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PERSPECTIVAS DE LA INDUSTRIA SIDERÚRGICA EN LOS AÑOS 80. II. NUEVAS TECNOLOGÍAS UTILIZADAS EN LAS FACTORÍAS SIDERÚRGICAS PARA AHORRO DE ENERGÍA. AUMENTO DE LA PRODUCTIVIDAD Y MEJORA DE LA CALIDAD DE LOS ACEROS ( ) .

J. BONED SOPEÑA* * Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (C.S.I.C). Madrid.

E. CRIADO HERRERO** ** Instituto de Cerámica y Vidrio (C.S.I.C), Arganda del Rey (Madrid)

Se hace una exhaustiva descripción de las innovaciones tecnológicas que se están incorporando en la actualidad a las factorías siderúrgicas, tanto en lo que se refiere a innovaciones destinadas a obtener un ahorro energético como las directamente orientadas al aumento de la productividad y mejora de la calidad en los aceros. Se pasa revista a la situación existente en las plantas de coque, sinterización y horno alto, así como a la acería de conversión eléctrica, colada continua, metalurgia en cuchara y proceso de laminación. Se constata la tendencia hacia procesos de colada-laminación en continuo y la automatización progresiva de los procesos siderúrgicos.

- Scope for the steel industry in the eighties. II. New technologies used for energy saving in steelworks. Productivity increase and quality improvement of steels for their new applications

A detailed description is made of the technological innovations that are presently being incorporated to steelworks, both in relation to those directed towards obtaining an energy saving as well as those directly connected with increase in productivity and improvement of quality in steels. A survey is made of the present situation in coke, sintering and blast furnace plants as well as those os electric conversion steelworks, continuous casting in ladle and rolling mill. It is confirmed that the tendency is towards continuous casting-rolling processes and the progressive automatization of steel plant processes.

Perspectives de llndustrie sidérurgique durant les années 80. II. Nouvelles thecnologies utilisées dans le factoreries sidérurgiques pour l'epargue d'énergie. Augmentation de la productivité et amélioration de la qualité des aciers pour leurs nouvelles applications

On fait une description exhaustive des innovations thecnologiques qu'on est entrain d'incorporer, á présent, dans les factoreries sidérurgiques, autant pour ce qui a rapport avec les innovations destinées a obtenir un éparque d'énergie, comme pour celles qui se trouvent directament orientées vers l'augmentation de la productivité et l'amélioration de la qualité des aciers. On révise la situation existante dans les usines de coke, la sinterisation et le haut-foue, ainsi comme l'aciérie de conversion électrique, le coulage continu, la métalurgie en cuillère et le procès de laminage. On constate la tendance vers des procès de coulage —laminage de façon continue et l'augmentation progressive des procès sidérurgiques.

Perspektiven der Hüttenindustrie in den achtziger Jahren. II. Neue Technologien, die in der Hüttenindustrie angewendet werden, um Energie zu sparen. Produktionserhöhung und Qualitätsverbesserung des Stahls für seine neuen Anwendungen

Es wird eine Beschreibung der technologischen Neuerungen gemacht, die in der Gegenwart in der Hüttenindustrie eingeführt werden, sowohl diese, die auf einer Energiesparung, als auch diese, die auf eine Produktivitätserhöhung und Qualitätsverbesserung des Stahls bestimmt sind.

Es wird auch die Lage durchgesehen, die in den Kok—, Syntherisierung und Hochofenanlagen besteht, als auch in der elektrischen Stahlumwandlung, fortlaufende Abstich, und Auswalzprozess. Es wird eine Neigung festgestellt nach fortlaufender Abstichauswalz prozessen und eine fortschreitende automatisierung.

(') Original recibido el 19 de septiembre de 1983.

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J. BONED SOPEÑA y E. CRIADO HERRERO

1. INTRODUCCIÓN

Es nuestra intención hacer una breve exposición de las nuevas tecnologías más sobresalientes para conseguir los objetivos de ahorro energético, incremento de productividad y mejora de la calidad de los aceros para las nuevas aplicaciones a que deben hacer frente. Comenzaremos por aquéllas que significan una mejora en el ahorro de energía y preferentemente las que ya se han incorporado a las factorías siderúrgicas; para analizar después otras, que aun siendo a veces muy prometedoras, su desarrollo generalmente más reciente, aun se encuentra en fase de plantas piloto, instalaciones semi-industriales y a veces en la incipiente de laboratorio.

Hacemos notar que ciertas tecnologías por muy elevado coste y/o baja rentabilidad de la economía de energía, como pueden ser el apagado en seco del coque o incluso la inyección de carbón pulverizado en las toberas del horno alto, serán pasadas por alto en cuanto a detalles sobre las mismas se refiere.

2. AHORRO DE ENERGÍA

2.1. Cuquerías. Control de coquización

Existen varios tipos de dispositivos para medir en continuo el grado de cocción del coque, temperatura a la que el coque es deshornado y determinar el punto final de esta operación. Con estas acciones se preven reducciones del consumo específico de combustible entre 40 y 85 MJ/t de carbón a coquizar seco.

Con el método se consigue además reducir la dispersión de los tiempos de coquización entre diferentes hornos y los valores de la resistencia mecánica del coque. Al conseguir mejor coque se reduce el consumo en el horno alto (H.A.).

2.2. Plantas de sínterizadón

Recuperación del calor de los humos del enfriador del sinterizado.

Esta recuperación se hace con tres finalidades: a) pre-calentamiento de la carga a sinterizar, b) precalenta-miento del aire de los quemadores de encendido de la mezcla a sinterizar, c) producción de vapor para generar energía eléctrica. En el caso a) se mejora la permeabilidad de la mezcla a sinterizar (aumento de productividad), se disminuye el consumo de polvo de coque (ahorro de energía) al ser más eficiente la combustión del mismo. En el caso b) se reduce el consumo de CO del gas del encendido, la relación aire y gas combustible es más alta para una dada temperatura de llama con lo que en los gases de encendido que atraviesan la carga a sinterizar hay más oxígeno y aumenta la productividad de la planta y la calidad del sinterizado. Los ahorros de energía en el caso a) es 2,4 a 4,5 Kg coque/1 sinterizado; en el caso b) 5 a 10 Mcal/t sinterizado y en el c) 30 a 40 Mcal/t sinterizado si se emplea un sistema de recuperación de vapor y 6 a 12

Kw h/t sinterizado si se emplea un sistema de generación de energía.

