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LIBRO_REDUCCION_DIRECTA

Siderurgia para metalizar y obtener un acero de alto tenor

Ganga Pella = 100 –

Ganga Pella = 100 – (Fe2O3)o = 5,14 % Ganga HRD = Ganga Pella x FeT HRD = 5,14 % x 89,23 % = 6,91 % FeT Pella 66,35 % Metalización MTZ = Fe° x 100 = 81,25 % x 100 = 90,77 % FeT 89,51 Fe° = 81,25 % FeT = 89,51 % Fe+2 = 8,26 % FeO = 10,63 % MTZ = 90,77 % Ganga = 6,91 % Balance de Masa = Fe° + FeO + Ganga = 81,25 % + 10,63 % + 6,91 % = 98,78 %. La diferencia para llegar a 100 %, corresponde al carbono y azufre presente en la muestra. RELACIÓN ENTRE EL HIERRO Y EL OXIGENO REDUCIBLE. También se puede relacionar el contenido de hierro metálico o total con el oxígeno reducible. En el caso del hierro metálico su dependencia con respecto al contenido de oxigeno reducible se muestra en el siguiente gráfico (Figura No 26): Fig No 26. Proceso de Reducción Directa. Hierro metálico vs oxígeno reducible. La línea 1 representa la reducción directa de hematita (Fe 2 O 3 ) a hierro metálico (Fe°), la línea 2 representa la reducción magnetita (Fe 3 O 4 ) a hierro metálico (Fe°), y la línea 3 representa la reducción de wustita (FeO) a hierro metálico. La linea curva representa el comportamiento real de la reducción. Como puede observarse, a valores menores a 5 % de oxígeno reducible, el comportamiento es lineal y puede obtenerse experimentalmente. La relación matemática está representada a continuación: 56

Fe° = (FeT)max – m x (O.R.) Para el hierro total como se muestra en la Figura No 27 donde se gráfica Fe° y FeT vs O.R., la relación es lineal en todo el rango de reducción: REDUCCION DE LA HEMATITA 100 Hierro (en %) 80 60 40 20 Fe m etalico Fetotal 0 0 5 10 15 20 25 30 [O.R.R.] (en %) Fig. No 27. Proceso de Reducción Directa. Hierro metálico y total vs oxígeno reducible. En este caso: FeT = FeTmáx + mxO.R.R, donde m = (FeT)o – FeTmáx = (FeT)o – FeTmáx O.R. - 0 O.R. Para un mineral o pella de mineral de hierro con un contenido de hierro total inicial (FeT)o = 66,00 %: FeTmáx = 92,12 %, O.R. = 28,36 %, m = 0,92, quedando la relación de la manera siguiente: FeT = 92,12 – 0,92xO.R.R. Existen equipos que determinan el oxígeno combinado con el hierro en HRD y cualquier material prerreducido. Estos equipos hacen reaccionar el oxígeno unido al hierro con carbono grafito a temperaturas inferior a 2.000 °C y el CO 2 producido es determinado por absorción de radiación infrarroja. Para en valor de oxígeno reducible residual O.R.R. = 2,00 % FeT = 92,12 % – 0,92x2,00 % = 90,28 %. Con estas formulaciones, aplicando cálculos estequiométricos y de balances de masas, conociendo el contenido de hierro metálico adicionalmente los contenidos de carbono y azufre, Walter Silveira y el autor de esta publicación desarrollaron un Software para el cálculo de la metalización del hierro de reducción directa (METALIZSOFT 1.0), que aplica a muestras de cualquier proceso de reducción [15]. Posteriormente estos cálculos fueron revisados y ajustados con bases en los conocimientos adquiridos en cuanto al mecanismo y cinética del proceso de reducción de la hematita (Fe 2 O 3 ) y presentados en el 3rd Ironmaking Seminar. Buenos Aires, Argentina 2001 [16]. 57

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