Alto Horno

 

 

 

EL ALTO HORNO

 

INTRODUCCION

 

FUNCION ELEMENTAL

 

El alto horno consiste en una especie de deposito tronco cónico en el cual se cargan desde arriba (tragante) capas alternadas de mineral de hierro, coque y fundente. Un fuerte calentamiento del coque de las capas inferiores (obtenidos mediante corriente de aire caliente) provoca una absorción del oxigeno del mineral de hierro por p or  parte del carbono. La alta temperatura así obtenida da lugar a la fusión del hierro, que es recogido, mezclado con grandes cantidades de carbono (arrabio), por un orificio situado en la parte baja del horno.

 

 AIRE

 ALTO HORNO EXTRACCION DEL MINERAL DE HIERRO

EXTRACCION DEL CARBON

EXPLOTACION DE LA PEDRA CALIZA

TRANSPORTE DEL MINERAL DE HIERRO

TRANSPORTE DEL CARBON

TRANSPORTE DE LA PIEDRA CALIZA

PREPRACION DEL MINERAL DE Fe: LAVADO QUEBRADO CRIBADO

PREPRACION DEL COQUE: REFINADO CALENTADO

PREPARACIONDEL MINERAL: LAVADAO QUEBRADO CRIBADO

ESCORIA   ARRABIO

 

OPERACIÓN 

La operación del alto horno consiste de la alimentación periódica de materiales sólidos a través de la parte superior, del vaciado continuo o periódico de productos líquidos a través del fondo, de la inyección continuaa del soplodecaliente y dey del algunos hidrocarburos través las toberas desalojo continuo de gases y polvos. La mayoría de las etapas de operación (carga, 

soplo e inyección mecánicamente inyecciónydebajo combustible) control automático. se llevan a cabo  Los altos hornos modernos están equipados con aparatos que verifican en forma continua las variables del proceso. 

Las variables de proceso que se

 

verifican de manera continua son:







La temperatura: del soplo, del agua de enfriamiento, de la pared de la cuba, y del gas del tragante. La presión: del soplo, a varios niveles en el interior del horno y en el tragante. La velocidad del flujo: del soplo (en cada tobera), de los aditivos inyectados a través de las toberas (en cada tobera), y del agua de enfriamiento

 

MATERIAS PRIMAS 

Óxidos de hierro: el oxido mas usual es la hematita Fe2O3 y solo ocasionalment ocasionalmentee se llega a tener magnetita Fe3O4. En la actualidad las adiciones de óxidos de hierro se hacen en la forma de pellets de 1-2cm de diámetro, trozos de material sinterizado decm 1-3cm de no tamaño, y mena tamizada 1-5 la cual ha sufrido aglomeración previa.

 



Coque metalúrgico: este material es el encargado de suministrar la mayor parte del gas y del calor que se requieren para llevar a cabo de reducción y fusión de la mena. La resistencia del coque es una propiedad necesaria para promover un flujo uniforme de gas a través de la carga a medida que esta se reblandece y funde en la región inferior del horno. El coque se carga al horno en pedazos de 2-8cm.

 



Fundentes: CaO y MgO, estos materiales actuan como fundentes de las impurezas, sílice y alumina, que acompañan a la mena y al coque, produciendo una escoria fundida de bajo punto de fusión. La introducción del CaO y del MgO se hace en forma de sinter autofundente o en pedazos de 2-5cm de piedra caliza y dolomita; ocasionalmente se introducen en forma de escoria de aceración.

 

 

MATERIALES QUE SE INTRODUCEN POR LAS TOBERAS



Soplo de aire caliente: el aire se precalienta a una temperatura que varia entre 927-1327 ºC y en algunos casos se enriquece con oxigeno para producir un contenido de hasta 25% en volumen. El soplo caliente causa que el coque incandescente queme frente a lasnecesario toberas proveyendo de se esta manera el calor para llevar a cabo las reacciones de reducción y para el calentamiento y la fusión de la carga y de los productos.

 



Hidrocarburos gaseosos, líquidos o sólidos: la adición de hidrocarburos suministra cantidades adicionales de gases reductores y H2) alempleados proceso. son Los aditivos mas(CO comúnmente el petróleo y el alquitrán. Aunque también se usan el gas natural y el carbón

 

PRODUCTOS 

El principal producto del alto horno denominado arrabio se extrae del horno a intervalos regulares de tiempo o de manera continua en el caso de hornos muy grandes. El arrabio se transporta en estado fundido a la planta de aceración en donde las impurezas habrán de ser reducidas a niveles deseables mediante la refinación con oxigeno.

