Procesos Clave en Siderurgia: Estabilidad del Coque y Gestión de Mineral de Hierro

Cuestiones sobre el Equilibrio de la Reacción de Boudouard

Razonando a partir del equilibrio de la Reacción de Boudouard, responder a las siguientes cuestiones:

I. Estabilidad del Coque con el Aumento de la Temperatura

Cuestión: ¿Se favorece la estabilidad del coque (carbón) con el aumento de la temperatura?

Falso. Con el aumento de la temperatura, se favorece la estabilidad del gas CO y se contribuye a la gasificación del coque.

II. Estabilidad del Coque y Composición de CO del Gas

Cuestión: Para una determinada temperatura, ¿se favorece la estabilidad del coque con el aumento de la composición del CO del gas?

Verdadero. Cuanto mayor sea la concentración de CO, se favorece la estabilidad del carbono (coque) y del CO₂ para la misma temperatura.

III. Estabilidad del Coque y Aumento de la Presión Total

Cuestión: ¿El aumento de la presión total en la fase gaseosa aumenta la estabilidad del coque, impidiendo termodinámicamente su gasificación?

Verdadero. El aumento de presión desplaza el equilibrio hacia donde hay un menor número de moles gaseosos, en este caso, hacia la izquierda. Esto implica que la curva de equilibrio se desplaza hacia la derecha, aumentando la estabilidad del CO₂ y, por ende, del carbono (C).

Concentrados de Mineral de Hierro: Ventajas y Desventajas

¿Qué se entiende por concentrados de mineral de hierro, y qué ventajas y desventajas tienen respecto a los minerales finos no concentrados “sinter feed”?

Interpretación 1: Minerales Gruesos

Los minerales gruesos se consumen directamente sin un proceso de aglomeración previo. Son más económicos que los pélets, pero, en general, presentan propiedades inferiores. En comparación con los pélets, los minerales gruesos:

• Generan más finos durante el transporte y el manipuleo.
• Presentan propiedades de reducción-desintegración más pobres.
• Tienen una temperatura de fusión más baja.

Interpretación 2: Concentrados de Mineral de Hierro (Consenso)

Los concentrados de mineral de hierro son productos de granulometría fina con un elevado contenido de hierro y pocas impurezas. Su uso se está extendiendo debido al agotamiento de los yacimientos de mejor calidad.

Comparación con el Sinter Feed:

• No necesitan tratamiento previo (Ventaja).
• Elevado contenido de hierro y pocas impurezas (Ventaja, aunque es importante verificar si el sinter feed presenta deficiencias significativas en este aspecto).
• Su reducido tamaño empeora el paso de los gases en el horno (Desventaja).
• Posible impacto en la capacidad portante del lecho de carga (Desventaja potencial).

Requerimientos de Carga y Aire para la Producción de Arrabio en Horno Alto

Para que un horno alto produzca una tonelada de arrabio, ¿aproximadamente cuántas toneladas de mineral o carga férrica es necesario introducir por el tragante? ¿Y qué volumen de aire es necesario insuflar?

Según las tablas de la figura (referencia a las diapositivas de Paco):

• Aire: Aproximadamente 995 Nm³ (≈ 1000 Nm³) de aire.
• Carga Férrica: Aproximadamente 1630 kg (1160 kg + 280 kg + 190 kg) de carga férrica total (≈ 1600 kg), asumiendo que esta es la carga completa.