Optimización del proceso de producción de acero

Cada paso del proceso de fabricación de acero presenta sus propios retos.
Para responder a las necesidades del cliente en cada paso, Heraeus Electro-Nite ofrece aplicaciones específicas para cada paso del proceso de fabricación de acero.

Find out which solutions are applicable for your process and how they can help you to optimize a specific step of the steel making process.

Retos en el proceso de producción de hierro

Utilice nuestras soluciones para optimizar el proceso. Se pueden utilizar tomadores de muestras, sensores y sondas continuas para controlar el proceso de fabricación de acero desde la fase inicial.

El proceso de producción de hierro puede influir en el resto del proceso de fabricación de acero. Controle su proceso con resultados rápidos y precisos para optimizar los modelos matemáticos y tomar las decisiones con antelación, en vez de incurrir en gastos innecesarios debidos a un exceso de tratamiento o a tiempos de espera innecesarios.

Alto horno y desulfuración

Una vez que el alto horno suministra metal caliente al torpedo (o cuchara), Celox Hot Metal ayuda a tomar una decisión al instante sobre qué hacer a continuación: enviar la cuchara a la estación de desulfuración o directamente al BOF.

Los resultados de las mediciones se obtienen en cuestión de segundos para poder tomar una decisión rápida sobre los siguientes pasos del proceso. Al no tener que esperar a los resultados del laboratorio, se gana un tiempo precioso y se evita el exceso de tratamiento.

Antes de la desulfuración: realice una medición de azufre con Celox Hot Metal antes de iniciar el proceso de inyección:

  • No es necesario analizar muestras.
  • El proceso de desulfuración puede comenzar inmediatamente.

Después de la desulfuración: realice una medición de azufre con Celox Hot Metal después de la desulfuración:

  • La cuchara se puede enviar al BOF: ahorro de tiempo de al menos 4 minutos.
  • Mediciones sencillas, precisas y rápidas.
  • Sin exceso de tratamiento: los costes derivados pueden eliminarse.
  • Decisiones más rápidas sobre otros tratamientos.

Ahorro en el coste de los reactivos: el exceso de adición estándar pasa a la historia y se ahorra hasta un 15 % de material en cada tratamiento

Advantages

  • time savings: results are obtained in seconds compared to the longer waiting time required for the lab sample analysis
  • chemistry: true sulphur and silicon content, not influenced by non-metallics
  • plant logistics: improved because of the fast and easy to use Celox HM Sensor

Horno básico de oxígeno/Convertidor

Convertidor

Productos

Análisis rápido de muestras del convertidor

El objetivo principal del proceso del convertidor es alcanzar un nivel de temperatura y carbono que cumpla las especificaciones y reducir la cantidad de fósforo al final del soplado. Hasta ahora, debido a las calidades de acero con especificaciones más estrictas sobre el fósforo y un mayor contenido de fósforo en el mineral de hierro, los fabricantes de acero esperaban a la muestra final (medición de TSO con sublanza) para conocer el contenido de fósforo antes de decidir si había que volver a soplar el calor o podían realizar el sangrado inmediatamente.

QuiK-Lab II ofrece la posibilidad de analizar el fósforo 80 segundos después de medir la entrada de aire TSC, lo que proporciona a los operadores información vital sobre la trayectoria de vuelo P para seguir inyectando oxígeno hasta que todos los elementos críticos y la temperatura se ajusten a las especificaciones. QuiK-Lab II y QuiK-Spec permiten reducir en unos minutos la duración de los ciclos del convertidor y aumentar la productividad del taller.

QuiK-Spec con múltiples lanzas con QuiK-Lab II: la pieza clave para un análisis rápido de las muestras del convertidor

Control de decarburación

Determinación rápida del carbono en el EAF o en el convertidor

Determinar el porcentaje de carbono de forma rápida y precisa permite a los fabricantes de acero tomar decisiones más rápidas sobre cuándo realizar la sangría. Ya no es necesario esperar al análisis final de la muestra del laboratorio para conocer el contenido de carbono. El tiempo "tap-to-tap" se acorta y se reducen los elevados costes de energía y de refractarios.

Cálculo de adiciones previas a la desoxidación para eliminar o reducir el exceso o repetición de soplado

Los modelos matemáticos proporcionan a los fabricantes de acero un indicador de la cantidad de adiciones que hay que realizar. Las mediciones de oxígeno rápidas y exactas permiten calcular las adiciones de desoxidación que hay que realizar al chorro de colada o a la cuchara de transferencia de forma más precisa. Este método es beneficioso para que los aceros con un nivel bajo de carbono tengan niveles de oxígeno relativamente altos y fluctuantes.

