Proceso AOD
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La descarburación con oxígeno y argón (AOD) es un proceso que se usa principalmente en la fabricación del acero inoxidable y de otras aleaciones con elementos oxidables como cromo y aluminio. Después de la fusión inicial, el metal se transfiere a un recipiente AOD donde se somete a tres pasos de refinado: descarburizado, reducción y desulfuración.
El proceso AOD fue inventado en 1954 por la División Lindé de la compañía Union Carbide[1][2] (conocida como Praxair en 1992).[3]
Proceso[editar]
El proceso AOD generalmente se divide en tres pasos principales: descarburización, reducción y desulfuración.[2]
Descarburización[editar]
Antes del paso de descarburización, se debe tener en cuenta un paso más: la dessiliconización, que es un factor muy importante para duración del revestimiento refractario y para el posterior afino del metal.
El paso de descarburización está controlado por las proporciones de oxígeno y argón o nitrógeno necesarias para eliminar el carbono del baño de metal. Las proporciones se pueden hacer en cualquier número de fases para facilitar la reacción. Los gases generalmente se soplan a través de una lanza superior (solo oxígeno) y toberas en los lados o inferiores (oxígeno con una cubierta de gas inerte). Las etapas de soplado eliminan el carbono mediante la combinación de oxígeno y carbono formando gas CO.
- 4 Cr(baño) + 3 O2 → 2 Cr2O3(escoria)
- Cr2O3(escoria) + 3 C(baño) → 3 CO(gas) + 2 Cr(baño)
Para impulsar la reacción a la formación de CO, la presión parcial de CO se reduce utilizando argón o nitrógeno. Dado que el recipiente AOD no se calienta externamente, las etapas de soplado también se utilizan para el control de la temperatura. La quema de carbono aumenta la temperatura del baño. Al final de este proceso, alrededor del 97% de Cr se retiene en el acero.
Reducción[editar]
Una vez alcanzado el nivel deseado de carbono y temperatura, el proceso pasa a la fase de reducción, que permite recuperar los elementos oxidados como el cromo de la escoria. Para conseguirlo, se realizan adiciones de aleaciones con elementos que tienen una mayor afinidad por el oxígeno que el cromo, utilizando una aleación de silicio o de aluminio. La mezcla de reducción también incluye cal (CaO) y espato de flúor (CaF2). La adición de cal y espato de flúor ayuda a impulsar la reducción de Cr2O3 y manejar la escoria, manteniendo reducido el volumen de la escoria fundida.
Desulfuración[editar]
La desulfuración se logra al tener una alta concentración de cal en la escoria y una baja actividad de oxígeno en el baño de metal.
- S(baño) + CaO(escoria) → CaS(escoria) + O(baño)
Entonces, se agregan adiciones de cal para diluir el azufre en el baño de metal. Además, se puede agregar aluminio o silicio para eliminar el oxígeno, y otras adiciones de aleación de recorte al final del paso. Una vez que se han alcanzado los niveles de azufre deseados, la escoria se elimina del recipiente AOD y el baño de metal está listo para colarse. A continuación, el baño de metal fundido se envía a una estación de agitación para una mayor reducción de elementos químicos o a un equipo de colada para su fundición.
Referencias[editar]
- ↑ Krivsky, W. A. (1973). «The linde argon-oxygen process for stainless steel; A case study of major innovation in a basic industry». Metallurgical Transactions 4 (6): 1439-1447. Bibcode:1973MT......4.1439K. S2CID 135951136. doi:10.1007/BF02667991.
- ↑ a b Jalkanen, Heikki; Holappa, Lauri (2014). «Converter Steelmaking». En Seetharaman, Seshadri, ed. Treatise on Process Metallurgy: Industrial Processes (Elsevier). ISBN 9780080969886. doi:10.1016/C2010-0-67121-5.
- ↑ History Archivado el 9 de junio de 2017 en Wayback Machine.. Unioncarbide.com (1917-11-01). Retrieved on 2013-12-28.
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