Latin.American Joumal o/ Metallurgy and Materials. VoL 3, N° 2, 1983 Causas, Mecanismos y Control de la Degradación de Aglomerados de Mineral de Hierro Durante la Reducción en el Alto Horno* . Tayrnour Elkasabgy Pontíficia Universidad Católica de Río de ]aneiro. Rua Marques de Sáo Vicente, 225-CEP 22453, Río de ]aneiro, Brasil. Se presentan y examinan los factores y diferentes mecanismos de degradación de los aglomerados de mineral de hierro durante la reducción en el alto horno. Se destaca la fase de ganga y su interacci6n con los óxidos de hierro y algunas de las impurezas menores que se sabe son causantes de que los aglomerados de mineral de hierro pierdan su estructura coherente y se degraden. Se propone el control de la ganga yasea por medio de aditivos para estabilizar su composición química y/ o cambiando las condiciones de cocción, como parámetro importante para mejorar el comportamiento a la reducción de los aglomerados, especialmente a niveles de temperatura relativamente más altos en el alto horno. Causes, Mechanisms and Control in the Degradatíon Reduction in the Blast Furnace ofIron Mineral Agglomerates During the The factors and the different mechanisms of degradation of iron ore agglomerates during reduction in the blast furnace are presented and discussed. Emphasis ísgiven to the gangue phase and its interaction with the ironoxides and some of the minor impuriries wich are known to cause the iron ore agglomerates to loose their coherent strucrure and degradate. Controlling the gangue either by additives to stabilize its chemistry andlor changing the firing conditions ís proposed as an important pararneter in improving the agglomerates behavior during reductíon specially at relatively higher temperature levels in the blast furnace. L INTRODUCCION mecanismos y cómo controlar el comportamiento de los aglomerados de mineral de hierro durante la reducción. Los objetivos principales son: comprendEr los factores que afectan la estabilidad de los aglomerados durante la reducción, en las diferentes zonas del alto horno, y explorar los mecanismos de la degradación. Una vez logrado eso, se propondrán algunas sugerencias para mejorar la calidad de los aglomerados de mineral de hierro, con el fin de lograr un proceso más eficiente en el alto horno. La eficiencia del alto horno para arrabio se relaciona directamente con el comportamiento del horno como reactor químico de lecho compacto en contra corriente. Para una eficiencia máxima, debe haber un contacto apropiado entre el óxido de hierro de los aglomerados de mineral de hierro y el gas reductor. Esto implica una dístribución óptima dé la carga, desde el punto de vista macroscópico y además, microscópicamente, una mayor estabilidad y mayor resistencia a los cambios estructurales durantela reducción de las partículas individuales de aglomerados de mineral de hierro. Cada uno de estos conceptos es válido y ambos se interrelacionan. La distribución de los materiales de carga dentro del alto horno fue objeto de numerosas investigaciones [1, 2]. En este trabajo, se examinarán las causas! n. EL PROCESO EN EL ALTO HORNO Y LA ESTABILIDAD DE LOS AGLOMERADOS Los cambios fisicoquímicos asociados con los dos procesos de calentamiento y.elímínacíón del oxígeno son la causa principal de que los aglomerados de mineral de hierro pierdan su estructura coherente y que por ende, se degraden durante la reducción. Las dos tasas de calentamiento y de reducción de los óxidos de hierro pueden considerarse como los factores principales. Sin embargo, la interacción de la fase de ganga con la wustita (FeOx) formada durante la reducción y las impurezas de menor importancia generadas dentro del horno en forma de gases (K, Na, * Trabajo presentado al II Congreso lLAFA-ALTOS Hornos en inglés. Organizado por el Instituto Latinoamericano del Fierro y el Acero - ILAFA con la colaboración del Instituto Brasileiro de Siderurgia - lBS Yla Asssocíacáo Brasileira de Metáis - ABM. 12 al15 de mayo de 1982, Río de ]aneiro, Brasil. 