2.3. Horno alto

De la energía que consume el horno alto (H.A.) el 90 por 100 aproximadamente la aporta el coque y los combustibles auxiliares inyectados por toberas, el 10% rres-tante lo incorpora el viento caliente. Entre el 15 y el 20% del aporte total de energía sale del horno con el arrabio caliente como energía química y calor sensible; las reacciones reductoras en el horno alto consumen entre 30 y 45%, el calor sensible de la escoria que se descarga equivale a un 3-5% del total y las pérdidas representan de un 3 a un 6% del total y se transmiten al exterior del horno a través de su coraza o en el agua de enfriamiento.

En general la reducción del consumo total de energía del H.A. mediante acciones tomadas primariamente en el área del horno alto comprenden:

— Mejora de la eficiencia de reacciones en el interior del horno, como un medio de disminuir el consumo específico de coque.

— Mejora de la eficiencia de la generación del viento caliente (estufas y quemadores auxiliares).

— Impulsar la recuperación del gas de tragante del H.A. y la operación de la turbina de recuperación de presión del gas de tragante, lo mismo que la recuperación del calor sensible de dicho gas.

— Recuperación del calor sensible de la escoria. — Reducción o recuperación de la cantidad de calor

perdida a través de la coraza (chapa) del H.A. por radiación o recogida por un agente refrigerante.

En relación con este último caso favorecer el enfriamiento (refrigeración) del horno alto, más que mejorar un aislamiento, puede no solamente ofrecer el mayor beneficio de alargar la vida el revestimiento, sino también ofrece una oportunidad de recuperar la energía térmica desde el refrigerante. Así, en principio los sistemas de refrigeración (enfriamiento) por medio de placas de evaporación permitirán recuperar dicha energía como vapor o agua caliente. Sin embargo existen pocos ejemplos de estas aplicaciones.

2.3.1. TURBINAS PARA RECUPERACIÓN DE LA PRESIÓN DEL GAS DE TRAGANTE DEL H.A.

Los hornos altos pueden operar a elevadas presiones del tragante de hasta 2,5 atm., debiendo ser reducida la del gas de tragante hasta la del gasómetro (de 0,05 a 0,08 atm.) antes de que pueda ser usado en otras instalaciones. Hasta la puesta en práctica de las turbinas de caída de presión se conseguía por medio de una válvula de regulación (una válvula septum o un lavador de orificio variable).

Las primeras turbinas instaladas eran de diseño denominado «húmedo radial» o «seco exial». Este último aunque inherentemente era de más eficiente diseño no

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Perspectivas de la industria siderúrgica en los años 80. 11. Nuevas tecnologías utilizadas en las factorías siderúrgicas para ahorro de energía.

podría compatibilizarse con la condensación de agua sucia que es inevitable en una entrada de gas húmedo enfriado. Para evitar este problema una proporción del gas del H.A. se quemaba antes de su paso a la turbina, evitando así la condensación (pero penalizando así el consumo de energía). En contraste, la turbina radial (centrípeta) podrá compaginarse con la condensación pero con una eficiencia menor. Recientemente el diseño de tipo axial ha sido modificado para compatibilizarlo con condiciones húmedas, dejando a un lado los dos tipos iniciales de turbinas y constituyendo el nuevo diseño denominado «axial húmedo».

Los actuales rendimientos varían típicamente entre 25 y 40 Kw h/t arrabio caliente (tac) para H.A. con presión de tragante variando de 1,5 a 2,5 atm.

Un desarrollo muy reciente trata de recuperar el calor sensible y la energía cinética del gas de tragante. Se usa el gas limpio, seco y no enfriado. Las temperaturas de entrada a la turbina se aumentarán hasta casi 1200C y la producción de energía aumenta de 25 a 30% comparada con el tipo «húmedo axial».

2.3.2. RECUPERACIÓN DE CALOR DE LA ESCORIA

Hay varios procesos que se desarrollan actualmente. Dos son los tipos de sistemas según los tipos de dispositivos para granulación y para recuperación del calor al solidificar la escoria y enfriar, y utilizarlo en producir o calentar el vapor de agua.

2.4. Acerías de conversión al oxígeno (BOF)

La promoción de ahorros de energía durante la conversión al oxígeno del acero comprende principalmente:

— El uso eficiente del calor sensible del arrabio caliente. — Alcanzar eficiencias más elevadas durante el afino. — Aumentar la capacidad del BOF para fundir chatarra. — Mejorar la recuperación de energía (química y tér

mica) del gas del convertidor. — Recuperación del calor sensible de la escoria.

Las nuevas tecnologías para ahorrar energía se centran en la recuperación de la misma de los gases que salen del convertidor. Veamos cual es el estado actual de la cuestión y los avances logrados respecto al pasado reciente.

Los gases que abandonan un convertidor al oxígeno tienen una temperatura superior a IA5(PC y contienen un elevado nivel de subproductos gaseosos combustibles (principalmente CO), asimismo les acompañan partículas de polvo y escoria. Estos gases deben ser enfriados y limpiados antes de ser aspirados y descargados en la atmósfera (y ello aunque no se interese recuperar el calor sensible y la energía química asociadas con ellos). En algunas instalaciones, se recuperan simultáneamente el calor sensible y la energía química de los gases, mediante

el uso de generadores de vapor. El aire admitido sobre el convertidor asciende por la campana en la que el CO se quema pasando rápidamente los gases calientes a un sistema de generación de vapor antes de ser enfriados y limpiados.

Un sistema generador de vapor completo para este caso, consta de una sección radiante en la parte inferior del mismo seguida por una sección de convección en la parte superior. Los gases muy calientes sucios crean problemas de mantenimiento y la producción de vapor es intermitente y variable, lo que requiere la existencia de acumuladores de vapor, recalentadores calentados externamente y en algunos casos quemadores auxiliares del generador.

Una variante es el método denominado del semigene-rador que contiene solamente la sección radiante, y dispone de un posterior enfriador de la corriente gaseosa de salida desde el generador. Aunque el nivel de energía recuperada es más bajo que el del generador completo, los costes son reducidos y los problemas de limpiado de la sección de convección se eliminan.

Una solución alternativa, que es actualmente la más am.pliamente practicada, es la recuperación de la energía química solamente. Se suprime la combustión añadiendo un faldón móvil para reducir el paso entre la campana y el convertidor y controlando la presión en la campana para minimizar las infiltraciones de aire y que el gas de combustión salga fuera. Es necesario un gasógeno para regular y recoger la intermitente y variable producción del gas del BOF. Aunque la potencial recuperación de energía no es tan grande como en el sistema del generador completo, ofrece varias ventajas: la energía recuperada está en forma de combustible gaseoso el cual es a menudo más fácilmente utilizable que el vapor; y como al suprimir la combustión los volúmenes de gas son menores, los equipos tales como campanas, colectores de polvo y ventiladores pueden ser más pequeños y por tanto más baratos.

