Expo Proceso Clu

METALURGIA SECUNDARIA DEL ACERO CONVERTIDOR CLU JOSE LUIS RODRIGUEZ RUIZ DANILO ARMANDO BARRERA

CONVERTIDOR CLU El proceso de conversión de CLU forma parte de una serie de procesos modernos que se centran en impulsar una fabricación de acero más eficiente y rentable y, en particular, a través de procesos de refinación secundarios. Convertidor CLU Es un proceso desarrollado a finales de 1972 conjuntamente por las acerías Creusot-Loire, de Francia, y Uddeholm, de Suecia. El fundamento termoquímico del procedimiento es el mismo que en el caso AOD, es decir, la fusión en horno eléctrico de una carga de acero inoxidable y transferencia a un convertidor en el cual se sopla una mezcla de oxígeno y vapor de agua en el acero a través de toberas dispuestas en el fondo del convertidor.

Al igual que el proceso AOD, el proceso CLU también utiliza la técnica de dilución. El proceso se basa en el principio de que la descarburación debe tener lugar a una presión parcial reducida de monóxido de carbono (CO), ya que el equilibrio de cromo de carbono en un baño de acero depende en gran medida de la presión parcial de CO en las burbujas de gas creadas durante el proceso. La descarburación El uso de gas inerte reduce la presión parcial de CO en el baño, lo que permite un mayor contenido de cromo (Cr) en equilibrio con un menor contenido de C. El incentivo inicial para desarrollar la tecnología CLU fue el deseo de disminuir la presión parcial de CO ayudando a purgar con un gas inerte más barato y reducir la necesidad de grandes cantidades de Ar, que es costosa y cuya disponibilidad también es rara.

El período de descarburación consiste en inyectar una mezcla de oxígeno y vapor. El fondo fundamental para el uso de vapor en el convertidor se encuentra en la reducción de vapor que se representa mediante la siguiente ecuación. H2O (g) + 241.9 kJ / mol = H2 (g) + 0.5 O2 (g)

El vapor se disocia en el acero y el hidrógeno (H2) actúa como un gas de lavado de la misma manera que Ar en el proceso AOD, y el O2 actúa como un medio de refinación. El proceso de disociación de vapor es endotérmico y toma calor del baño de acero. Esto ayuda a controlar la temperatura del baño de acero.

Contenidos en cromo y carbono que corresponden a diversas temperaturas y a presiones varias de CO

En su proceso, Creusot-Loire también estudió la posibilidad de utilizar toberas con protección de combustible, lo que permitiría el soplado de O2 puro y la adopción de la técnica moderna para el refinado de acero al carbono. Por lo tanto, la refinación se podría realizar a alta velocidad a partir de contenidos iniciales de C y silicio (Si) muy altos.

Las características de la mezcla de gases utilizadas en AOD y CLU se dan en la Tabla

El hidrógeno (H2) del vapor se disuelve en el acero de manera similar a N2. A diferencia de N2, la eliminación es extremadamente rápida hasta niveles por debajo de lo que es crítico en acero inoxidable. Incluso si el H2 puede ser un problema para muchos tipos de acero, para el acero inoxidable no lo es y los niveles de H2 de 5 a 6 ppm (partes por millón) son normales en el roscado del convertidor para acero inoxidable estándar de grado 304 independientemente del procesamiento de CLU o AOD. La fundición de aceros inoxidables comunes se puede realizar hasta más de 10 ppm.

VENTAJAS DEL PROCESO CLU • La principal ventaja del proceso CLU es la menor temperatura operativa en el convertidor (50 grados C a 100 grados C más bajos) en comparación con la temperatura operativa en el proceso AOD. La pérdida de cromo extra (Cr) que puede conllevar este proceso se puede contrarrestar mediante el uso de una adición adicional de ferrosilicio (Fe-Si) para la reducción de la escoria. Las otras ventajas importantes del proceso son las siguientes. • La posibilidad de controlar la temperatura durante la descarburación (sin el uso de adiciones de enfriamiento) por variación de la relación entre O2 y vapor. • El costo del gas de dilución es bajo. Esto tiene un efecto significativo en el costo de producción del acero inoxidable.

• El proceso utiliza ferrocromo de bajo precio (Fe-Cr) con altos contenidos de Si y C. • La baja temperatura de funcionamiento y el hecho de que el convertidor está soplado en la parte inferior conduce a una mayor vida útil del forro y menores costos de refractarios

La primera planta comercial que utiliza el proceso CLU fue construida en 1973 por Uddeholm. Entre 1973 y 2003, el acero inoxidable se produjo en la planta de acero Uddeholms Degerfors en un convertidor de 80 toneladas en el que se utilizaron vapor sobrecalentado, Ar, N2, oxígeno (O2) y aire comprimido como gases de proceso. El convertidor en la planta de acero de Degerfors se operó durante 30 años como un proceso de CLU para la producción de acero inoxidable antes de su puesta fuera de servicio en 2003

Con los años la tecnología tuvo una expansión moderada. En total, siete plantas habían utilizado vapor sobrecalentado como gas de proceso industrial.

PLANTAS QUE USAN EL PROCERO CLU • Samancor Ferro Metal en Sudáfrica para la producción de ferrocromo (Fe-Cr) de carbono medio •

Acerinox Columbus Stainless en Middleburg, Sudáfrica eligió este proceso por sus dos números. Convertidores de 110 toneladas para su planta de acero inoxidable.

• Entre 1995 y 2002, Columbus Stainless utilizó vapor supercalentado en el convertidor durante el proceso de refinación. Sin embargo, en 2002 se tomó la decisión de eliminar la capacidad de soplado de vapor, ya que el mercado proporcionaba suficiente Ar para satisfacer la demanda local y, al mismo tiempo, se desgastó parte del equipo original de la caldera. La práctica de soplado de vapor sobrecalentado en los convertidores se reintrodujo en 2008 y se hizo posible que Columbus Stainless opere dos convertidores con vapor simultáneamente. De acuerdo con la gerencia de Columbus Stainless, la motivación principal para reinstalar la capacidad de soplado de vapor en sus convertidores fue disminuir los picos de Ar y reducir el consumo general de Ar para igualar la oferta de Ar del mercado local de una manera mejor.