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LIBRO_REDUCCION_DIRECTA

Siderurgia para metalizar y obtener un acero de alto tenor

GAS REFORMADO

GAS REFORMADO ESTEQUIOMETRICO GAS REFORMADOR “A VAPOR” Gas % % % Gas % % % H2 60,67 60,67 H2 74,83 74,83 CO 36,72 36,72 CO 17,86 17,86 CO2 2,25 2,25 CO2 6,69 6,69 CH4 0,36 0,36 CH4 0,62 0,62 H2O 0,00 H2O 0,00 Total 100,00 100,00 Total 100,00 100,00 10.- Una muestra de HRD contiene 82,00 % de hierro metálico y 2,00 % de carbono total. Calcule el contenido de cementita considerando que todo el carbono está combinado con hierro formando cementita (Fe3C). 3 CAPITULO 3 3.1 CINETICA DE LA REDUCCIÓN DE OXIDOS DE HIERRO. La cinética de reducción estudia la velocidad y el mecanismo para la reacción en la cual los óxidos de hierro son convertidos en hierro metálico por remoción del oxígeno. Las relaciones termodinámica mostradas en el capítulo anterior se refieren a sistemas en equilibrio, sin dar mayor información de la rapidez con la cual el equilibrio puede ser alcanzado. Experimentalmente usando hornos tipo Gakushin, se ha podido demostrar que la temperatura, presión, flujo y composición de los gases reductores juegan un papel importante en la cinética de reducción de un mineral de hierro o aglomerado de mineral en forma de pella. Desde el punto de vista de las fases, la reacción de reducción de los óxidos de hierro, es una reacción heterogénea, ya que implica la presencia de dos fases, sólido-gas. Estudios cinéticos permiten conocer el orden y los mecanismos de las reacciones involucradas, permitiendo tomar acciones sobre la carga, temperaturas, flujos y concentraciones de los gases reductores. 3.2 REDUCCIÓN DE OXIDOS DE HIERRO. La reducibilidad es uno de los ensayos metalúrgicos que suele hacérsele a las pellas o al mineral de hierro y que en algunos casos forma parte de las especificaciones dadas por el vendedor o solicitadas por el cliente. Este ensayo cuando se mide la pérdida de peso en función del tiempo, puede usarse para realizar cálculos cinéticos que ayudan a determinar el orden de la reacción y establecer el mecanismo, así como el paso limitante o determinante de la reacción. Se usa una muestra representativa del óxido (mineral o pella) siendo colocada dentro de un reactor que está suspendido de una balanza, y cuando el gas reductor pasa a través del reactor a una temperatura dada, remueve el oxígeno y disminuye el peso del material. La diferencia de peso permite determinar la reducibilidad y usando adecuadamente los datos, el orden de la reacción. A continuación se muestra en la Figura No 20 un dibujo esquemático de un equipo tipo Horno Gakushin para ensayos de reducibilidad. 50

Fig. No 20. Horno Gakushin para reducción estática Con este equipo cuyo diagrama se muestra en la Figura No 21, puede graficarse la reducibilidad en función del tiempo, y también determinar el orden de la reacción. Si es de primer-orden, al graficar Ln (Fe 2 O 3 ) o un equivalente vs tiempo se obtendrá una recta con pendiente negativa. Fig No 21. Diagrama de un equipo para Reducibilidad de pellas o mineral. A continuación se presenta la reducibilidad y comportamiento cinético de una pella de baja ganga, con contenido de hierro total inicial ((FeT)o) igual a 67,50%. En el ensayo de reducibilidad se calienta la muestra de pella o mineral en atmósfera inerte hasta alcanzar la temperatura de reducción (850 oC) y luego se hace pasar un flujo constante de gas reductor durante un tiempo de 90 minutos. El tiempo flujo y temperatura pueden cambiarse a voluntad del análisis para conocer mejor el mecanismo cinético de la reacción de reducción de los óxidos de hierro. 51

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