Control de la eficacia al remover el fondo

El gas inerte se introduce en el convertidor para reducir el producto C-O y mejorar la tasa de decarburación. El borboteo de argón hará descender el equilibrio de C-O. Al medir el oxígeno por Celox y carbono con una muestra después del soplado, se puede comprobar la eficacia de la agitación del argón.

Ventajas de utilizar Celox®

  • Determinación exacta de carbono y oxígeno
  • Eliminación de espera de los análisis de laboratorio: práctica de sangría rápida
  • Reducción del tiempo "tap-to-tap"
  • Aumento de la productividad y la producción de acero
  • Ahorro de energía y refractarios
  • Reducción del exceso o la repetición de soplado redundante
  • Reducción al mínimo de adiciones innecesarias y costosas

Celox para controlar el proceso en línea en la producción de acero actual

Horno de arco eléctrico

EAF

Productos:

Medición rápida y fiable de la temperatura al final del ciclo de fundición en EAF

En las instalaciones de las miniacerías actuales, un control preciso de la temperatura final es clave para lograr que el rendimiento operativo del EAF sea eficiente.

CoreTemp - Man-less, on-demand temperature measurement system for EAF

Medición rápida y fiable de la temperatura al final del ciclo de fundición en EAF

Las lanzas automáticas actuales utilizan sondas desechables para averiguar la temperatura del baño de acero.

Control de temperatura tradicional

Descripción del equipo:

  • Sistema de lanzas automático mecánico provisto de termopar desechable en el portasensor en la punta de la lanza
  • La temperatura se mide sumergiendo la sonda en el acero líquido

Problemas de los actuales sistemas automáticos de lanzas:

  • Frecuencia de medición baja (60 segundos entre inmersiones)
  • Alto riesgo de error (la sonda desechable puede chocar con una pieza de chatarra durante la inmersión)
  • El operario de la lanza está presente en un área peligrosa de la planta de EAF, cerca de las puertas de escoria (ajusta la sonda al sistema de lanzas).

Sin embargo, estos sistemas de medición con una inmersión no son suficientemente precisos para garantizar siempre una sangría sin problemas.

Se observan perfiles de temperatura erráticos y porciones significativas de chatarra sólida residual cerca del fin del ciclo de producción a pesar de aplicar márgenes de seguridad considerables. Es necesaria una nueva generación de técnicas de medición de la temperatura para mejorar el rendimiento operativo de EAF.

Presentación de CoreTemp

Se ha desarrollado un nuevo sistema de medición basado en fibra óptica capaz de proporcionar lecturas exactas de la temperatura cada 20 segundos. La radiación de cuerpo negro del interior del baño de acero líquido en el EAF se transmite a través de fibra óptica protegida a un detector de emisiones luminosas, donde se aplica la Ley de Planck. Ahora es posible establecer un perfil de temperatura semicontinua para definir con precisión el punto final deseado del ciclo de fundición.

Ventajas del sistema CoreTemp:

  • Menor consumo de energía
    • Control del horno cerca del fin del ciclo de fundición
    • Mayor frecuencia de mediciones de temperatura
    • Temperatura de sangría reducida en unos 10 °C
  • Mayor eficacia del horno
    • Mayor eficacia del arco térmico
    • Condiciones de chatarra espumosa profunda permitidas (+2 minutos de ganancia)
    • Puerta de apertura de escoria innecesaria
  • Evaluación de la chatarra residual (sólida) al final del ciclo de fundición
    • Se evitan los bloqueos del agujero de colada

Tratamiento en la cuchara

Cuchara

Productos

Control de hidrógeno

El control de hidrógeno sirve para:

  • Cumplir la especificación de hidrógeno
  • Evitar sopladuras en productos en molde o láminas
  • Evitar perforaciones relacionadas con el hidrógeno en el modo cc
  • Decidir si es necesaria más desgasificación

El hidrógeno es la causa de varios errores y defectos en el acero. Estos defectos se deben a las presiones internas que se desarrollan cuando los átomos de hidrógeno se juntan para formar la molécula estable H2, de mayor volumen. La incidencia aumenta con un mayor contenido de hidrógeno y grosor de las placas.

