SOLORZANO SANCHEZ




CONVERSIÓN DE ARRABIO
EJERCICIO N° 1
Un convertidor Bessemer-ácido trata 20 toneladas de arrabio en 12 minutos. Se oxidan las siguientes impurezas.
C 4,0%
SI 1,8%
Mn 0,8%
También se oxida el 3% del hierro. Asumir que el hierro es oxidado a una rata uniforme y que tres cuartos del C pasan al CO y un cuarto a CO2.
PREGUNTAS
1. El volumen de aire requerido
2. La duración de cada unode los periodos del soplado.
3. El peso de la escoria producida.
SOLUCION
1. En este proceso, el arrabio se carga al convertidor en estado líquido, y se introduce un soplo de aire frío con el fin de oxidar todas las impurezas. A pesar que no se carga ningún combustible, la carga y los productos se mantienen líquidos debido al calor generado por la oxidación de las impurezas.
Se tratan en estetipo de convertidores, arrabios con muy poco o ningún P, pero altos en Si.
El proceso Bessemer-ácido se considera dividido en 2 períodos, el primero incluye la oxidación de todo el Si y el Mn, que por tener relativamente mayor afinidad por el oxígeno que el C, se oxidan primero. Durante el segundo período se oxida el C. Ocurre alguna oxidación del Fe en virtud de la gran cantidad que hay de esteelemento en el arrabio y para efectos de cálculos, se asume que este se oxida a una rata uniforme durante c/u de los períodos.
Con estas aclaraciones, procedamos a realizar los respectivos cálculos:
Arrabio = 15000Kg.
Si SiO2 = 20000 x 0,018 = 360 Kg
O de este = 360 x 32/28 = 411.42 Kg

Mn MnO = 20000 x 0.008 = 160 Kg.
O de este = 160 x 16/55 = 46.54 Kg.

C en arrabio =20000 x 0,04 = 800Kg
C CO = 800 x ¾ = 600 Kg.
O de este = 600 x 16/12 = 800 Kg.
C CO2 = 800-600 = 200 Kg.
O de este = 200 x 32/12 = 533.33 Kg.

Fe en arrabio = 100 – 4 – 1,8 – 93,4%
Fe en arrabio = 20000 x 0,934 = 18680 Kg.
Fe FeO = 18680 x 0,03 = 560.4Kg.
O de este = 560.4 x 16/56 = 160.11 Kg.
O total para oxidación = 411.42+46.54+800+533.33+160.11 = 1951.4 Kg. = 1024,8 m3
Aire = 1024,8/0,21 = 4880 m3Volumen del aire requerido = 4880 m3
2. Para este cálculo, distribuimos el tiempo total del proceso proporcionalmente al oxígeno empleado o consumido en cada período y como el Fe se oxida a rata uniforme durante todo el proceso; a cada período le corresponderá una proporción proporcional de oxidación de este elemento.
Primer período = oxidación del Si + Mn + algo de Fe.O del Mn + Si + =309 + 35 =344 Kg.
Tiempo del segundo período sin oxidación de Fe = 12x (344/1464) = 2,82 min.
O del CO + CO2 =600 + 400 = 1000 Kg.
Tiempo del segundo período sin oxidación del Fe = 12 x (1000/1464) = 8,20 min.
Tiempo del 1° + 2° períodos sin oxidación del Fe = 2,82 + 8m20 0 11,02 min.
O del Fe = 120 Kg.
Tiempo de oxidación del Fe = 12 x (120/1464) =0,98 min.
Tiempo del 1° período con oxidación del Fe =2,82 + 0,98 x (2,82/11,02) = 3,1 min
Tiempo total del 1° período = 3,1 min (1-2)
Tiempo del 2| período con oxidación del Fe = 8,20 + 0,98 x (8,20/11,02) = 8,9 min.
Tiempo total del 2° período = 8,9 min. (1-2)
3. Escoria = SiO2 + MnO + FeO
SiO2 = 270 + 309 = 579, 0 Kg.
MnO = 120 + 35 = 155, 0 Kg.
FeO = 420, 3 + 120 = 540, 3 Kg.
1274, 3 Kg.
Peso de la escoria producida= 1274, 3 Kg. (1-3)

EJERCICIO N° 2
Un convertidor Bessemer-ácido sopla 25 métricas de un arrabio que tiene la siguiente composición:
C 4,0%
Mn 1,2%
Si 1,4%
Fe 93,4%
Además de las impurezas se oxida hierro equivalente al 2,5% del peso del arrabio, el cual es oxidado a una rata uniforme. Cinco octavos del carbono pasan a CO y tres octavos pasan a CO2.
El soplo es suministrado a la ratade 700 metros cúbicos por minuto, medido a condiciones normales.
PREGUNTAS
1. El volumen total de aire utilizado.
2. El tiempo de cada uno de los dos períodos.
3. El peso de la escoria.
SOLUCION
1. El aire es utilizado solo para oxidar elementos y producir escoria. Arrabio = 25000 Kg.
C = 25000 x 0,04 = 1000 Kg.
C CO = 1000 X 5/8 = 62, 5 Kg.
C CO2 = 1000 X 3/8 = 375 Kg.
Mn = 25000 x 0,012 = 300...