La descarburación con oxígeno y argón ( AOD ) es un proceso que se utiliza principalmente en la fabricación de acero inoxidable y otras aleaciones de alta calidad con elementos oxidables como el cromo y el aluminio . Después de la fusión inicial, el metal se transfiere a un recipiente AOD donde se someterá a tres pasos de refinado; descarburación , reducción y desulfuración .
El proceso AOD fue inventado en 1954 por la División Lindé de Union Carbide Corporation [1] [2] (que se conoció como Praxair en 1992). [3]
Proceso
El proceso AOD generalmente se divide en tres pasos principales: descarburación, reducción y desulfuración. [2]
Descarburación
Antes del paso de descarburación, se debe tener en cuenta un paso más: la des-siliconización , que es un factor muy importante para el revestimiento refractario y el refinamiento adicional.
La etapa de descarburación se controla mediante proporciones de oxígeno a argón o nitrógeno para eliminar el carbono del baño de metal. Las proporciones se pueden realizar en cualquier número de fases para facilitar la reacción. Los gases generalmente se envían a través de una lanza superior (solo oxígeno) y toberas en los lados / fondo (oxígeno con una cubierta de gas inerte). Las etapas de soplado eliminan el carbono mediante la combinación de oxígeno y gas CO que forma carbono.
- 4 Cr (baño) + 3 O 2 → 2 Cr 2 O 3 (escoria)
- Cr 2 O 3 (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 controlar la temperatura. La quema de carbón aumenta la temperatura del baño. Al final de este proceso, alrededor del 97% de Cr se retiene en el acero.
Reducción
Una vez alcanzado el nivel de carbono y temperatura deseado, el proceso pasa a la reducción. La reducción recupera los elementos oxidados como el cromo de la escoria. Para lograr esto, las adiciones de aleación se realizan con elementos que tienen una mayor afinidad por el oxígeno que el cromo, utilizando una aleación de silicio o aluminio. La mezcla de reducción también incluye cal (CaO) y espato flúor (CaF 2 ). La adición de cal y espato flúor ayuda a impulsar la reducción de Cr 2 O 3 y manejar la escoria, manteniendo el fluido y el volumen de la escoria pequeños.
Desulfuración
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. Se pueden agregar otras adiciones de aleación de recorte al final del paso. Una vez que se han alcanzado los niveles de azufre, la escoria se retira del recipiente AOD y el baño de metal está listo para el sangrado. Luego, el baño roscado se envía a una estación de agitación para un mayor recorte químico o a una máquina de colada para fundir.
Referencias
- ^ Krivsky, WA (1973). "El proceso linde argón-oxígeno para acero inoxidable; un estudio de caso de gran innovación en una industria básica" . Transacciones metalúrgicas . 4 (6): 1439. Bibcode : 1973MT ...... 4.1439K . doi : 10.1007 / BF02667991 (inactivo 2021-01-14).Mantenimiento de CS1: DOI inactivo a partir de enero de 2021 ( enlace )
- ^ a b Jalkanen, Heikki; Holappa, Lauri (2014). Seetharaman, Seshadri (ed.). "Convertidor de acería". Tratado de Metalurgia de Procesos: Procesos Industriales . Elsevier. doi : 10.1016 / C2010-0-67121-5 .
- ^ Historia . Unioncarbide.com (1 de noviembre de 1917). Consultado el 28 de diciembre de 2013.