Los posibles defectos son:

  • Formación de copos
  • Grietas provocadas por el hidrógeno
  • Ampollas
  • Sopladuras y poros
  • Grietas superficiales longitudinales
  • Exceso de tratamientos de calor innecesarios

La medición de Hydris se puede utilizar:

  • Para optimizar el control del proceso mediante estas acciones:
    • Definir la absorción de H de diferentes adiciones
    • Minimizar la absorción de H cuantificando las adiciones de absorción de hidrógeno
    • Definir el nivel de H antes del moldeo para controlar la absorción de H de la colada
  • Como un instrumento rutinario para:
    • Averiguar la necesidad de un paso adicional de desgasificación
    • Conocer el contenido de sulfuro óptimo como una función del H medido

Hydris: un revolucionario método de control del hidrógeno que ha alcanzado la madurez

Control de desoxidación en la estación de tratamiento en cuchara

Una de las principales finalidades de la metalurgia en cuchara es ajustar el análisis químico del acero para lograr una composición adecuada para la máquina de colada continua. La práctica de desoxidación para la máquina de colada de palanquilla y de desbastes debe diferenciarse debido a las distintas calidades del acero.

  • Calidades de acero LCAK (máquinas de cola de desbastes):
    • Cálculo de adiciones de AI necesarias para neutralizar el acero y conseguir el AI necesario en casi un paso
    • Ahorro de minutos por calor
    • Tras añadir Al y agitar para homegeneizar, el Al final se comprueba antes de enviar la cuchara a la máquina de colada continua
    • Control del oxígeno en la escoria para evitar que el acero se vuelva a oxidar
  • Calidades de acero con Mn-Si neutralizados (máquinas de colada de palanquilla):
    • O controlado por el contenido de Si y Mn
    • Nivel superior: presencia de sopladuras y poros en la palanquilla
    • Límite inferior: obstrucción de boquilla: contenido de AI máximo limitado
    • Obstrucción debida a la oxidación de AI por aire atrapado en el chorro de acero o reoxidación por escoria o material refractario en la cuchara -> Aumento de la calidad del acero

Control del proceso

El método del sensor Celox®, estándar mundial para el control del oxígeno en el acero líquido, permite una gestión mínima de la cuchara en los talleres que realizan operaciones mixtas en las que se generan grados de Al neutralizado tanto de hormigón como de calidad. Evitará tener que realizar una inversión significativa y los costes operativos se optimizan.

Más información sobre el control del proceso de colada con palanquilla con Celox®

Desgasificador

Desgasificador

Productos:

Aplicaciones de desgasificador para HYDRIS®

Influencia de los parámetros de desgasificación en el contenido final de hidrógeno

  • Tiempo de desgasificación: el nivel de hidrógeno disminuirá con uno tiempos de desgasificación más largos. Sin embargo, la reducción de hidrógeno empezará a disminuir en cuanto los niveles de hidrógeno alcancen las 2 ppm. Tan pronto como se llegue a este nivel, otros parámetros de desgasificación se vuelven más importantes.
  • Presión en vacío: un buen mantenimiento de la unidad de desgasificación es fundamental para garantizar unos niveles muy bajos de hidrógeno. Los contenidos finales con hidrógeno por debajo de 1 ppm solo se pueden lograr con presiones en vacío de menos de 1 mbar. El nivel de hidrógeno no disminuirá si se emplea una presión en vacío de 100 mbar.
  • Nivel inicial de hidrógeno: si solo se aplican tratamientos breves de desgasificación, es fundamental evitar niveles demasiado altos de hidrógeno. Se perderá un tiempo muy valioso en eliminar el hidrógeno superfluo. El nivel inicial de hidrógeno, sin embargo, es menos importante si se aplican unos tiempos de desgasificación más largos.
  • Uso de adiciones: las adiciones al final del ciclo de desgasificación pueden arruinar los esfuerzos de desgasificación, ya que pueden aumentar la absorción de hidrógeno tras añadir determinadas aleaciones poco después de que finalice el tratamiento de desgasificación en un RH.
  • Volumen de gas inerte soplado: la reducción de hidrógeno se puede maximizar con un mayor chorro de argón.
  • Tipo de calidad del acero: algunas calidades de acero requieren tiempos de desgasificación más largos para garantizar niveles de hidrógeno muy bajos.

Resumen:

  • Control del proceso: las mediciones exactas de hidrógeno antes y después de la desgasificación permiten comprender y optimizar el proceso. Existe la posibilidad de reducir tanto el coste de los tratamientos como la concentración final de hidrógeno.
  • Etiquetado del producto: la medición inmediata del hidrógeno al final del ciclo de desgasificación proporciona al fabricante de acero una supervisión mejorada de la calidad antes de enviar la cuchara a la estación de colada o de lingotes. Este procedimiento requiere responsabilidad por parte de la unidad de desgasificación e influye en la calidad final.