 

SUBPRODUCTOS 



La escoria: el bajo contenido de oxido de hierro en la escoria es indicativo de la excelente eficiencia de reducción del horno. La escoria solidificada de alto horno se usa en la manufactura comercial de concretos y agregados. Gas: una composición típica en volumen, del gas de tragante es aproximadamente: 23% de CO, 22% 3% H2,en3%estufas H2O y auxiliares 49% de N2, gas CO2, se quema coneste el propósito de calentar el aire de soplado del horno. El polvo se aglomera por medio de sinterizado al horno o seo apila briqueteado para usoy posterior se vuelve a cargar

 

EL ALTO HORNO

 

INSTALACIONES DEL ALTO HORNO   

 ALTO HORNO SISTEMA DE SOPLO DE AIRE SISTEMA PURIFICADOR DE GAS

 

EL ALTO HORNO 





El ALTO HORNO es una instalación eficiente para la producción de grandes cantidades de arrabio, listo para ser refinado y convertido en acero.  Sus principales ventajas son su excepcional estabilidad producción de de operación arrabio y su alta velocidad de Su única desventaja es su gran tamaño y consecuentemente su alto costo de inversión

 

PARTES DEL ALTO HORNO     

TRAGANTE CUBA CILINDRO O VIENTRE ETALAJES CRISOL

 

TRAGANTE 





Es la parte superior del Alto Horno y por aquí se cargan los materiales sólidos (fundentes, Coque, mineral) que poseen sistema PAUL WURTH, las  Aquellos cargas llegan por fajas transportadoras a través de unas tolvas y por medio de unos conductos inclinados. Las carga son conducidas a una canaleta o distribuidor que gira en espiral consiguiendo así una distribución uniforme

 

LA CUBA 





Es de forma tronco-cónica y su diámetro es mayor en la parte inferior Esta revestida en su parte interior por ladrillo refractario que puede alcanzar hasta 1m de espesor y exteriormente por una chapa metálica Esta es la zona mas grande en donde las cargas se van secando y comienza la reducción de estas

 

TEMPERATURAS PRESENTES EN EL  ALTO HORNO

 

REACCIONES DE REDUCCION

 

EL CILINDRO 





Esta a continuación de la Cuba y posee una sección cilíndrica de poca altura que sirve de nexo entre estos Interiormente esta hecha de refractario que puede llegar hasta 1.5 m de espesor y afuera de chapa metálica La temperatura que se alcanza esta entre los 950 a 1250 ºC

 

ETALAJES 







La parte superior es de mayor diámetro que la inferior  Aquí es donde se se encuentra las las toberas que suministran aire caliente al alto horno Estas toberas poseen un enlace a una anillo llamado morcilla. Este también posee refractario en su interior

 

ESQUEMA DE UNA TOBERA

 

EL CRISOL  

 



Es la parte mas baja del Alto Horno Su función es la de recoger los materiales fundidos así como son la escoria y el arrabio El arrabio es el producto final del Alto Horno La escoria flota en el alto horno y es separada del arrabio por su diferencia de densidades Las paredes del crisol debido a su alta temperatura se encuentran refrigeradas por una corriente forzada de agua

 

PROCESO DEL ALTO HORNO

 

EL COQUE 





Cuando el aire ingresa por las toberas a velocidades de 100-150m/s, reacciona con esté produciendo con formación de una CO: reacción 2C + O2incompleta = 2CO Cabe la aclaración que el aire que se inyecta es intencionalmente insuficiente para asegurar el mayor % de CO formado En esta zona de combustion, cerca a las toberas se alcanza temperaturas de 1850  – 2200ºC

 



  

Cuando el oxigeno entra y choca con el coque de los remolinos de las toberas, reacciona inmediatamente inmediatamente y forma CO2 CO2 + C(coque)  = 2CO  ΔG º = -1420 -142000J/(kg 00J/(kg mol de CO2) Es necesario señalar que en las cargas que se hacen al Alto Horno, el costo del coque variadelencosto términos 50 – 70% total generales de la cargaentre el dependiendo si el pais es productor o no de coke

