Problemas De Siderurgia

PROBLEMA 1

1. En un alto horno para hierro se va a cargar mineral de hierro, caliza y coque de los análisis siguientes:

% | Fe | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | H2O | Mn | P | C | S |
Mineral |50 | 8 | | | 3 | 10 | 2 | 0.05 | | |
Caliza | | 4 | 50 | 2 | 1 | 1 | | | | |
Coque | 1 | 5 | | | 3 | 2 | | | 86 | 1 |

El horno es operado para producir lingotes de hierro deprimera fusión con un análisis de 94% Fe, 4% C y 1% Si, y una escoria con un %CaO + %MgO = %SiO2 + %Al2O3. La experiencia previa indica que el consumo de coque será de 1800 lb por cada 2000 lb delingote de hierro producido.
Calcular los pesos del mineral y caliza a cargar por 2000 lb de coque.

SOLUCIÓN

Balances de elementos:
1. C en el coque + C en la CaCO3 = C en el arrabio + C enlos gases
2. N2 en el aire = N2 en los gases del alto horno
3. H2O en el mineral, piedra caliza y coque = H2O en los gases del alto horno.
4. Fe en el mineral = Fe en el arrabio
5. CaOen la caliza = CaO en la escoria
6. MgO en la caliza = MgO en la escoria
7. Si en el mineral, piedra y coque = Si en la escoria + Si en el arrabio.
8. Al2O3 en el mineral, piedra ycoque = Al2O3 en la escoria.

Calculo de la carga:

Bases, 2000 lb de coque.

El consumo de coque es de 1800 lb por 2000 lb de arrabio o lingote, por lo tanto en 2000 lb habrá:
libras dearrabio=2000 lb de arrabio1800 lb de coquex2000 lb de coque=2220 lb
El Fe según el enunciado es el 94 % del arrabio total:
lb de Fe=2220 x94100=2220 x 0.94=2090 lb
El Fe de acuerdo a la tablarepresenta el 50 % del mineral, por lo tanto:
lb de Fe=50100lb de mineral →lb de mineral=lb de Fe0.5
lb de mineral=20900.5=4180 lb

Ahora calculamos el peso de la caliza:

Sea x = peso de la caliza acargar por 2000 lb de coque.
Constituyentes de la escoria:

* SiO2 en la escoria = SiO2 en el mineral + SiO2 en la caliza + SiO2 en el coque - SiO2 (como Si) en el lingote de primera fusión....