Los más recientes desarrollos realizan la recuperación no sólo del gas del BOF, sino también de su calor sensible. Esto se consigue por medio de un sistema combinado de un generador de vapor y la recuperación del gas de la suprimida combustión. Como los volúmenes de gas son menores y las temperaturas relativamente bajas, la sección del generador es menor y más barata que la del sistema de generación completa, y los problemas de mantenimiento se reducen. Existen muchas variantes y una bastante utilizada transfiere el calor a un círculo de freon que incluye un generador de turbina.

Resumiendo lo que hemos expuesto indicamos a continuación las cantidades de calor recuperadas con cada sistema:

MJ/t Semi-generador 535 Generador completo 794 Solamente recuperación ortodoxa del gas 719 Solamente recuperación mejorada del gas 744 Recuperación mejorada del gas más la del calor sensible del mismo 915

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2.5. Nuevas tecnologías de ahorro de energía en el secado y precalentamiento de cucharas, en hornos de reca-lentamíento y en trenes de laminación en caliente

2.5.1. CUCHARAS

Las cucharas empleadas en coladas normales convencionales consumen para su secado y precalentamiento una cantidad de calor relativamente pequeña, del orden de 53 MJ/t acero bruto. No obstante, al aumentarse considerablemente el uso de la colada continua y de la metalurgia en cuchara, se necesita un precalentamiento de las cucharas a temperaturas más elevadas.

Pueden en este caso ser considerados tres tipos de métodos generales para ahorro de energía:

— Automatización del control de la relación aire/combustible para minimizar los niveles de exceso de aire.

— El uso de métodos de calentamiento enteramente nuevos (están bajo desarrollo sistemas de microondas).

— El reciclado del calor sensible de los humos (lo que resulta más viable cuando las temperaturas de precalentamiento aumentan).

Un método de este último tipo incorpora un recuperador en el conducto de salida de los humos para preca-lentar el aire de combustión; además, dichos humos se utilizan para calentar la superficie exterior de la cuchara hasta 190^C. Con este método se puede reducir el consumo energético hasta un 40%.

2.5.2. HORNOS DE RECALENTAMIENTO

Las pérdidas de energía de un horno de recalentar son frecuentemente equivalentes a un 6-10% del combustible consumido en el horno.

No obstante el uso incrementado de aislamientos de fibra cerámica ha servido para reducir estas pérdidas al mejorar el aislamiento del horno y reducir su capacidad térmica.

Así, en hornos de operación continua, pueden reducirse las pérdidas por radiación hasta en un 50%,si la superficie interior de las paredes del horno se protege con una gruesad capa de 50 a 75 mm de espesor de fibra cerámica.

En el caso de hornos sometidos a frecuentes y grandes cambios en la temperatura a que operan, las reducciones de las pérdidas por radiación y en la energía necesaria para calentar el horno pueden conseguirse mediante la protección de la superficie interior de las paredes de los hornos con fibras cerámicas de baja capacidad térmica.

Las mayores pérdidas de energía de los hornos de fosa y los de recalentar tienen lugar por el calor sensible de los humos cuyas temperaturas oscilan entre 900^C y 700ÖC respectivametne. No obstante, instalando un recuperador en los humos para precalentar el aire de combustión se aumenta la temperatura de llama, se mejora la eficiencia de la transmisión de calor y se reduce el consumo total de combustible. Hoy día los recuperadores convencionales de diseño de radiación o convección, han sido sustituidos por los de tipo cerámico o

híbrido de nuevo desarrollo, y que han permitido elevar lOO^C más la temperatura del aire precalentado.

Existen hornos modernos de recalentar equipados con un jet-precalentador que es muy interesante para recalentar cargas frías. Lanzando gases calientes de la salida del recuperador a 500-600^C contra la carga fría recién metida en el horno se pueden obtener economías de combustible de 17 a 30%. Con carga caliente al efecto es mucho menor.

2.5.3. TRENES DE LAMINACIÓN EN CALIENTE

Consumen principalmente energía en forma de energía eléctrica para la propulsión de los equipos propiamente dichos y los auxiliares, como bombas para eliminación de cascarilla, mesas de enfriamiento y enfriamiento de rodillos, así como instalaciones de tratamiento de aguas. El total de estas energías es comparable con la que se requiere para el proceso de recalentamiento de los desbastes.

La promoción del ahorro de energía en los trenes de laminación en caliente contempla:

— La reducción del consumo de electricidad para la propulsión de los cilindros de laminación.

— La reducción del consumo de electricidad para las bombas del equipo auxiliar.

Como el consumo de energía eléctrica en el tren de laminaciódn tiende a aumentar cuando la temperatura del desbaste al entrar en el tren es más baja (corrientemente la misma es función del área superficial de desgaste) en el caso de existir varias cajas o pasos de laminado en dicho tren es ventajoso normalmente aumentar el nivel de reducción en las últimas cajas o pasos y reducir el tiempo de laminación.

Además, las pérdidas de calor durante la laminación pueden ser disminuidas utilizando:

— Rebobinadores intermedios («coilboxes»). — Cubiertas aislantes del calor entre cajas de lamina

ción. — Mantenedores del calor de los bordes de las bobinas. — Calentadores para trabajos ligeros alimentados por

combustible (fuel-oil u otros).

De esta forma los ahorros de energía pueden también conseguirse en la etapa precedente de recalentamiento al poderse utilizar, consecuentemente, temperaturas de extracción más bajas de los productdos recalentados.

Al evaluar los beneficios totales de estos procedimientos de ahorro de energía, deben ser tenidos en cuenta los efectos de los rendimientos de productdo y de su calidad. Además debe reconocerse que es muy compleja la relación entre el espesor de la bobina laminada en caliente suministrada al tren de laminación en frío, y las necesidades totales de energía para ambos laminados en caliente y en frío, con objeto de alcanzar el espesor final de las bobinas laminadas en frío.

Pasamos a considerar los perfeccionamientos que para el ahorro de energía representan los rebobinadores


Perspectivas de la industria siderúrgica en los años 80. II. Nuevas tecnologías utilizadas en las factorías siderúrgicas para ahorro de energía.

intermedios («Coilboxes») y las prácticas de la colada continúa-laminación en directo, en relación con los trenes de laminación de bandas en caliente.

Un problema fundamental en la laminación de bandas en caliente es la caída de temperatura del cabo (extremo) final de la banda cuando está esperando para ser laminado en las cajas acabadoras. Este problema puede superarse mediante el uso de un «coilbox» (en realidad un rebobinado intermedio y una protección del cabo final). El «coilbox» es un bobinador descendente sin mandril. La operación consiste en hacer desviarse la banda hacia arriba y antes de su caída para entrar en las cajas acabadoras, pasa entre rodillos para formar una bobina intermedia. Al entrar el cabo final en el coilbox cesa el enfriamiento y es descascarillado, alimentando a continuación la cizalla y las cajas acabadoras. Con esta operación el cabo final de la banda que sale del desbastador, pasa a ser la cabeza de la bobina final del tren acabador.

