Efecto de la temperatura y flujo de dioxido de carbóno en la reactividad de los reductores sólidos usados en la Siderúrgica Integrada

Abstract

En la actualidad, varias empresas de Latinoamérica (TKCSA - CSP - CSN) relacionadas al sector siderúrgico integrada, producen arrabio, materia prima para la producción de acero de muy buena calidad. Varios combustibles sólidos entre ellos el carbón vegetal, coque metalúrgico y coque verde de petróleo son usados para la producción de arrabio, siendo el más común el coque metalúrgico. Siendo los materiales a estudiar los más usados en una siderúrgica integrada, se vio la necesidad de evaluar la reactividad de estos en condiciones y parametros establecidos con la realidad de la industria. Las pruebas metalúrgicas se realizaron mediante el uso de la técnica estadística de diseño factorial 2k con tres replicas y el análisis estadístico fue mediante el Software Estadístico Minitab 17. Las variables independientes que fueron estudiadas fueron: la Temperatura (°C) en los niveles de 900°C y 1100°C, y el flujo de dióxido de carbono (ml/min) en los niveles de 70 ml/min y 90 ml/min y la variable dependiente, reactividad (%). Los resultados demostraron que la variable más significativa fue la Temperatura para las tres reductores sólidos estudiados y que el material más reactivo fue el carbón vegetal, seguido del coque metalúrgico y por último el coque verde de petróleo, siendo de 98.05% - 77.14% - 65.89% respectivamente. Dichos resultados fueron obtenidos en el horno tubular. El analizador termogravimétrico (TG), como experimento complementar, demostró también que en el carbón vegetal hubo mayor consumo de carbono en presencia de CO2 (34.1%) seguido del coque metalúrgico (6.4%) y el coque verde de petróleo (2.5%) finalmente. En las imágenes del microscopio electrónico de Barrido (MEB), se pudo observar y demostrar que el material más reactivo - carbón vegetal – antes del ensayo con dióxido de carbono presento poros abiertos en su superficie e interligados entre sí, esa característica permitirá el ingreso del gas CO2 tenga mejor difusión hacia el interior de la partícula teniendo un mejor contacto partícula – gas, lo que no sucedió con el coque verde de petróleo y coque metalúrgico.