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Las soluciones de inyección de carburo de calcio en hornos de arco eléctrico (EAF) optimizan la formación de espuma en la escoria, mejoran la eficiencia energética y estabilizan el funcionamiento de los hornos de arco eléctrico (EAF).

Somos conscientes de que la eficiencia es la clave para una producción siderúrgica rentable. La verdadera eficiencia no se consigue con atajos, sino mediante una ejecución rigurosa y un control constante en todas las fases de la producción. El éxito depende de suministrar la energía adecuada en el momento y el lugar oportunos.

Sin embargo, en muchas operaciones de hornos de arco eléctrico, la eficiencia disminuye hacia el final del proceso de calentamiento. La escoria se vuelve más fina y la altura de la capa de espuma se reduce. Sin una cobertura de espuma suficiente, aumenta la exposición al arco y disminuye la transferencia de energía al baño de acero. Aumenta el tiempo entre cada colada. Aumentan los costes de energía. Aumenta la pérdida de rendimiento. Aumenta la exposición al arco. Se degradan los costosos materiales refractarios.

Un control eficaz de las escorias es fundamental, sobre todo cuando la eficiencia es más necesaria, como durante las etapas finales del calentamiento, al añadir DRI/HBI o cuando un microhorno necesita maximizar la producción por hora.

El uso de soluciones de inyección de carburo de calcio en hornos de arco eléctrico (EAF) ayuda a mantener unas condiciones estables de la escoria, lo que favorece un rendimiento constante del arco y un funcionamiento óptimo del horno.

Mejorar la formación de espuma en la escoria

Las inyecciones de carburo de calcio para hornos de arco eléctrico (EAF) están especialmente diseñadas para potenciar la formación de escoria espumosa durante las fases más críticas de la fundición, optimizando el aporte de energía, estabilizando el arco y mejorando la eficiencia general del horno. Cada grano de carburo de calcio crea las condiciones ideales para la espumación de la escoria al reaccionar con el FeO presente en ella; espesa la escoria, aporta partículas de cal para mantener las burbujas y genera CO gaseoso para aumentar la altura de la espuma.

Se restablece la eficiencia eléctrica a medida que una capa de espuma estable se eleva para cubrir los arcos, lo que proporciona un circuito eléctrico mejorado con menores pérdidas de calor. Al mejorar la estructura y la reactividad de la escoria, la inyección de carburo de calcio ayuda a retener la energía del arco dentro del baño en lugar de permitir que se irradie hacia el exterior, lo que favorece una transferencia de calor más eficiente y un funcionamiento estable del horno.

Estabilizar el arco

En el horno de arco eléctrico, los operarios controlan dos fuentes de energía principales: la energía eléctrica y la energía química. La energía eléctrica se suministra a través de los electrodos, generando el arco que funde y calienta la chatarra. La energía química proviene de la inyección de oxígeno y carbono, así como de los sistemas de quemadores de oxicombustible, que generan calor adicional mediante reacciones controladas en el interior del horno. Cuando estas fuentes de energía están correctamente equilibradas y ajustadas a las condiciones cambiantes de la fundición, el horno funciona a pleno rendimiento. Cuando se desajustan con respecto a las condiciones del horno, se pierde el control sobre la escoria espumosa y las ineficiencias comienzan a acumularse. La estabilidad del arco disminuye, la transferencia de calor se vuelve irregular y, con los arcos expuestos, los operadores se enfrentan a una situación sin salida: reducir la entrada de energía eléctrica y disminuir la productividad, o aumentar la entrada de energía eléctrica y reducir la vida útil de los refractarios, arriesgándose incluso a dañar el horno.

Por lo tanto, una de las herramientas más importantes para mantener el equilibrio y controlar la escoria espumosa es la inyección precisa y selectiva de carburo de calcio.

Protege la caldera

Se ha demostrado que la inyección de carburo de calcio resulta eficaz en las últimas fases del proceso de fundición, cuando los niveles de carbono en el baño son más bajos, los niveles de oxígeno y las temperaturas son más altos y la composición química de la escoria puede cambiar rápidamente. Los operarios pueden observar un aumento del resplandor del arco, temperaturas más elevadas en las paredes laterales y una menor viscosidad de la escoria. Estas condiciones no solo reducen la eficiencia energética, sino que también pueden contribuir a un mayor desgaste de los refractarios, un desgaste rápido de los orificios de colada, condiciones de colada irregulares y un mayor tiempo de inactividad.

Una inyección selectiva de tan solo 450 g por tonelada de carburo de calcio hacia el final del proceso de fundición puede ayudar a recuperar la altura de la espuma, mejorar la cobertura del arco y restablecer la eficiencia en la transferencia de energía. Este pequeño ajuste controlado puede tener un impacto estadísticamente significativo en el rendimiento general del horno.

Producir acero más barato y más limpio

Mantener una altura adecuada de la espuma sobre el orificio de colada también ayuda a reducir el arrastre de escoria durante la colada, lo que favorece prácticas de fabricación de acero más limpias y económicas. La reducción de los vórtices y de los niveles de FeO minimiza el arrastre de escoria y reduce el riesgo de pérdida de aleación, así como la reversión del fósforo y el azufre, al tiempo que mejora el control de la metalurgia de la cuchara, lo que se traduce en un mayor rendimiento.

Al reducir el arrastre de escoria, los operadores logran un mayor control sobre la metalurgia de la cuchara en las fases posteriores del proceso. Estas mejoras permiten obtener rendimientos más uniformes, optimizar el consumo de aleaciones, reducir el número de coladas de calidad inferior y de retornos, y lograr una mayor estabilidad general del proceso.

Gráfico circular de ahorro de costes de EAF

Sistemas de dosificación

Para lograr una dosificación precisa y controlada y un rendimiento óptimo, combine las inyecciones de carburo de calcio para hornos de arco eléctrico con un sistema de dosificación diseñado a medida. Diseñada para garantizar la fiabilidad y la seguridad, esta solución cuenta con el respaldo de los conocimientos de ingeniería y el soporte técnico de OPTA. Desde el diseño del sistema de inyección hasta la optimización técnica in situ, OPTA colabora con los equipos de operaciones para garantizar una colocación adecuada, así como el control del tiempo y el caudal.