Los ahorros de consumo de energía en la laminación directa en caliente, del orden de 1.000 MJ/t (laminada por laminación directa caliente) pueden ser todavía mayores en el caso de productos planos si los desbastes planos («slabs») colados en continuo, pueden ser laminados a bobinas sin recalentamiento intermedio. Este proceso colada continúa-laminación en directo, se ha convertido ya en una práctica comercial que alcanza éxito siempre que se cumplen los requisitos siguientes:

— Control riguroso de la producción sobre todas las etapas eslabonadas del proceso.

— Los desbastes planos deben estar desprovistos de defectos superficiales.

— Debe ser alcanzada una elevada temperatura en el desbaste mediante un enfriamiento con niebla moderado, seguido por una igualación de temperatura.

— Deben evitarse las aristas frías (utilizando donde sea necesario dispositivos de calentamiento en línea con las aristas).

— Deben ser pequeñas las pérdidas de temperatura que ocurran entre las cajas desbastadoras y acabadoras (esto se ha conseguido colocando una caja desbastadora inmediatamente en cabeza del tren acabador). La llamada caja M es capaz de aceptar un slab desbastado de grueso espesor, minimizando de este modo las pérdidas por radiación en la mesa de detención.

Una planta que tiene un consumo específico de energía de 2.000 MJ/t de producto, según la ruta de procesos: colada y solidificación del lingote, hornos de fosa, tren slabing y horno de recalentamiento (para el tren de bandas en caliente) tiene para el mismo caso con colada continúa-laminación en directo (CC-LD) un consumo de 750 MJ/t producto, cuando la producción obtenida según el CC-LD alcanza un nivel de 80%, equivalente a 65% de las entradas de producto en el tren de bandas en caliente.

2.6. Recuperación de energía en la acería eléctrica

Se analiza a continuación el balance energético de una colada en un horno eléctrico. Se realiza también un

estudio sobre las posibilidades técnicas de utilizar el calor desprendido por los humos, el agua de refrigeración y el acero, en base a los flujos de energía. La figura 1 muestra el diagrama Sankey para colada de acero para cojinetes de bolas. Si se analizan las entradas de energía, se observa que cantidades substanciales de ella son aportadas por los agentes carburadores y elementos tales como los aceites y las grasas en la viruta.

K ~ > i _

•

Combustible y reacciones químicas

kWh/t

254

% 31,3

Quemadores de oxi-fuel 21,0 2,6

Reacciones químicas 46,6 5,1

Consumo de electrodos 31,6 3,9

Agentes carburantes 83,4 10,3

Aceite y grasa (viruta) 76,4 9,4

Pérdidas por el agua de refrigeración Transformador

142 17

Refrigeración oe la parte superior del fiorno 40,0 ^ } Paneles laterales refrigerados

Bóveda refrigerada Codo de aspiración Refrigeración cuba

Pérdidas por los humos

50,0 26,0 «,0 6,0

158

6.2 3.2 1.2 0,7

19Í • Aspiración 107,0 13,2

• Vanos

i Energía útil

51,0

510 6,3

63,0 Escoria

Acero

83 427

12,2 52.7

Fig. 1. Diagrama del flujo de energía para un honor eléctrico de arco (según H. Pleiter).

Las cifras de absorción de energía muestran que la cantidad de calor transferida al agua de refrigeración, y la eliminada a través de los humos, tienen una relación de 1:1. Se puede hacer uso de la energía térmica transferida al agua de refrigeración de los paneles laterales, de la bóveda y de las tuberías de extracción de humos para calentar edificios, como se hizo en una acería danesa. De la energía contenida en los humos, solamente se puede utilizar la parte extraída por el cuarto agujero. Su uso puede ser, por ejemplo, el precalentamiento de chatarra, del que hablaremos más adelante.

Las pérdidas de energía totales de un horno de 100 toneladas con un tiempo de colada de alrededor de 85 minutos y una potencia de 65 Mw, equivalen aproximadamente a 14-20 Mw. En el ejemplo ilustrado en la figura 1, las pérdidas a través del agua de refrigeración y de los humos son del orden de 10 Mw. Estas pérdidas sobrepasan a la cantidad de energía aportada por combustible y reacciones químicas en aproximadamente un 20%, esto es, 2 Mw.

Adicionalmente, el tiempo dirá si los incrementos del precio de la energía, harán razonablemente económica la recuperación de calor de la escoria, lingotes o palanquilla de la colada continua. En los Estados Unidos, se ha desarrollado una técnica, mediante la cual se precalienta la chatarra con el calor recuperado de las palanquillas de la colada continua.

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La secuencia de las pérdidas de calor durante la colada medidas en un horno de 100 toneladas, a través del agua de los elementos de refrigeración de las paredes y la bóveda, y determinando las pérdidas de calor por la aspiración de humos en el codo de extración, en la cámara de combustión y en los humos mismos, se representan en el gráfico de la figura 2, que ilustra cómo el contenido de calor de los humos fluctúa durante una colada realizada con adición continua de prerreducidos. Estas fluctuaciones deben considerarse aún mayores al fundir cargas 100% de chatarra.

Las pérdidas térmicas vía humos y agua de refrigeración siguen cursos diferentes durante la colada. Las variaciones en el tiempo, del calor de los humos, revelan que el precalentamiento de chatarra por los humos y el uso del agua de refrigeración para calefacción, deben ser estudiados para asegurar una óptima recuperación del calor.

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81 o ^ 3 «s e c o

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U2

Pérdidas térmicas en MW:

,.~J Paneles refrigerados 2,19 ^ Codo ^ ^ ' \

0^01_, , h^_

10 20 30 40 50 60 70 Tiempo de operación en minutos

80 90

Fig. 2. Balance térmico dinámico para fusión controlada por computador.

3.3. T E C N O L O G Í A S DIRECTAMENTE ORIENTADAS AL AUMENTO DE LA PRODUCTIVIDAD Y MEJORA DE LA CALIDAD DE LOS ACEROS

Tratamos de seleccionar las que nos parecen más interesantes y recientes y dar siquiera una idea de las mismas, concretándose al dominio de la acería de conversión, eléctrica, colada continua, metalurgia en cuchara, laminación y mejora de determinadas características del acero, que se exigen para usos cada vez más especiales y más solicitados cada día.

3.L Convertidores

El proceso de fabricación de acero en convertidores al oxígeno BOF es el más extendido en el mundo, obteniéndose un 80% del acero por este método con sus distintas variantes.