 

COQUE: FUNCIONES 



 

Como combustible proporciona el calor necesario para que el mineral se funda y forme la escoria Forma elel arrabio CO, quey es el reductor que transforma el mineral en esponja de hierro y luego en arrabio  Actúa como como soporte de la carga carga Garantiza la permeabilidad de las cargas al flujo gaseoso

PROCESO Y REACCIÓN AL

 





INGRESO CARGA En la parte superiorDE deLA la cuba las temperaturas de la carga pasan de 200 a 800º C aproximadamente se encuentra con los gases encuando ascenso Se realiza una parte de la reducción indirecta del mineral por el CO con formación de FeO (oxido ferroso), casi sin consumo de calor



FeO + CO = Fe + CO2

 





 Aaltura continuación zona de y situadaen enuna el centro delbastante Horno, las temperaturas del gas y de la carga son 950ºC aprox. Durante el descenso que es muy lenta, la temperatura se mantiene casi constante



La reducción inicio zona anterior indirecta hace queque los se óxidos deen la hierro estén ahora formados exclusivamente por el oxido ferroso (FeO)

REDUCCIÓN DIRECTA

 



En la parte baja de la cuba, entre el cilindro y las toberas, la temperatura de la carga aumentan muy rápidamente desde 1000 a 1450º C







Esta zona de reducción del reacción mineral que y deaun fusión no se habia completa dado. la Se produce entonces la reducción directa con una gran absorción de calor Se produce además la fusión de las carga generando así el arrabio y la escoria que va al crisol

 

FUSIÓN DE LA CARGA 





Cuando las cargas alcanzan temperaturas entre 1000 a 1350º C comienza a formarse la escoria Esta reacciona con parte del oxido ferroso que funde a muy baja temperatura con la sílice También la sílice y el silicato de hierro que gotea a través de las cargas reaccionan con los óxidos de manganeso y de calcio

 

REACCIONES DE LA CARGA 

Hay que tener en cuenta las proporciones de cal y sílice de los minerales y delsecoque. Generalmente desea que la relación CaO/SiO sea ligeramente superior a 1 para favorecer la desulfuración y sea relativamente baja su temperatura de fusión

CARBURACION DEL HIERRO

 



El hierro metálico obtenido es conocido como HIERRO ESPONJA el cual posee una elevada temperatura de fusión (1537ºC)



Este en presencia del oxidodede1.5 carbono carbura y llega a absorber a 3% se de C bajando así su temperatura de fusión



del esponja Estahierro si puede ser fundido y comienza a gotear y durante el paso por el coque absorbe mas C llegando al crisol con un 3 o 4% de C

o 4% de C  







Las cargas fundidas van a dar al crisol formado por escoria y arrabio Periódicamente se extraen estos por unos agujeros llamados piqueras situados en la parte inferior del horno El ARRABIO producto principal del Altopor Horno esta compuesto 95% de Hierro y 3.5% de carbono, el resto se da en silicio, manganeso, azufre

y fósforo  

SEPARCION DEL ARRABIO Y LA ESCORIA 



Esta separación se da en el sifón de la ruta principal a la piquera Estas separaciones se basan en la diferencia de densidades



El cierre del finalizada la alto colada horno se realiza con pasta de arcilla, que se introduce a la piquera

LA ESCORIA

 







La de la es separargran las impurezas quemisión contiene el escoria hierro, absorber parte del azufre, regular la temperatura del crisol y el arrabio como también la composición Su composición depende de los elementos cargados así como su cantidad (sílice, cal, magnesia, alumina, óxidos de hierro, óxidos de manganeso) Las aplicaciones de este se da en la fabricación de aislantes térmicos, en la industria del cemento, para rellenos de minas, etc.

