Procesos de intercambio térmico

PROCESOS DE INTERCAMBIO TÉRMICO EN 
EL CRISOL DEL HORNO ALTO 
A. Babich1, H. W. Gudenau1, L. García2, A. Formoso3 y A. Cores3 
1. RWHT Aachen, Institute für Eisenhüttenkunde, Intzestraße 1, 52056 Aachen, Germany 
babich@iehk.rwth-aachen.de 
2. Centro de Investigaciones Metalúrgicas, Avda. 51, 23611, Ciudad de La Habana, Cuba 
cime@enet.cu 
3. Centro Nacional de InvestigacionesMetalúrgicas, Avda. Gregorio del Amo, 8, 
28040 Madrid aformoso@cenim.csic.es
Resumen 
En el crisol del horno alto (HA) ocurre con más intensidad el intercambio térmico y determina la calidad del metal (arrabio), la productividad del horno y los parámetros de operación. Las energías térmica y química necesarias para el proceso del HA se generan en el raceway (cavidad enfrente a las toberas). Este trabajotrata de los avances en la teoría del intercambio térmico en el crisol del HA que opera con parámetros de viento combinado. Se estudian los procesos de calentamiento de los productos de la fusión en el raceway y del baño líquido en el crisol y el efecto de la inyección de carbón pulverizado (ICP) en el intercambio térmico en la zona oxidante. Un aumento en la productividad del horno requiere unaporte calórico complementario para el calentamiento del arrabio y de la escoria, y por tanto una elevación de la temperatura de llama. La ICP aumenta la radiación en el raceway, y esto permite operar con una temperatura de llama más baja. Estas conclusiones teóricas se confirman por cálculos para dos hornos altos en Ucrania y España, y por análisis estadístico de la operación de la mayoría de loshornos altos de países de la Unión Europea. En un horno de Alemania se ha investigado, usando la técnica láser, el efecto de la ICP y de otros parámetros del viento combinado, sobre el raceway
Palabras clave: Horno alto. Intercambio térmico. Raceway. Radiación. Inyección de carbón pulverizado. Técnicas de láser. 

Abstract
Heat exchange occurs most intensively in the hearth of the blast furnace(BF) and determines metal quality, furnace  productivity and operating parameters. The heat and chemical energy needed for the BF process is generated in the raceways. This paper is dedicated to the advancement of the heat exchange theory in the hearth of a BF operating with combined blast. The heating processes of products of melting in the raceway and in the liquid bath of the hearth and theeffect of pulverized coal injection (PCI) on heat exchange in the oxidizing zone and its extension are studied. An increase in furnace productivity requires additional heat power for the heating of pig iron and slag and therefore a rise in flame temperature. PCI increases radiation in the raceways, thus permitting BF operation with a lower flame temperature. These theoretical conclusions areconfirmed by calculations for two BFs in the Ukraine and Spain and by statistical analysis of the operation of the majority of BFs in EU countries. At one BF in Germany the effect of PCI and other combined blast parameters on the raceway extension was investigated using the laser technique.
Keywords: Blast furnace. Heat exchange. Raceway. Radiation. Pulverized coal injection. Laser technique
1.Introducción 
Todos los procesos básicos de la operación del horno alto (calentamiento de la carga, descomposición de los hidratos y carbonatos, reducción del mineral, fusión del arrabio y escoria) ocurren debido al intercambio térmico entre los materiales que descienden y los gases que ascienden. 
El intercambio térmico ocurre más intensamente en el crisol y este proceso determina la calidad del metaly los parámetros de operación. La zona del raceway (cavidad enfrente de las toberas) desempeña un papel muy específico, aunque su volumen total representa sólo un 1 % del volumen interior del HA. En el raceway se genera una gran parte del calor y la energía química necesaria para el proceso de fabricación del arrabio. La productividad del horno se determina no solo por la capacidad de la zona...