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De los recientes desarrollos técnicos, el más significativo es el control dinámico del BOF, logrado por la combinación efectiva del uso de una sublanza en el convertidor, un analizador continuo de gas, y un computador, y cuyo resultado es el gran incremento del número de coladas realizadas en el tiempo preyisto para alcanzar el punto final y evitar, por tanto, los resoplados. Ultimos avances tecnológicos más sofisticados han conseguido una completa automatización del soplado en el cual se han automatizado todas las operaciones necesarias. La disminución de resoplados y las mejoras de operación conseguidas con el control citado, no sólo han aumentado la eficiencia en la producción sino también el rendimiento en acero, y alargado la vida del refractario todo lo cual reduce considerablemente los costos de producción.

La calidad del acero se ha favorecido al disminuir los contenidos de oxígeno disueltos en el acero, y al predecir con mayor precisión los tiempos de colada a colada del convertidor al oxígeno, permitiendo así una mejor sincronización con la colada continua posterior del acero.

Al aumentar la productividad de »la colada continúa haciéndola más rápida, y al fabricar aceros de cada vez mayor calidad, los aceristas se han visto impulsados e incrementar el uso de altas temperaturas del baño de acero y de la colada, lo que ha impuesto una dura carga a los refractarios del BOF. Para afrontar estas mayores exigencias al comportamineto de los refractarios se han hecho notables desarrollos para mejorar su calidad, así como para controlar la composición de la escoria, reparar los convertidores por gunitado caliente, y como hemos dicho antes controlar el soplado. Resultado de estos desarrollos ha sido aumentar la vida media del refractario. Como recientemente se ha puesto en práctica el uso refractarios (ladrillos) de magnesia no calcinada-grafito de alta resistencia a la abrasión, que se colocan en la zona más importante del revestimiento del BOF se esperan todavía mejores resultados.

Hasta ahora nos estamos refiriendo al convertidor soplado por arriba cuyas ventajas e inconvenientes de operación y metalúrgica para la calidad del acero, se pueden ver en la parte izquierda de la fig. 3. Análogamente en la parte superior derecha se contempla el convertidor soplado por el fondo que se ha desarrollado muy rápidamente en la década de los setenta, y cuya operación fundamentalmente supera al soplado por arriba en la capacidad de refino del acero.

En realidad los procesos de soplado por el fondo (OBM, LWS y Q-BOP) superan a los de soplado superior (LD, LD-AC, OLP) en un mayor rendimiento en metal:

— mejor reacción entre metal y escoria (separación de fósforo y azufre más eficiente),

— supresión de la sobreoxidación del hierro, — menor contenido de nitrógeno, — no hay derrames de metal ni proyecciones, — más alta productividad, — mayor reproductibilidad de las reacciones del afino.

Por el contrario, el soplado por arriba (superior)

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SOBREOXIDACION

REACClOri LENTA

M E T A L - ESCORIA

PEOR AGITACIÓN DEL BAÑO

OONVÜHr iOOR SOPLADO POR ARRIBA

c o N V / f < n : ' O R s (M'LA LO rOK i ' .

— F L E X I B I L I D A D DEL

SOPLADO POR ARRIBA

FAVORABLE FORMA

CIÓN DE ESCORIA

BOLA OE FUEGO

SUPRESIÓN D t LA S O Ü R t O X I Ü A C l O N •

f iEACCiON ACELERADA

METAL- ESCORIA

AGITACIÓN VIGOROSA

HIDROCARBUROS "

K3i

LD/LO-AC/OLP

(T O B M / L W S

COMBINACIÓN

S U P R I M I D A SOBREOXIDACION

ACELERADA LA REACC10N_ METAL - ESCORIA

AGITA^CION DEL BAflO MODERADA

F L E X I B I L I D A D DEL SOPLADO POR ARRIBA

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FORMACION DE ESCORIA FAVORABLE

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AGITACICr i ' G A G t O S A PEL BAÑO

PROCESO OE SOPLADO COMBI rJADO

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BOLA DE I UFGO

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Fig. 3. Características de los convertidores soplados por la boca y por el fondo y del proceso de soplado combinado.

ofrece ventajas de operación sobre el soplado por el fondo tales como,

— estabilidad en el aporte del oxígeno al baño y flexibilidad en la practica del soplado,

— formación de la escoria controlada fácilmente, — flexibilidad en la cantidad de chatarra consumida, — larga vida del refractario.

Como al comienzo de los años setenta se deseaba compaginar el mejorar la escasa cantidad de chatarra a fundir por el soplado por el fondo, y mejorar las características metalúrgicas que confiere el soplado por arriba, se produjeron los ensayos y el éxito del soplado combinado (superior y por el fondo), que se representa en la fig. 3, parte inferior. Se han originado distintos procesos según los gases que son inyectados por el fondo y la manera de inyectarlos.

Unos procesos inyectan:

— gases inertes (Ar y N2) inyectados por ladrillos porosos o permeables,

— gases inertes inyectados por tubos metálicos, — aire (O2 + N2) protegido por N2 inyectados por tobe

ras anulares, — CO2 mezclado con O2 y protegidos por CO2, inyecta

dos por toberas anulares.

— O2 protegido por hidrocarburos (CmHn), inyectados por toberas anulares.

Existen todavía más variantes dando lugar a una clasificación de los mismos en seis categorías diferentes que se recogen en la tabla 1.

La prevención de la sobreoxidacíón del hierro y la aceleración de la reacción metal-escoria son las características metalúrgicas básicas del soplado combinado.

Para juzgar sobre las relativas ventajas de cada proceso de soplado combinado deben considerarse los siguientes factores:

— el rendimiento en hierro y el grado de recuperación de aleantes,

— la flexibilidad en las especificaciones de composición del arrabio líquido a tratar,

— la flexibilidad para producir aceros de elevado carbono y otros extrasuaves (muy bajo carbono),

— el efecto sobre la capacidad de fundir chatarra, — los costes de inversión, — los costos de los gases a inyectar, — los contenidos de nitrógeno e hidrógeno en el acero, — la duración de las buzas del soplado por el fondo,

elementos y refractarios del convertidor.