 

RECOGO DEL ARRABIO 





Esta es llevada a unos balancines los cuales vaciaran el arrabio a los torpedos que lo transportaran a la aceria Los torpedos son vagones que van a permitir conservar la temperatura del arrabio En una planta intermedia se puede añadir polvos compuestos de sodio o de calciomas aun para el lograr % de azufre disminuir

GASES Y POLVOS

 







Los gases que acompañan al mineral y coque son arrastrados por las corrientes de viento que van hacia el tragante, luego estos son separados de los sólidos que se pueden usar en el sinterizado El CO depurado se almacena en un gasómetro para su consumo posterior como combustible Su podernocalorífico de 750Kcal/m3 aunque es muy es altodel seorden usa solo o mezclado y con gas de baterías

 

FUNCIONES DEL GASOMETRO Y COMPOSICION DEL GAS

 

DETALLES DE UN ALTO HORNO 





Su producción varia según el tamaño, puede trabajar durante 5 a 8 años antes del desgaste del refractario Cuando se paraliza este se “embaca” con una carga especial para mantener la temperatura de este mientras se repara Su producción suele oscilar entre 1500Tn/dia a 10000Tn/día en los mas grandes, si se hace mas grande no son

rentables.

 

ZONA GRANULAR 







Esta formada por capas alternativas de mineral, fundente y coque, manteniéndose los granos en estado sólido El fin de esta zona es lograr obtener granos reblandecido por el calor Para que se realice con éxito la transferencia de oxigeno a la carga y así como el calor es necesario que haya el

contacto suficiente entre ellos  







ZONA COHESIVA Formada alternativamente por coque,

masa semifundida muy impermeable de mineral y fundentes Esta zona es de importancia decisiva en la distribución del gas que fluye a través de las coquedel coque en esta zona Por capas ello lade calidad es decisiva para el funcionamiento estable del Alto Horno

 

ZONA ACTIVA DEL COQUE

 



Formada exclusivamente por coque

El hierro la escoria fundida gotean a través dely coque hasta el crisol La capa de coque se encuentra en rápido movimiento descendente hacia las toberas como consecuencia de la combustion de coque con el viento soplado

 

ZONA INACTIVA DEL COQUE El coque esta prácticamente inactivo aquí   Actúa como drenaje drenaje a través través de la cual fluye el hierro y escoria liquida







hacia el crisol Un buen drenaje exige un coque suficientemente permeable por eso su

importancia en todo el proceso  

ZONA DE DARDO 

Espacio parcialmente vació donde el coque quema con una violenta agitación debido



atobera la energía cinética del viento de la Cumple por lo tanto un papel de reactor



que una fuente continua de calorproporciona y gas reductor Influye directamente en la configuración

de la zona de coque activo y zona cohesiva  







DEL CRISOL En esta ZONA zona se da lugar a la acumulación y separación por densidades de arrabio y de escoria programación de la Unaladeficiente evacuación de estos productos líquidos origina una perdida de estabilidad de la marcha del alto horno. Por eso su geometría y productividad se debe cumplir con rigor el intervalo de

tiempo de coladas

 



SISTEMA DEinyecta SOPLO AIRE El viento que se en lasDE toberas tienen que ser introducidos en el Horno a una presión suficiente para que atraviese en pocos segundos todo el horno (3 a 8 atm)



Si esta gran masa de aire se introdujera a la temperatura ambiente, una gran cantidad de calor producido por la

combustion del coque se perdería al calentar el aire

 







LasCalentamiento estufas son de funcionamiento intermitente Durante un cierto tiempo esta en calentamiento quemado gases El objetivo es calentar el emparrillado de

de las Estufas

ladrillos refractarios  







Calentamiento del Aire

Cuando el emparrillado esta a la temperatura adecuada, se corta la entrada de los gases de combustion y se hace circular en sentido inverso el viento hasta que los ladrillos ceden su calor y se  Aenfríen continuación se vuelve al ciclo de calentamiento Cada ciclo suele durar 20 a 30 min y un alto horno

dispone de 2 a 3 estufas

 



Emparrillado Las estufas están constituidas por un gran conducto vertical o cámara de combustion donde se queman los gases y un emparrillado de ladrillos refractarios que sirven para almacenar y ceder calor desprendido de

la combustion  





GASES Por DEPURACION la parte superior delDE horno se encuentran los pantalones, que es por donde escapan gases a temperaturas que varían entrelos 120 a 250ºC  A los gases gases de salida le acompañan polvos de minerallimpiarlos y de coque por lo que antes es de necesario y purificarlos almacenar el gas para el uso posterior

como fuente de energía  



Composición El gas que entra a del los Gas del Alto Horno purificadores con 40g/m3 al final de la depuración sale con un contenido entre 0.006g/m3 a