106 I Revista Latinoamericana I de Metalurgia y Materiales, Vol. 3, N° 2, 1983 t' Zn, S), pueden gas reductor, y las impurezas que pueden producir degradación. Los tres factores pueden atribuirse a las condiciones de reducción del alto horno. contribuir en forma significativa a los i;cambíos que provocan la degradación. . ~ Todos los factores anteriormente mencionados epuedencombinarse en un solo criterio para cubrir todas las adversidades que afectan la estabilidad de ,los aglomerados de mineral de hierro. Generalmente .se le atribuye el término "degradación durante la '>reducdón" o simplemente, una sola palabra: "degraJ{ dadón". Obviamente, la interpretación de degradafeión puede significar diferentes cosas, ya que hay más f de una razón para que los aglomerados pierdan su es~tructura coherente. Por lo tanto, la causa y mecanis¡mos de la degradación: deben relacionarse con las ~etapas de reducción de las diferentes zonas del alto [horno. ,. l 2.1. 3.1. Durante la reducción de cualquier tipo de aglomerados .de mineral de hematita, éstos tienden a hincharse, por 10 que su volumen aparente aumenta a raíz de la transformación de la fase de hematita a la de magnetita. Este aumento de volumen es inevitable y se le define como "hinchamiento normal". Según la composición de la fase ligante dentro de los aglomerados, a veces tienden a mostrar degradación de gránulos y fractura cuando se los reduce a 500°C en condiciones de reducción débiles, En la literatura, este tipo de degradación se conoce también como fracturación a baja temperatura (LTB). Las cinco zonas del alto horno En base a informaciones obtenidas gracias a la . disección y sondaje de varios altos hornos, el proceso ;de reducci6n y fusión de los aglomerados de mineral de hierro puede dividirse, desde el tope del horno hacia abajo, en cinco zonas, que son: zona de trozos, zona de ablandamiento-fusión, zona de goteo, saetín y crisol del horno. La mayor parte de la reducción del .óxido de hierro, a excepción de la pequeña proporción que se disuelve en la escoria primaria que se reduce por reducción directa en. la zona de goteo, se efectúa ya sea directa o indirectamente, en las zonas de trozos y de ablandamiento-fusión. 2.2. 3.1.1. Cambios estructurales durante la reducción La tensión interna que se produce debido a los cambios anisotrópicos en las dimensiones y la fractura de las ligas de hernatíta una vez reducidos a magnetita, son los responsables de la degradación de los gránulos de aglomerados de alta pureza, los que contienen una cantidad relativamente pequeña de ganga. La transformación estructural involucra una redisposición del reticulado hexagonal de hematita, para formar un reticulado cúbico de magnetita, lo que necesariamente redunda en una cierta distorsión de las ligas, las que por 10 tanto se rompen y la totalidad de la estructura se des integra. Por otra parte, como tanto la magnetita como la wustita tienen la misma estructura retículada (cúbica), se espera un pequeño cambio de volumen durante la segunda etapa de la reducción, de magnetita a wustita. La etapa final de reducción dewustita a hierro, es decir la metalización, se asocia con contracción, debido a que el volumen molar del hierro es menor que el de sus óxidos [3]. Etapas de reducción y degradación Si excluimos el fraccionamiento físico debido a choque térmico y/o impacto mecánico que se produce al cargar los aglomerados de mineral de hierro en el alto horno, éstos pueden degradarse en cualquier etapade reducción durante el descenso en la zona de trozos 6" en la primera etapa de la zona de abandamiento y fusión. Las causas de la degradación pueden resumirse como sigue: -Degradación debido a la desintegración de los gránulos durante la primera etapa de reducción a magnetita; -Degradación debido a un aumento excesivo .de volumen o hinchamiento debido a la formación de "barbas" de hierro; -:-Degradación por desintegración de la fase de aglomeración de ganga debido a cambios cristalográfícos; - Degradación debido a la formación prematura de escoria líquida primaria. nr. Degradación a baja temperatura 3.1.2. Factores que inciden sobre la degradación a baja temperatura La aptitud de los aglomerados para soportar la tensión asociada con la fase de la transformación de hematita a magnetita depende de su estructura de grano, cantidad y distribución de las gangas y proporción relativa de hematita a magnetita en el sínter antes de la reducción [4]. El fenómeno de la degradacíón a baja temperatura es independiente del medio reductor. La mayor parte de los ensayos se realizan usando mezclas de CO-C02 para simular las condiciones del alto horno; sin embargo, se observaron los mismos efectos [5] con mezclas de H2-H20-[5]. Podría pensarse que la deposición de carbono es uno de los factores que pueden