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TABLA I

Comparación de varios gases soplados por el fondo y varias técnicas operativas en el soplado combinado

Gases soplados por el fondo

Método de soplado por el fondo

Características Gases soplados por el fondo

Método de soplado por el fondo Ventajas Inconvenientes Procesos

Gas inerte Ladrillos porosos 0 Bajo costo del Costo del gas argón LBE (Ar, N.) permeables equipo FR

Bajo contenido de

Posibilidad de interrumpir el soplado por el fondo

Más alto contenido de N. Poco aumento de N2 por especial técnica de soplado

Alemania

Tubos Bajo costo del Costo del gas Ar LD - KG equipo Más alto contenido LD - AB Bajo contenido de

H2

de N2 LD - OTB F R . Alemania

Aire Toberas anulares Bajo costo del Más alto contenido BAP 1 (Aire + N2) (Enfriamiento con

N2)

equipo Bajo contenido de

H2 Bajo costo de los

de N2 equipo Bajo contenido de

H2 Bajo costo de los gases

Dióxido de Toberas anulares Reciclado del gas de Reacción STB Carbono (COj) (Enfriamiento con convertidor endotérmica (CO2 + O2) CO2) recuperado

Bajo contenido de

H2

CO2 + C = 2 CO Coste del gas CO2

Sin polv 0 de CaO Reacción Más alto contenido LD - HC

Oxígeno (O2 + CmHm)

Toberas anulares (enfriamiento con CmHn)

exotérmica O2 + 2C = 2CO Agitación del baño por burbujas de CO

de H2 Costo de los enfriantes Alto coste del equipo

LD - OB LD - OTB N K - C B

Con poh a través

/o de CaO del fondo

Lo dicho arriba Más elevado KMS Con poh a través

/o de CaO del fondo

Inyección de polvo de cal activa

contenido de H2 Costo de los

K - BOP

enfriantes Costo de producción del polvo de cal Alto coste del equipo

Una característica muy importante, que diferencia bastante unos procesos de otros, es la relación existente entre la velocidad de soplado y el tiempo empleado para el completo mezclado del baño (ver figura 4).

La capacidad de cada una de las prácticas (procesos) de soplado combinado para reducir los niveles de oxígeno disuelto son muy similares, aunque el efecto es más pronunciado a niveles de carbono más bajos (fig. 5). En cualquier caso es evidente que los soplados combinados

ofrecen la oportunidad de producir aceros con muy bajos niveles de oxígeno.

Se han valorado por distintos autores, las ventajas desde el punto de vista de reducción de costos, en los procesos de soplado combinado y debidos a diferentes factores. Sin tener en cuenta la ventaja económica que representa la prolongación de vida del refractario, que todavía no se ha confirmado resulta que el beneficio puede ser de 1 a 3 dólares USA por ton métrica de acero

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a

0 02 0 05 0 1 0 2 0.5 1 0 2 0 5 0

VOLUMEN ESPECIFICO DE SOPLADO POR EL FONDO ( N m ' / m i n . / t o n )

Soplado'TV, p o r o r r i b a l / OS o p l a d o " ^ y iSoplodopor A

combinodoV/ ' \ |e l fondo J

Fig. 4. Efecto del volumen específico de soplado por el fondo y la velocidad de mezclado en el baño del metal fundido.

o 0 02 0 04 0 06 0 08 0.10 0 12

CONTENIDO DE C A R B O N ( % )

Fig. 5. Comparación de niveles de O^ disuelto en soplado por la boca y en el combinado.

producido y dependiendo de la composición del arrabio, del proceso contemplado, y del tipo de acero producido.

La inversión para modificar un convertidor soplado por arriba en uno para el soplado combinado parece ser relativamente pequeña si se emplean gases inertes, y claramente más elevada cuando se usa oxígeno. Dado que los plazos para recuperarla van de no más de seis meses a tres años, puede decirse que se trata de una inversión de eficacia elevada.

La tecnología del soplado combinado y sus numerosas variantes, van a adquirir su plena mayoría de edad, eficacia y vitualidad de sus resultados técnicos, y económicos, en esta década de los ochenta.

3.2. Colada continua

La colada continua en virtud de sus mejoras de rendimiento metálico, conservación de energía y ahorro de

mano de obra, goza de global aceptación. Su crecimiento en número de plantas (más de 1.000 actualmente); en su producción, más de 200 M de t, y en la variedad de aceros que hoy día puede colar, la hacen objeto de constantes y muchas veces importantes mejoras, desarrollos y perfeccionamientos tecnológicos. Todo ello sin olvidar sus ventajas económicas y las mejoras conseguidas en la calidad de los aceros colados.

Veamos algunos de estos desarrollos tecnológicos recientes, de los mencionados en la tabla II y esquematizados en la figura 6. En la figura citada se señalizan, y en el cuadro se incluyen las medidas para prevenir cuatro tipo de defectos muy generales que se producen durante la colada continua en los lingotes colados, a saber: inclusiones no metálicas, defectos superficiales, segragaciones en el eje central, y grietas y defectos internos en los lingotes.

Hr--C20 Ö~1T"0~0 O TT

Fig. 6. Relación de técnicas usadas en la colada continua para reducir el nivel de defectos.

Para conseguir los altos niveles de limpieza del acero en los aceros a colar en continuo se ha hecho necesaria la colada sumergida con protección de polvos fundentes. A este fin se han desarrollado muchos perfeccionameintos técnicos en el diseño de las protecciones entre cuchara y artesa, («tundish») y entre ésta y el molde (lingotera), así como en la misma artesa. Los diseños mejorados de artesas favorecen la flotación superficial de las inclusiones a la superficie de la artesa, donde se absorbidas por el fundente («flux»).

Hoy día se considera muy necesario y, sobre todo para ciertos tipos de acero es obligatorio, utilizar el refino secundario (metalurgia en cuchara) antes de la colada continua, cuando se requiere una mejora adicional de la limpieza del acero.

La prevención de los defectos superficiales e internos del desbaste o semiproducto colado es otro problema importante de mejora de la calidad. Mediante una selección cuidadosa de la protección de las paredes del molde y ejerciendo un riguroso control sobre los niveles del contenido de acero líquido en el molde, y controlando metódicamente el enfriamiento secundario, pueden ser

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TABLA II

Relación de técnicas usadas en la colada continua para reducir el nivel de defectos

Medidas Medidas

1.

2.

3.

Evitar que la escoria del BOF entre en la cuchara.

Refino secundario en cuchara.

Refractarios de cuchara.

4.

9.

10.

11.

Control de composición química.

Protección entre artesa y molde.

Control del nivel del metal en la colada.

Recubrimiento de las paredes del molde 5. Protección entre cuchara. (Cr, Ni, etc.).

6. Gran artesa. 12. Control del enfriamiento del molde.

Inclusio 7. Dique de la artesa. Defectos 13. Control de la calidad del polvo y del nes no superfi lubricante en la lingotera.

metálicas 8. Refractario de la artesa. ciales 16. Control de la desoxidación con alumi

9. Protección entre artesa y molde. nio.

14. Diseño y material de buza sumergida. 18. Agitación electromagnética en el molde.

16. Control de la desoxidación por alumi 19. Control de enfriamiento secundario.

17.