Artesa (colada continua)

Colada continua

Productos

Control de hidrógeno

Influencia de la colada continua en la concentración final de hidrógeno Hydris y control de calidad. Es prácticamente inevitable que se absorba hidrógeno en la artesa.

Al comienzo de una nueva secuencia, se debe tener especial cuidado para reducir la absorción de hidrógeno en la medida de lo posible. A pesar del precalentamiento de las artesas antes de iniciar la colada, la humedad más profunda en el revestimiento liberará hidrógeno lentamente, que será absorbido gradualmente por el acero. La precisión de Hydris permite al usuario obtener datos muy específicos que caracterizan la absorción en la artesa.

Detección de perforaciones

Numerosos trabajadores han confirmado la relación entre el contenido de hidrógeno en el acero y las perforaciones en la máquina de colada continua. Las perforaciones relacionadas son de tipo adherente y se explican por la absorción de hidrógeno en el lubricante del molde. Las burbujas de gas hacen que el flujo se cristalice y aumente su viscosidad. A medida que la lubricación se deteriora, aumenta la tendencia a la aparición de perforaciones. El riesgo de perforaciones se vuelve crítico en cuanto el nivel de hidrógeno supera las 9 ppm. Este tipo de fallos es difícil de detectar con las muestras, ya que su fiabilidad disminuye drásticamente con niveles altos de hidrógeno.

Fundición de placas finas

El producto final de la fundición de placas finas también se ve afectado por el contenido de hidrógeno en la artesa. Un contenido excesivo de hidrógeno deteriora la calidad de la fundición y, por lo tanto, debe vigilarse.

Laminación directa

El acero laminado directamente es más sensible a la formación de copias, ya que el tiempo de enfriamiento tras la colada es breve, lo que reduce la eliminación de hidrógeno durante el enfriamiento como producto fundido. Una medición directa del hidrógeno es esencial para informar de la necesidad de más tratamientos de recocido.

Informe de aplicación de Hydris

CasTemp inalámbrico

CasTemp

Mejora en el rendimiento de la máquina de colada mediante una medición precisa y fiable de la temperatura continua.

  • La aplicación de un sistema preciso y fiable de temperatura continua permite el desarrollo de modelos térmicos y la mejora de la productividad y la calidad de la máquina de colada.

La máxima velocidad de colada que se puede alcanzar de forma segura en un sobrecalentamiento determinado depende de un conocimiento exacto del sobrecalentamiento, la capacidad de enfriamiento del molde de fundición, la resistencia de la carcasa a la composición química del acero específico, el enfriamiento secundario y la longitud de los cilindros de contención debajo del molde.

Implementación en Mittal Steel

  • Maximización de la velocidad de colada y producción de la pieza fundida
  • Un mejor control sobre el tiempo de residencia del acero permite controlar mejor la transferencia de alúmina durante los intercambios en la cuchara
  • Posibilidad de reducir el número de trabajadores al eliminar la mayoría de mediciones con sondas de inmersión
  • Evitar perforaciones y congelaciones de la máquina de colada
  • Temperatura exacta del metal líquido justo antes de alcanzar el molde

Más información sobre cómo la implementación de CasTemp en Mittal Steel permitió optimizar el proceso de producción de acero

Molde (colada de lingotes)

Colada

Productos

Influencia de la colada de lingotes en la concentración final de hidrógeno. Control del proceso

La absorción de hidrógeno en el lingote es inevitable. Sin embargo, la precisión de Hydris permite minimizar dicha absorción de hidrógeno al optimizar la práctica de colada de lingotes.

La precisión de Hydris garantiza que el acerista cumpla los estándares de calidad necesarios. La confirmación es independiente de las prácticas de manejo de los operadores.

Los niveles de hidrógeno registrados deciden qué proceso de recocido debe aplicarse tras la colada.

Informe de aplicación de Hydris

Aplicaciones de productos del proceso de galvanizado

Galvanizado con zinc

Productos

Sensor Alzin

Ventajas:

  • Calidad: el control continuo sobre el aluminio efectivo en zinc mantiene un proceso de recubrimiento metalúrgico continuo y minimiza la formación de espuma. Permite una mejor gestión del proceso y análisis de la desviación.
  • Coste: la reducción de espuma disminuye la acumulación en los cilindros y, por tanto, reduce la frecuencia con la que deben cambiarse.
  • Aspecto de laboratorio: la actividad del aluminio y la temperatura en zinc se obtienen directamente del sensor.
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