Polvos de acería de horno eléctrico de arco (1/2)

Los denominados “polvos de acería” son las partículas sólidas recogidas en las instalaciones de filtración de los humos que se producen durante las operaciones de fusión de chatarra y soplado del caldo en el proceso de obtención de acero.

La composición del polvo de acerías es muy variable, ya que depende principalmente del tipo de chatarra utilizada y del proceso de fabricación seguido; en general se pueden distinguir dos tipos de polvo: los generados en la fabricación de aceros especiales (PE), donde la chatarra sufre una clasificación previa y la adición de diferentes aleaciones en función del tipo de acero a fabricar, y polvos procedentes de la fabricación de acero común (PC) de más alto contenido de carbono, que utiliza chatarra con más impurezas procedentes generalmente de galvanizados, de menor coste y mayor contenido en zinc y plomo.

Figura 7: Esquema de un horno eléctrico de arco

En general, los polvos de acería están compuestos por tres grupos de partículas: Partículas de metales volátiles como Zn, Pb y Cd; partículas producidas por separación mecánica de la escoria e inclusiones no metálicas generadas por la expulsión de gotas de metal líquido hacia la atmósfera del horno.

Ahora bien, de acuerdo a estudios morfológicos realizados a polvos de acería, se demuestra que el proceso de formación del mismo tiene lugar en dos etapas: en primer lugar, la emisión de “precursores” como vapores, gotas de metal y partículas sólidas dentro del horno; en segundo lugar, la conversión de esos precursores en el polvo por aglomeración y transformaciones físico-químicas.

Durante el transporte dentro del horno y luego en los sistemas de extracción y recolección, los precursores sufren transformaciones físicas como condensación, solidificación rápida de las gotas de metal, aglomeración y coalescencia de las partículas, y químicas como oxidación, que dan origen a la formación del polvo de acería.

Finalmente, las ferritas de Zn y Mn que son típicas en la composición de los polvos de acería, se generan por la oxidación de ambos elementos en el acero líquido y a altas temperaturas y en la presencia de

Fe2O3 o Fe3O4, forman soluciones sólidas de los tipos ZnFe2O4/MnFe2O4, (Mn, Fe)Fe2O4 y (Mn, Fe)O. Además, la superficie de la escoria sobre el baño metálico tiene compuestos de los tipos (Mn, Zn)Fe2O4, (Mn, Zn)Fe2O4-Fe3O4, Fe3O4-(Mn, Fe)O y (Mn, Fe)O, los cuales son expulsados hacia la atmósfera del horno cuando las burbujas de CO salen del baño, formando un polvo muy fino de espinelas de composición (Mn, Zn)Fe2O4 o (Mn, Zn)Fe2O4-Fe3O4.

Los tamaños de partícula oscilan entre menos de 1 μm y más de 100 μm, aunque el 50% tiene un tamaño inferior a 3–5 μm.

Figura 8: Fotomicrografía SEM, correspondiente a una visión general de los polvos de acería

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