18.

nio.

Tipo de máquina.

Agitación electromagnética en el molde.

20.

24.

Control del alineamiento de los rodillos.

Velocidad de colada.

13. Control de temperatura de colada. 17. Tipo de máquina.

17. Tipo de máquina. 20. Control de alineamiento de rodillos.

Segregación en la

21. Agitación electromagnética. Grietas y otros

21. Agitación electromagnética en el molde.

línea central

24. Velocidad de colada. defectos internos

22.

23.

'25.

Reducción en línea.

Multipunto de enderezamiento.

Ajuste de la presión de los rodillos de arrastre.

evitados ampliamente los defectos superficiales; mientras, nuevos diseños de máquina, tales como las que utilizan colada bajo comprensión de los cilindros de arrastre han sido desarrollados para evitar defectos internos en el lingote o desbaste.

En virtud de tales desarrollos, el rango de productos colados en continuo, que han encontrado aceptación en los usuarios, incluye productos tales de alta calidad como alambrón para cables de acero, barras para aplicaciones en automoción, hojalata para embutición, chapas media y gruesa para tuberías de alta resistencia, una variedad de

92

aceros de baja aleación y aceros inoxidables ferríticos. Hoy no solamente hay muy pocos aceros que no puede ser colados continuamente, sino que muchos productos colados en continuo son consideradas más aceptables, que sus correspondientes obtenidos en colada normal, reflejando un cambio en la preferencia de los usuarios.

La colada continua secuencial permite una productividad mayor y puede acrecentar la calidad del producto, aunque su efectiva implantación está vinculada a mejorar los refractarios. De tales mejoras son ejemplos el desarrollo de refractarios especiales, que permiten inyectar gases inertes en la entrada de las buzas sumergidas, previ-

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niendo de este modo la obstrucción de buzas y la introducción de refractarios básicos resistentes a la erosión para su empleo como revestimientos de artesa; algunos de estos revestimientos se encuentran ahora en forma de juntas aislantes.

Hoy día conseguir una elevada productividad se ha convertido en un prerrequisito de la colada continua por las razones siguientes:

— el rápido aumento del rango de calidades de acero que son coladas en continuo,

— los buenos resultados productivos conjuntos de las coladas continuas que han volcado una gran parte de la demanda en las capacidades de colada existentes,

— la necesidad de hacer compatible la capacidad de producción de las coladas continuas, con el caudal de material férreo que fluye de hornos altos y convertidores de gran capacidad, y la necesidad de recuperar más rápidamente el capital invertido.

Hoy día se ha pasado en muchas factorías de unidades con una capacidad de 50.000 t/mes a otras con 200.000 t/mes y con los últimos adelantos tecnológicos y otros en curso se podrán alcanzar pronto los 300.000 t/mes.

Resumiendo las etapas que hay que recorrer para aumentar la productividad incluyen: 1) aumento del número de coladas en secuencia; 2) aumento de la velocidad de colada; 3) aumento del tamaño de los productos colados continuamente; y 4) mejora del grado de utilización del equipo (disminución del tiempo de paradas). La disminución de este tiempo de paradas se está consiguiendo modernamente, mediante desarrollos técnicos que permiten continuar la operación de colada independientemente del tipo de acero y tamaño del producto, cuando no hace mucho había que parar y cambiar barra y artesa (lo que requería de 40 a 60 minutos) cuando se cambiaba el tipo de acero o el tamaño del producto.

Para terminar esta información sobre nuevas tecnologías de la colada continua, que no es exhaustiva, digamos que la segregación central y la distribución de inclusiones en la estructura solidificada, se mejora si se agita el metal durante la solidificación. Este hecho, conocido desde 1922, ha dada lugar en 1974 a un procedimiento de agitación electromagnética desarrollado y patentado por el IRSID y el ARBED, consistente en que el acero líquido en el molde es obligado a girar en un plano horizontal a casi 100 rpm. El resultado de la fuerza centrífuga obliga a las especies gaseosas y a las inclusiones finas a abandonar la «piel» en solidificación del producto, y a concentrarse en el centro de éste, desde donde las inclusiones flotan y se sitúan en el centro del menisco, aumentándose la fracción de volumen de cristales equiáxicos y reduciéndose la segregación central.

La técnica es muy efectiva con desbastes cuadrados, redondos y palanquillas rectangulares. Los agitadores electromagnéticos se colocan en este caso en las zonas de enfriamiento secundario de la máquina.

Los recientes perfeccionamientos logrados en la colada continua de desbastes planos («slab»), y por otra parte en el proceso de laminación directa de dichos desbastes en los trenes de bobinas en caliente, han permitido

el más racional acoplamiento de estos dos procesos con ventajas de ahorro de energía (anteriormente citadas) y sin perjuicio sensible de la productividad del tren de bandas en caliente. Todo ello ha sido posible al conseguirse previamente mantener altos niveles de productividad en la máquina durante largos períodos de tiempo. Hay ejemplos en Africa del Sur y en Italia de coladas continuas, de desbastes cuadrados («blooms») con temperaturas en las superficies de SOO C o más, que son cargados directamente en los hornos de recalentamiento, lo que supone un ahorro de energía de 400.000 KJ/t de acero). Medidas indispensables para conseguir estos acoplamientos son el mantenimiento de una elevada calidad de los productos colados, un eficiente y fluido sistema de flujo del material y de carga en caliente del mismo, y un sistema de procesado de la información de elevado rendimiento.

Pero aún se ha logrado un paso más en el recientemente desarrollado proceso CC-DR de la Nippon Steel, en su factoría de Sakai, en el cual los desbastes planos (slabs) de colada continua son laminados directamente sin un recalentamiento intermedio. El sistema es altamente sofisticado, pues exige entre otros avances tecnológicos, la inspección continua del desbaste con temperaturas superficiales de l.OOO^C o más, detección de defectos a 0,8-1,0 mm o más de profundidad y realizar la inspección en los desbastes moviéndose a elevada velocidad y requiriendo asimismo un procesador de datos de alta velocidad.

