es un combustible artificial sólido poroso formado por carbono , que se obtiene después de someter carbones a elevadas Tº en ausencia de O 2 , provocando la liberación de gases. Debe tener una resistencia mecánica del orden de 160 Kg/cm 2 para resistir sin pulverizarse grandes cargas. Su poder calorífico es de 7000 Kcal/Kg. Conteniendo 15% de cenizas, siendo su tamaño mínimo 2mm. 3.2. COQUE.

9. 3.3. EL FUNDENTE. ES EL MINERAL DE CACO 3 QUE TIENE COMO FUNCIÓN PRINCIPAL LA COMBINACIÓN CON LAS IMPUREZAS (P, S, SI, ETC.) EXISTENTES EN EL MATERIAL DE HIERRO O EN PROPORCIONES REDUCIDAS DE LOS PELLETS FORMÁNDOSE ASÍ LA ESCORIA.

10. 4.FUNCIONAMIENTO E l si n t er y el m ine r al de Fe se introducen en el t r a g a n t e . La c o mbu s tión del c o que p r od u ce C O . E l C O r educe al mine r al de F e. E l F e a r r a s t r a al co q ue q ue no s e quemo y pasa a l e t alaje do n de s e fund e . Lue g o p asa al c r isol y la escoria s e e xpulsa por una pique r a y el ar r abio por ot r a .

11. 5.PROCESO DEL ALTO HORNO

12. 5.PROCESO COLADA DEL ARRABIO

13. 5.PRODUCTOS E SCORIA HUMOS AR R AB I O

14. 5.1 ESCORIA Sílice (SiO 2 ) 18 a 38 % Alumina (Al 2 O 3 ) 8 a 27 % Cal ( CaO ) 30 a 50 % En general, la suma de la alumina y de la sílice suele variar de 45 a 55 %. Es el sub producto de la fabricación del arrabio en el alto horno se suele decir “No se hace hierro en el alto horno, se hace escoria”.’ Es decir, que si el horno produce “buena escoria», el funcionamiento del horno y el arrabio obtenido serán también buenos.

15. 5.2 ARRABIO El arrabio es un producto intermedio del proceso de fundición de las menas del hierro tratadas con coque como combustible y caliza como fundente. También se han usado como combustibles el carbón vegetal y la antracita. Se obtiene como material fundido en un alto horno mediante reducción del mineral de hierro. Se utiliza como materia prima en la obtención del acero en los hornos siderúrgicos.

16. 5.3 GASES DE ALTO HORNO Se obtiene 6.000 kg. (4.500 Nm 3 ) de gases por Tn de arrabio, a T°s de 800° a 900° con una potencia calorífica media de 900 Kcal./Nm 3 . Una vez depurados en los separadores de polvo se aprovechan los gases para: Caldear el aire que se inyecta por las toberas de los altos hornos, en las estufas Cowper . Como combustible para caldeo de los hornos de cok, hornos de fosa para laminación, etc. Para producción de fuerza en motores adecuados. Para producción de energía eléctrica.

17. Composición aproximada en volumen de estos gases

18. 6. PERFIL TERMODINAMICO El proceso de fusión de los minerales de hierro ocurre por la acción de las temperaturas altas que se desarrollan en el interior del horno Las cuales entre 250 y 2000 ° C . Podemos el interior del horno en cuatro zonas térmicas Zona 1 .(200 y 400 ° C) Zona 2 .( 400 y 700 ° C ) Zona 3 .(700 y 1150 ° C ) Zona 4 .(>1150 ° C )

19. Ning u na emple a n ca r g a d a s benef i cio d e las ma t e r i as primas qu e se en los proce s os me t a l úrgi c os s o n d irec t amen t e , sin una prepara c ión o pre v i o . E n t r e los cua l es está n :  T ri t ura c ión  Cla s if i c a ción  Ho m o g eni z a c ión  E n rique c imi e nto  A g lomerac i ón 6.1 MATERIAS PRIMAS PARA EL PROCESO DE FUSION

20. • L a ca p ac i d a d de l h o rno • L a p r e si ó n de l s op lo y su caudal • El n u mero d e to b er a s La gr a n u l o metría de l co q ue La su p erfic i e e x p u esta de l co q ue La p o ros i d a d y re a ctivi d ad 6.1 FACTORES DEPENDIENTES EN LA ZONA DE COMBUSTION:

21. F or m a de c o m pu e s t os mine r ales c o m o: Carbon at o de hier r o F e C O 3 En c al i dad de fu n de n t e c omo: Cal i z a Ca C O 3 Al al t o horno 6.2 CARBONATOS:

22. De composición: M e C O 3  M e O  C O 2  (  Q ca l ) F orma de c a r g a: • En la actualida d : Cal i dad de f u n d e n t e ( p a r a ma nt ener la bas i cida d ) A u m e n t a el c onsumo del c oq u e debido: • • C a l o r n e ces a rio p a ra q ue la re a cci ó n de dis o ci a ci ó n oc u rra C a l o r n e ces a ria p a ra q ue el CO2 d e l fu n d e nte re a cci o ne con el c a rb o no d e l co q ue p a ra form a r CO. • • Al c a rb o no d e l co q ue p a ra la re a cci ó n a n teri o r A la p e r d i d a d e la ca p a ci d a d d e r edu cc ió n de l ga s 6.2 DISOCIACION CARBONATOS: PROCESO DE AGLOMERACION APLICA DIRECTA

23. 7. REDUCTORES: El c arbono puede r educir c asi t odos los elementos dispuestos en el diagrama de E llingham . E x ce p t o el A l , Mg y C a. En el p r oceso de a l t o horno; a t empe r a tu r as bajas, los r educ t o r es pueden ser el C O y H 2

24. 7. FORMACION DE ARRABIO Y ESCORIA : E l hierro red u c i do a p a r t ir d e los minerales o x ida d o s , a b s o r b e c a rbono y otros elementos formando e l arrabio. La e s c o r ia se f o rma por la a c ción de temp e ra t uras altas , por la fusión de la ganga, d e óxidos mal red u cido s , cenizas y fun d e n tes que e n t r an e n l a c a rg a . Los elemen t os que s e en c uentra son óxi d os d e Al, Ca, Mg, sil i cio y sulfuros metál i co s .

25. PROBLEMA: Que cantidad de mineral necesario, se necesita para obtener 1 ton. De arrabio Datos: Composición del mineral: Fe 2 O 3 ---------- 79 % SiO 2 --------------- 12 % MnO ------------ 2.5 % Al 2 O 3 -------------- 3 % P 2 O 5 ----------- 2.5 % H 2 O---------------- 1 % Composición de las escorias: En las escorias se encuentran 0.5 % de Fe utilizado. Composición del Arrabio obtenido Fe------------ 92.6 % Mn ----------------0.9 % Si ------------ 2.0 % P ------------------ 0.7 % C ------------ 3.6 % S ------------------ 0.2 %

26. Determinando la cantidad de hierro que contiene una tonelada de mineral. Base: 1000 Kg. Peso del Fe 2 O 3 = 1000Kg X 0.79 =790 Kg Peso atómico del Fe = 56, y del O 2 = 48 Fe 2 = X Fe 2 O 3 790 por lo tanto: X = 790 x 112 = 553kg 160 Contenido de hierro: 553 Kg/t de mineral

27. Calculo del contenido de hierro que pasa a la escoria 553 x 0.005 = 2.765 Contenido de hierro útil: 553 – 2.765 = 550.235 Peso del mineral para obtener una tonelada de arrabio. Del análisis se tiene: 92.6 % Fe 1000 kg x 0.926 = 926 t/ ton de arrabio Entonces: 1000 Kg 550.235 t/ton de arrabio X 926 t/ton de arrabio X = 1000 x 926 X = 1682.91 kg/ton de arrabio 550.235 Rta: Para 1 ton de arrabio se necesita 1682.91 kg de mineral/t de arrabio

28. 790 kg Fe 2 O 3 112 kg Fe 1Ton Mineral 160 kg Fe 2 O 3 = 594,21 kg Fe 1 Tn de Mineral 1000 kg Fe X Tn de mineral x 553 kg Fe/ Tn Mineral 553 x 0.005 = 2,765 kg Fe 553 x 2.765 = 550,235kg Fe 550,235kg Fe 92.6 % X kg Fe 100 % X = 594,21kg Fe X = 1,683kg Mineral Calculo del peso del arrabio Calculo del peso Útil del Fe Calculo del peso del Fe que pasa a la escoria Calculo del peso Real del Fe (arrabio) Calculo del peso del mineral para 1 Tn Fe (arrabio)

29. Gracias