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LIBRO_REDUCCION_DIRECTA

Siderurgia para metalizar y obtener un acero de alto tenor

Con los datos

Con los datos correspondientes se graficó Ln O.R. vs tiempo de reacción, obteniéndose una recta con pendiente negativa que corrobora el hecho esperado, la reacción de reducción del mineral es una reacción de primer orden. En la Fig. No. 38 se muestra este comportamiento: Fig. No. 38. Gráfica de la reacción de reducción del mineral En esta gráfica se demuestra que la reacción de reducción del mineral sigue un mecanismo cinético de primer-orden, el tiempo de vida media (t1/2 = 0,6931/k) es igual 26 min y el tiempo total de reacción (tt = 7xt1/2) es igual 180 min Usando la ecuación: k = _1_ x Ln ___1___ t (1 – R) donde R = Peso Oxig inicial - Peso Oxig final Peso Oxig. Inicial Peso Oxig. Inicial = 4,21 g, Peso Oxig. final = 0,90 g R = 4,21 - 0,90 = 0,786 4,21 k = __1__ x Ln ___1___ = 0,0281 min -1 55 min (1- 0,786) obteniéndose un valor cercano al valor calculado gráficamente, lo que corrobora el hecho observado en ambas reducciones: el mecanismo cinético de la reducción de mineral de hierro, corresponde a una reacción de primer-orden. 3.5 COMPOSICIÓN QUÍMICA Y PROPIEDADES FÍSICAS DEL HRD La composición química del HRD, dependerá del tipo y efectividad del proceso, sin olvidar el efecto que sobre el proceso ejerce el contenido de hierro total inicial de la carga. El contenido de carbono será diferente si en el proceso se produce o no deposición de carbono, o sea si se enfría o no el material a la salida del reactor. Esto ocurre en la etapa de enfriamiento, entre 850 °C y 500 74

°C, que en algunas tecnologías se conoce como “Enfriamiento Activo”. A continuación se muestran las composiciones químicas de dos tipos de muestras de HRD: “hierro esponja” y “briqueta”: Especie Hierro esponja (HRD) Briqueta (HBC) Fe° 85,72 % 87,50 % Fe2O3 1,35 % 1,25 % FeO 6,15 % 5,05 % C 2,15 % 0,78 % S 0,0005 % 0,0008 % Ganga 4,63 % 5,41 % Fe T 91,44 % 92,30 % MTZ 93,74 % 94,80 % O.R.R. 1,78 % 1,50 % Rel C/O 1,21 0,52 Porosidad > 45 % < 20% Dens. Apar. > 5,00 g/cm3 Físicamente el HRD hierro esponja es más poroso que la pella, por el efecto de la pérdida de oxígeno en la reducción, esta puede llegar a valores superiores al 50 % (contra un valor promedio de 23 % en la pella). Esto afecta su resistencia a la compresión que llega a valores por debajo de 100 Kg/pella, también su granulometría baja, pero su densidad real aumenta por el incremento de las unidades de hierro. En la briqueta por el proceso de compactado, la densidad aparente está por encima de los 5 g/cm 3 . La Figura No 39 muestra diferentes productos de procesos de reducción directa: Fig No 39. HRD, mineral grueso y pellas reducidas, y briquetas. La Briqueta, HBC (Hierro Briqueteado en Caliente), es el material ideal para la exportación, ya que por su forma y apariencia física, su baja porosidad, es más estable químicamente y se reoxida muy poco. Las dimensiones son diferentes según el proceso o tipo de maquina briqueteadora. En la figura siguiente se muestran las dimensiones de una briqueta producida en una Planta Finmet y una foto de una maquina briqueteadora (Figura No 40): 75

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Orosco, P., D. Lavarra, E. Perino, M. del C. Ruiz y J. González. 2008.