0.015g/m3 de partículas sólidas Su poder calorífico es

del orden de 750Kcal/m3

Pantalones

 









La salida de los gases esta formada por 4 grandes tubos verticales llamados pantalones Estos gases van a las cámaras de expansión y a las instalaciones de refrigeración y depuración La cámara de expansión son selectores de polvo, donde los gases pierden velocidad y depositan al fondo las impurezas Las instalaciones de refrigeración y depuración después de pasar la cámara de expansión van a duchas de agua donde el contenido de polvo suele quedar inferior a 1g./m3

 

Colector de Polvo (Botellón)

 

Separa Separador dor - Venturi Venturi

 

Refrigerador - Lavador 

 

BALANCE POR TONELADA DE ARRABIO PELETS 1E4N 50TRAD ARARABIO COQUE 450 ESCORIA FUNDENTES 220 POLVO

S10A0L0IDA 260

20

PETROLEO 7249 G AS DEDE AHCOK 1315.3 05  ALQUITRAN FINOS  ARENA 7 FINOS DE PELET 50 MASA APISONADA 1 MASA 10.2 PROPATAPAPIQ. NO  VAPOR 75  AIRE(proceso) 1250Nm3

 AIRE(servicio)  AGUA 1m30.07Nm3

OBSERVACIONES

 







La velocidad de producción depor arrabio en un aalto horno dado esta determinado la rapidez la cual se sopla oxigeno dentro del horno ya sea el contenido en el aire o como una mezcla de aire con oxigeno puro. Es también importante la temperatura a la que sale el gas de las toberas, para para ayudar ayudar a la combustión del mineral. La alta rapidez de soplado conduce a: una rápida combustión del coque enfrente de las toberas, una alta producción de CO y consecuentemente a una alta velocidad de

reducción de hierro producido  

MEJORAS LA PRODUCTIVIDAD Muchas de las EN mejoras en la productividad productividad se han debido a la construcción de hornos cada vez (mejor maquinaria mas grandes paray lamejor distribución diseñadode la carga); también los cambios en las características característic as físicas y químicas en los materiales de entrada así como el cambio en las condiciones internas del horno han contribuido a las mejoras en la producción. producción.

 



El factor mas importante que ha contribuido a incrementar la de productividad delcontrol alto horno sido el cambio una mena sin de ha tamaño a una mena de tamaño controlado, distribuida uniformemente, sinterizada y en



forma pellets. carga uniforme permite que losdegases del Una horno pasen rápidamente a través de la carga sin propiciar acanalamiento y a la vez permite que el horno pueda ser operado aDeuna velocidad de soplado mayor. hecho la antigua productividad de los hornos se ha duplicado casi, por el uso d sinter y pellet tamizado.

 





Un beneficio adicional de cargar con pellet tamizado y sinter, ha sido la disminución en la perdida de mena, que en forma de polvo es acarreada por los gases. La inyección de hidrocarburos líquidos, gaseosos o sólidos a través de las toberas ha ayudado al mejoramiento de la productividad del horno, dado que disminuir la cantidad de coque en lapermite carga sólida.

 







El enriquecimiento del soplo de aire con oxigeno puro de la también operaciónhadel repercutido alto horno.enEleloxigeno mejoramiento reemplaza una porción del aire requerido, disminuyendo así, la cantidad de nitrógeno que pasa por el horno. Esta eliminación parcial del nitrógeno produce los siguientes efectos: 1) incrementa la temperatura de flama en frente de las toberas, permitiendo así aumentar la adición de hidrocarburos fríos. 2) permite incrementar la rapidez de producción de CO y consecuentemente incrementar la rapidez de reducción de la mena sin que haya un aumento en la velocidad total de gas a través

del horno.  



Otra mejora importante la constituye la elevación de lade presión en el alto horno hasta un valor 3 atmósferas manométricass en la parte superior del manométrica horno y actualmente muchos hornos operan de esta manera. La operación a presiones elevadas permite incrementar la velocidad de flujo masivo de gas a través de la carga del alto horno sin aumentar la velocidad del gas. Esto a su vez permite la producción de mayor cantidad de gas

reductor.  