3.3. Metalurgia en cuchara (afíno secundario)

Aquí debemos hacer mención de un importantísimo conjunto de técnicas, cuyo objetivo es conseguir la mayor homogeneidad del acero líquido en cuanto a su composición quíniica y temperatura y a su limpieza, antes de proceder a su solidificación en lingotes normales, o ser colados en continuo. Un capítulo muy importante lo constituyen los procedimientos de desgasificación y desgasificación al vacío (RH y DH, ASEA-SKF, etc.). Todos estos procedimientos se han estado aplicando en la fabricación de aceros especiales por sus mayores exigencias de calidad en relación con su uso y aplicaciones. Sin embargo, recientemente la metalurgia en cuchara ha pasado a ser una herramienta importantísima, y en muchos casos imprescindible e inseparable de la colada continua de aceros ordinarios a la que precede, con objeto de conseguir el correcto acondicionamiento del acero (homogeneidad de composición, temperatura y limpieza) antes de ser colado, al que nos hemos referido en el epígrafe precedente. Con ello se consiguen aumentos de productividad y disminución de los costos de producción, y por supuesto la mejora de calidad del acero por el menor nivel de inclusiones y mayor estabilidad de la operación. La disminución del coste de operación en Japón en plantas con instalaciones RH o DH es del orden se 2,5 $ USA, y ello a pesar de tener que elevar la temperatura del acero en el punto final en el BOF y del coste adicional del desgasificado en vacío. Estas ventajas han hecho que en Japón, Alemania y otros países indus-

MARZO-ABRIL-1984 93


trializados, se hayan instalado equipos de desgasificado en vacío acoplados con coladas continuas de aceros ordinarios de hasta 200.000 t/mes. El ejemplo más relevante es el de una factoría japonesa que produce 500.000 t/mes de acero líquido desgasificando en vacío el 99% antes de ser colado en continuo. Hay otros ejemplos avanzados de combinar el proceso ASEA-SKF con el convertidor soplado por el fondo para refinar arrabio de elevado fósforo y el acero colarlo en continuo (Heurtey, Francia); en este caso se perseguía un mejoramiento de calidad y también disminución de costos.

Antes de terminar estas consideraciones sobre la metalurgia en cuchara, mencionaremos por su importante y general uso, las técnicas de inyección de polvos, tales como siliciuro y carburo de calcio para desulfurar el acero, que casi han suprimido los problemas de eliminación del azufre en el acero, mejorando casi todas las propiedades de éste como son el alargamiento, las resistencias a la fatiga y al impacto, la conformación en caliente y en frío, la aptitud para el tratamiento térmico (disminuye la templabilidad), la soldabilidad y la isotropia.

Cuando el acero fundido se desulfura por inyección de los compuestos de calcio citados, las inclusiones de sulfuro y de óxido se vuelven completamente esferoidales y los racimos de AI2O3 desaparecen como muestra la figura 7 mejorándose mucho las propiedades de formabi-lidad (ductibilidad), resistencia al impacto y soldabilidad, y permitiendo el uso de los aceros así tratados para la construcción de grandes gasoductos.

Sin embargo, a los tecnólogos del acero les queda un nuevo paso decisivo que dar en el control del nivel del

Inclusiones AI2C3 en racimo (x 200)

M

1 ' '

Tratamiento con calcio

' ' 'jtóStff' i^^'^sta

Ca-AI-S-O (x 10001

Fig. 7. Ejemplo de control de la forma de las inclusiones en chapas de acero por el tratamiento con calcio.

fósforo, y, en particular, para reducir la severidad de la segregación axial de los aceros colados en continuo.

3.4. Acería eléctrica

En lo referente a nuevas tecnologías que se están aplicando a esta acería, que tiene un gran futuro, nos limitaremos a mencionarla e indicar los rasgos fundamentales de las que nos parecen más interesantes entre las más recientes:

— carga continua, — hornos con potencia ultraelevada, — paneles de refrigeración de paredes y bóveda, — horno eléctrico de arco de corriente continua, — horno eléctrico con piquera excéntrica en el fondo, — precalentamiento de chatarras con los humos del

horno, — sustitución de chatarra por esponja de hierro, — quemadores auxiliares, — horno eléctrico de proceso continuo* (IRSID), — computerización.

La utilización de los hornos eléctricos incluso para la producción de aceros comunes ha sido posible solamente como resultado de la disminución de sus costes de producción. Para ello es imperativo reducir al máximo la duración de colada a colada de los hornos. Con la potencia ultraelevada, la utilización reciente de paneles de refrigeración, quemadores auxiliares y una metalurgia modificada que asegurar una concentración de potencia ultraelevada, el tiempo de colada a colada se ha reducido de 3 horas a 1,5 horas en los últimos 20 años. Otro factor importantísimo en esta drástica reducción del tiempo de colada a colada, ha sido la realización del proceso metalúrgico en cuchara fuera del horno excluyendo la defos-foración. En el trasvase del metal fundido del horno a la cuchara en la que se realiza el proceso metalúrgico es importante lograr el vuelco libre de escoria lo que se puede conseguir mediante equipos y métodos diversos. Uno de los más eficaces es el horno eléctrico de arco con piquera excéntrica en el fondo, que reúne otras ventajas como ahorro de energía (3,5%), de electrodos (6%), de material refractario (hasta 3 kg/t) y de material de reparación de solera (60%), así como en el gunitado; las pérdidas de temperatura y la absorción de gases por el baño son menores y el mecanismo de basculación más simple.

El precalentamiento de la chatarra es una técnica reciente que consigue ahorro sensible de energía y fue desarrollada en el Japón y también en el CENIM, que dispone de patente probada en instalación piloto, y de «know-how» listo para ofrecer a las acerías que les interese. Tiene la ventaja que aprovecha el calor de los gases del horno no aprovechado hasta la fecha y además facilita la posterior depuración de los mismos, obligatoria antes de lanzarlos a la atmósfera y contaminarla.

El horno eléctrico de arco de corriente continua constituye una de las últimas novedades aunque está todavía en fase piloto industrial como resultado de las investigaciones del IRSID asociado con CLECIM y financiación



de las investigaciones por la CECA y EDF y M.^ de Industria francés.

Las conclusiones experimentales de dichas investigaciones se resumen en una mayor estabilidad del arco, con la consiguiente disminución del nivel de ruidos y una producción menor del parpadeo en el sistema. Consecuentemente con la mayor estabilidad del arco, se ha observado un consumo menor de electrodos de grafito.

Finalizamos esta exposición refiriéndonos al importe papel que ha jugado en el desarrollo de la acería eléctrica la computarización, que desde 1970 hasta el presente ha logrado avances espectaculai*es. Mientras que en el año citado los computadores de control de proceso se utilizaban casi exclusivamente para control de distribución de energía, hoy son de importancia decisiva para el acortamiento de los tiempos de colada a colada. Ello se consigue empleándolos en la optimización de los materiales de la carga y aleaciones, y sobre todo en el objetivo más importante en la práctica actual de una acería, que es el control del proceso de la colada. Mediante la combinación de modelos metalúrgico y térmico, el computador independientemente controla el proceso desde el comienzo del aporte de energía eléctrica hasta la colada. Aunque el operador puede intervenir cuando sea preciso, es necesario especificar que un proceso ultra rápido no puede ser garantizado sin computerización.

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