Siderurgia

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Termodinámica de la reducción de los óxidos de hierro con óxido de carbono
O S. Leyva González, E Leyva Ramírez, O Figueredo Stable, J E. Rodríguez García Centro de Investigaciones Siderúrgicas

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Resumen

El presente trabajo constituye una recopilación bibliográfica que refleja los fundamentos termodinámicos de la reducción de minerales de hierro con monóxido de carbono atemperaturas relativamente bajas comparadas con las temperaturas presentes en los procesos de fusión. Se explica la dependencia entre estos procesos y las curvas de Boudouard y Chaudron lo que permite determinar cual será el comportamiento de los óxidos de hierro en diferentes condiciones de temperatura y concentración de reductor. Se enumeran las condiciones que favorecen la formación de CO y CO2. Se hacereferencia a la reducción de hierro líquido y la formación de burbujas en los procesos de elaboración de acero. Palabras clave: termodinámica, reducción, óxido de hierro, curvas de Boudouard y Chaudron, escoria espumosa. Abstract The present work constitutes a bibliographical summary that reflects the thermodynamic bases of the reduction of iron minerals with carbon monoxide at temperaturesrelatively decreases compared with the present temperatures in the fusion processes. It is explained the dependency between these processes and the curves of Boudouard and Chaudron what permits to determine which will be the behavior of the iron oxides in different temperature and concentration conditions of reducer. They are listed the conditions that favor the training of CO and CO2. It is taken issuewith the liquid iron reduction and the bubbles training in the processes of steel elaboration. Key words: thermodynamic, reduction, iron oxide, curves of Boudouard and Chaudron.

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Introducción.

En la última década, la industria siderúrgica cubana recibió un empuje considerable con la puesta en explotación de una planta para la producción de acero inoxidable en el oriente del país, y lamodernización de Antillana de Acero, en la capital; aparejado, a esto se introdujeron tecnologías de punta como la evacuación del acero líquido a través del fondo del horno, la tecnología de escoria espumosa y el uso de transformador de alta potencia, entre otras, lo que ineludiblemente conlleva a la superación científica y técnica de los recursos humanos que laboran en dichas empresas, así comopersonas de ramas afines y centros de estudios. Los autores consideran de gran importancia poner al alcance de estas personas el siguiente material resultado de la recopilación

bibliográfica de trabajos que se encuentran en textos que no están a la mano de muchos de ellos. En el mismo se caracteriza el proceso de reducción de los óxidos de hierro con ayuda del monóxido de carbono, cuando elhierro está en fase sólida como en los minerales, y cuando el óxido se encuentra en fase líquida como es el caso de las escorias en el horno eléctrico de arco.
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Desarrollo

La mayor parte de las reacciones pirometalúrgicas son heterogéneas, es decir, la interacción se realiza entra sustancias que se encuentran en diferentes fases. La combustión del carbón en los hornos y la reducción de losóxidos de hierro por los gases del horno pueden servir de ejemplo de este tipo de reacciones /1/.

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Vol. XV, Nº 3, 2003

La característica distintiva de todos los procesos heterogéneos es su carácter complejo y multietápico/2/. El proceso consta, como mínimo, de tres etapas: 1. La transferencia de las sustancias reaccionantesa la interfase, es decir, a la zona de la reacción. 2. El actoquímico de la interacción propiamente dicho. 3. La evacuación de todos los productos de la zona de reacción. Cada etapa puede estar constituida por una serie de subetapas.

La formación de CO es favorecida por: - incremento de la temperatura, - disminución de la presión, - baja relación CO/CO2. La formación de CO2 es favorecida por: - disminución de la temperatura, - aumento de la presión, - alta...
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