CONSTRUCCIÓN N DEL ALTO ALTO HORNO Y SUS CONSTRUCCIÓ INSTALACIONES INST ALACIONES AUXILIARES Para cumplir las misiones complejas y que con absoluta seguridad y regularidad apropiada, debe realizar alto sus horno, éste debe tener una construcción así elcomo instalaciones auxiliares que deben distinguirse por su robustez y amplitud. Lo primero a determinar será la producción que se desea obtener del alto horno en 24 horas. La intensidad de producción Tn/m3  de capacidad útil que se puede admitir depende de la calidad del mineral, coque y caliza.

 

CÁLCULO DE LAS DIMENSIONES Debemos fijar los siguientes datos: 1. Proporción Proporción de los eleme elementos ntos que integra integran n una carga para obtener una tonelada de arrabio líquido (mineral, coque, caliza) 2. Volum olumen en ocupado ocupado por esta esta carga, carga, conocida conocida la densidad densidad o peso por m3 de cada uno de ellos. e llos. 3. Volum olumen en útil o capaci capacidad dad necesaria necesaria en en el Alto Alto horno horno para alojar dicha carga en las proporciones fijadas. 4. Tie Tiempo mpo de perma permanenci nenciaa en fracción fracción de de un día de de 24 horas, horas, o sea el tiempo necesario para su transformación completa, en un proceso completo.

5. Cálcu Cálculos los propo proporcion rcionales ales de alturas alturas y diámetr diámetros. os.

 

PROPORCIÓN DE ELEMENTOS QUE INTEGRAN UN A CARGA Es muy variable, depende de: 1. La calidad calidad del mine mineral ral y su riqueza riqueza en fierro. fierro. 2. Si es mater material ial sinter sinterizado izado,, aglomer aglomerado ado (pelle (pellets) ts) 3. La ca calid lidad ad del del coque coque metal metalúrg úrgico ico.. Para fijar ideas consignamos las siguientes cifras promedio: 

1,8 Tn mineral (50% Fe) por Tn de arrabio líquido.



0,9 Tn coque por Tn de arrabio líquido.



0,4 Tn de fundentes, caliza, por Tn de arrabio líquido.

 

NO OLVIDAR: Lo primero a determinar será la producción que se desea obtener del alto horno en 24 horas.

La intensidad de producción Tn/m3  de capacidad útil que se puede admitir depende de la calidad del mineral, coque y caliza.

 

CÁLCULO DEL VOLUMEN ÚTIL Según Pawloff:

Vu



K

 Hu  D

2

Vu= Volumen útil ocupado por la totalidad de las cargas en el interior del horno, en m3. D = base Diámetro de la interior cuba, endel m. Alto horno en la zona del vientre o Hu = Altura total del Alto horno desde el agujero de colada hasta el plano más alto de la cuba, en m.

K = Constante cuyo valor oscila entre 0,5 – 0,54

 

Según Mallol:

V   u 

 P Tn   Ip   Tn  3  m  

Cálculo, aplicando el tiempo de permanencia de las cargas, según BARGONE:   = 8 horas para minerales de limonita.   = 10 horas para hematitas rojas y   = 12 horas para la

V u



 P  V   q  24

materiales aglomerados.

magnetita. P = producción diaria de arrabio, cada 24 horas. V = Volumen ocupado por la carga en m3 por

Tn de arrabio

 

El valor de V, en la ecuación anterior se deduce de la carga estimada y de las densidades, cuyos valores medios son: Coque

450 – 550 kg/m3.

Mineral

2000 – 2200 kg/m3 (carbonatos de Fe tostados)

•

•

•

3

Mineral Mineral

2800 – 30003 kg/m  (magnetita) 1800 – 2000 kg/m3 (hematitas rojas)

Caliza

1500 – 1600 kg/m3.

•

•

 

CÁLCULO EN FUNCIÓN DE LA INTENSIDAD DE COMBUSTIÓN 1. El diámetro diámetro del del crisol crisol puede puede ser el el punto punto de partida partida para para el cálculo de las dimensiones proporcionales del Alto horno. 2. Los valores valores experi experimenta mentales les de la la intensidad intensidad de de combusti combustión ón se obtienen respecto al consumo de coque. Consumo: 600 Tn coque/24 horas (25 tn/h)

IC = 800 kg /m2. h

 

3.- La intensidad de combustión está dada en función de la sección transversal del crisol. (m2)de sección del crisol. 4.- Cuando se conoce la producción diaria de arrabio, se conoce el consumo diario de coque y con la intensidad de combustión obtenemos el diámetro del crisol. 5.- Conociendo el diámetro (d) del crisol los demás valores u otras dimensiones del Alto horno se pueden deducir.

