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Simulación de Metalurgia de Olla

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by

mayela velez

on 1 March 2017

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Transcript of Simulación de Metalurgia de Olla

Simulación de Metalurgia de Olla
Objetivos
Controlar la cuchara de acero liquido desde el convertidos LD (BOF),
transportarla a la máquina de colada continua en el tiempo, composición y temperatura especificaciones, minimizando el costo.

Planta y descripción
Opciones de simulación
Planificación de secuencia
Interfaz del usuario
Teorías científicas subyacentes
Niveles de usuario:
Estudiante universitario.
Especialista en la industria.
Velocidad de la simulación
Varia entre x1 y x6, se puede cambiar durante la simulación.
Grado de acero final
Acero para construcción.
Acero de ultra bajo carbono.
Acero para tuberías.
Acero de construcción mecánica.
Se compara la composición del acero y la temperatura de colada con los valores finales requeridos.
Composición
Se deberán agregar algunos elementos a fin de lograr la composición final.
Temperatura
A fin de que la cuchara llegue a la colada con la temp. correcta, se calculan los efectos de los dif. procesos en la temp.
1.Colada: La temp. 60°C.
2.Transporte y detención de cuchara: T° a 0.5°C min-1.
3.Desoccidación por acción del Al: Por c/100kg de Al que reacciona con el O la T° 12°C.
4.Recalentamiento eléctrico en el horno de cuchara es 3°C min-1.
5. Agitación por burbujeo de Ar: Enfriamiento de 1.5°C min-1.
Mecanismos básicos para ejecutar la simulación
Transporte de la cuchara
Esta se mueve al rededor de la planta por medio de un sistema de carros portacuchara que están sobre rieles entre el BOF, la nave de colada y un par de grúas, una en cada nave.
Lo movimientos se hacen mediante un clics en las flechas de configuración.
Panel de control
Usándolo, una vez que comienza la simulación se puede controlar partes individuales de la acería como:
Adición de aleantes.
El lavado con Ar.
La desgasificación por recirculación.
El análisis químico.
La visualización del registro de eventos.
El reinicio de la simulación.


Resultados de la simulación
Tan pronto posicione la cuchara en cuelaquiera de las máquinas de colada, la simulación finalizará y se mostrarán los resultados del proceso, junto con los costos operativos totales expresados en $ por tonelada mecánica.
Son realizados con el fin de comprender exitosamente la simulación.
Calculo de las adiciones aleantes
Agregados por diversos motivos:


Ajustar la composición final del acero
Desoxidar el acero reaccionando con O y formar óxidos que se absorberán por la escoria.
Modificar inclusiónes presentes en el acero.
Desoxidación
El Al es un agente desoxidante muy potente, controla la actividad del O en el acero liquido mediante rxns. químicas:
Descarburación
La eliminación del carbono disuelto en el acero durante la desgasificación por vacio surge de:
Desulfuración
Ciertos grados de acero, requieren niveles muy bajos de azufre. La desulfuración en la cuchara esta impulsada por:
En la practica estose logra mediante:
Adición de
escoria desulfurante basada en CaO
durante el proceso de colada en la cuchara.
Desoxidación con Al
de acero a muy baja actividad del O.
Potente agitación del acero
en el ue desgasificador a fin de mezclar muy bien el metal y la escoria.
Eliminación del hidrógeno
Agitación en la cuchara
La homogeneización de la temp. del baño y la composición por burbujeo de argón esta dada principalmente por la disipación de la energía ascensional del gas inyectado. la sig. ecuación se usa para calcular la potencia de agitación.
Limpieza del acero
La desoxidación con aluminio es más eficaz a bajas temperaturas.
donde la ctte. de equilibrio esta dada por:
donde:
Al reordenar los términos de la ecuación en función de la actividad del oxígeno da por resultado:
donde la constante de equilibrio está dada por:
El hidrógeno disuelto es eliminado del acero liquido por la formación de hidrógeno biatómico gaseoso:
donde:
En la práctica, los desgasificadores modernos pueden alcanzar presiones mínimas de hasta 0.001 atm., de tal forma que bajo óptimas
condiciones operativas, se pueden producir aceros con niveles de hidrógeno por debajo de 1ppm.
donde:
La química de las formaciones de óxidos y sulfuros y su posterior eliminación durante la metalurgia secundaria es extremadamente compleja y objeto actual de investigaciones.
Un tratamiento integral de las inclusiones está por lo tanto más allá del alcance de la presente simulación.
La simulación,''premiará''calcular con exactitud la cantidad de Al para la desoxidación en un sólo paso. En caso de tener que realizar posteriores adiciones “correctivas”de Al, el contenido de oxígeno disuelto más bajo resultará en la formación de partículas muy pequeñas de Al2O3, que serán difíciles de eliminar del acero.
Usted apuntará a lograr niveles de inclusión “moderados”, “bajos” o “muy bajos” dependiendo del grado elegido.
Planta usada en la simulación. Los carros porta-cuchara corren sobre una serie de rieles paralelos desde el convertidor BOF hasta las
naves de colada. Dos grúas, una en cada nave, son utilizadas para levantar la cuchara entre los carros
porta-cucharas.
Equipo:
Mayela Velez
Ceidy Amaya
Yuvisela Rea
Roxana Ortiz
Rolando Puente
Carlos Silva
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