 

Ejemplo: Para un Alto horno que produce 1500 Tn/día de arrabio. Se estableció el consumo de coque en 0,900 Tn coque/Tn arrabio líquido, entonces: 1500Tnarrabio  día  0, 900TnCoque día  24horas  Tnarrabio

TnCoque 

56,25

h

Podemos adoptar entonces un valor de IC = 800 kg/m2.h luego: 56250 800

kg Coque h kg  m 2 .h

2



 .d 

4

d = 9,46 m

 

LAS OTRAS DIMENSIONES DEL ALTO HORNO SE OBTIENEN ASÍ

Diámetro del vientre (D) (1,25 – 1,5)d Diámetro en el tragante (DT) 0,7 D Inclinación en la etalaje (b)

70 – 82°

Inclinación de la cuba (a) 85°50´ Altura del crisol (HC) (1/8 – 1/10)Hu Altura útil (HU)

VU / K. D2

 

Ejemplo: Para un Alto horno que produce 1500 Tn/día de arrabio, utilizando un mineral cuya riqueza de fierro es 50%, empleando coque metalúrgico. Solución: Adoptamos la siguiente proporción de carga: Mineral 1800 Tn/ Tn arrabio = 1800 kg Fund Fu nden ente te 0, 0,44 Tn / Tn ar arra rabi bio o = 40 4000 kg Coque 0,9 Tn / Tn arrabio = 900 kg 3100 kg

 

Asignando las siguientes densidades a cada uno de los elementos de la carga, se obtiene los volúmenes correspondientes: Mineral 200 Mineral 20000 kg/m3 corresponde (1800/2000) = 0,9 m3 /Tn arrabio Fundente 1500 Kg/m3 co  corrresponde (400/1500) = 0, 0,266 Coq oque ue 550 kg/ g/m m3 c  co orresponde (900/550) = 1,634 Volumen total 2,800 m3 /Tn arrabio

•

•

•

La producción nominal P = (1500 (1500 Tn /día)/24 hr/día = 62,5 Tn /h

 

Considerando quedeel10material es hematita, permanencia será horas, luego tenemos:el tiempo de

 

 Tnarrabio q  perman  permanencia encia ( h)   P día V u   hr  24

m3c arg a

   V  arrabio T n 

día

10h  1500Tnarrabio  2, 8m 3 Vu   1750m3 h día  24  Tnarrabio día

 

El diámetro del crisol se tiene en relación con la Intensidad de combustión: Para la Producción de 1500 Tn/día se tiene: 1500Tnarrabio  0, 9Tncoque día  Tnarrabio  24

Tncoque 

h

56,25  

h

día

Adoptando una IC= 800 kg/m2.h 56250

2

S  

   d crisol 

4



800

kg coque h kg  2

dc = 9,46m

m .h

 

Diám ámet etro ro del vi vien entr tree (D (D)) Di

(1, 1,25 25 – 1, 1,5) 5)d dc  

 D  1, 375  9, 46m  13, 0m

Diámetro del tragante (DT) Altura útil (Hu)

0,7D  D T 

Vu /K.D2

0, 7 13m  9,1m

K = 0,5 m

 HU 

Altura del crisol (HC)



1750 0, 5  13m



(1/8 - 1/10) HU

1

3

1





2

 20,7 m

 H c

07   2, 33 33m   8  10  20, 7   2, 59  2, 07

 

Altura de la etalaje (He)

tg b (D-d)/2 b = 76° tg b    tg 7  6  4, 01

 13  9, 46    H e   0 1  7,1m  4, 01 2    Altura de la cuba (Hcu)

HU= tg a (D – DT)/2

tga    tg 8  5, 5  1 2, 7  H Cu

 1 3  9, 1    1 2 , 7  2 4, 7 m   2  

 

BIBLIOGRAFIA  

El alto horno de hierro: Peacey – Davenport.

Paginas Web:   scribd (alto horno)   emagister (producción del arrabio)  

 

Gracias por su atención