provocar degrada- MECANISMOS DE DEGRADACION Hay tres parámetros que respaldan nuestra afirrnación, que son: el nivel de temperatura; el poder del 107 Latin/unerican journol o/ Metallurgy and Materials, Vol 3, N° 2, 1983 ción. La deposición de carbono es estimulada por la alta presión de tope del horno. Sus efectos sobre los , refractarios del horno son bien conocidos pero su influencia sobre la degradación a baja temperatura puede descartarse, ya que el tiempo de permanencia en esos lugares en que la temperatura y el gas son termodinámicamente adecuados para este proceso puede resultar insuficiente para la precipitación d~ una gran cantidad de carbono provoque problemas. 3.1.3. del aumento de volumen debido a la reducción de la ' hernatita a magnetita. La curva superior muestra el ' hinchamiento anormal asociado con la reducción de cierto tipo de aglomerados, principalmente pelets[3, 7-10]. Medición de la degradación a baja temperatura Según Kortmann y Burghardt [6], la medición de la degradación a baja temperatura puede llevarse a cabo por medio de ensayos estáticos o dinámicos, en que las muestras examinadas son hechas girar du- • rante la reducción. La reducción se efectúa isotérmicarnente, a una temperatura de 500 oe, con una mezcla de gas reductor de N2, CO y COl:>con una relación de CO: COz de 1,0. La tendencia a la degradación se determina por cribado de las probetas reducidas. 3.2. Degradacióndebida al hinchamiento La figura 1 muestra el comportamiento de dos clases de aglomerados de mineral de hierro, sometidos a reducción a aproximadamente 1.000 oC, en una mezcla de gas capaz de metalizar los óxidos de hierro. La curva de más abajo representa el hinchamiento de esos aglomerados (sínter o pelets), a consecuencia El hinchamiento anormal se caracteriza por la formación de una red de finos filamentos, conocidos también como "barbas" de hierro, ilustrados en la figura 2. Su formación es el resultado de una metalización no topoquímica y tiene relación con las dos etapas de la nucleación y expansión del hierro. la erección de hierro sobre Ia'superficie de la wustita se produce cuando se forman muy pocos núcleos en la etapa inicial de la metalízación y luego un rápido flujo de hierro hacia sus lugares para producir la expansión externa. ' Los estudios experimentales realizados por el autor de este trabajo confirmaron que la modalidad de la metalización y la formación de "barbas" de hierro, dependen del grado de, heterogeneidad de la superficie de wustita antes de la reducción. Puede Ser una heterogeneidad química, debida a distribución' no uniforme del CaO dentro de la estructura reticulada de la wustita, o física, derivada de una ignición o sintetización insuficiente [7, 11], El mecanismo se ilustra en forma esquemática en la figura 3. Se afirmó quelos óxidos básicos (Na, K, Ca) eran la causa dela formación de "barbas" de hierro. En el caso de los peletsde mineral de hierro que contienen una cantidad de ganga relativamente 'reducida y expuestos a la influencia de los álcalis durante la reducción, la formación de "barbas" de hierro puede ser la causa de su degradación. " ;¿ \! ~ ',~ 1 ; 1'3 ,j j ~ ,~ Fig, 1. RELACION HlNCHAMIENTO-REDUCCION TIPlCn DE LOS AGLOMERADOS DE MINERAL DE HIERRO. ~". J 1 1 100 ~ '] Hinchamiento s:: ~ SO Q) anormal ,~ 1 ~ j " ,,.. E 10 Hinchamiento ..c u e ,,... 20 normal :c 25 50 Reducción 108 75 en % -100 Revista Latinoamericana .Fig. 2., de Metalurgia y Materiales, Vol. 3, N° 2,1983 ASPECTOS DE LAS "BARBAS" DE HIERRO QUE PROVOCAN HINCHAMIENTO ANORMAL. Tratado con 0.58 en peso de óxido de álcalís, Tratado con 2% en peso de óxido de calcio. Antes de la reducción: Granos de óxidos de Hierro compuestos de mezcla de: • Magnetita: Fase clara. • Wustita: Fase oscura. Después de la reducción: • Hierro de la fase clara. • Wustita de la fase oscura. Efectos de heterogeneidad de la superficie de wustita. 109 LatinAmerican journal o/ Metallurgy and Materials, Vol. 3, N° 2, 1983 Fig_ 3- PRESENTACION ESQUEMATlCA DE LA FORMACION DE "BARBAS" DE HIERRO DURANTE LA REDUCCION DE OXIDOS DE HIERRO HETEROGENEOS M.zclo d. gas reductor f•••• •• B w M A. Antes de la reduccion la magnetita. A M w B 8 w w w M B A A B B. FormaciBn de fina capa dewustita. B w Distancio dude la .uptrl~ C. Gradiente de con~entat;on en la wustita en la regiones A y B. Borbos de hierro NúCI'O d. hi.rro e "" ",' e e _-_. " .•.. _ .•.•. ,," "~ I Zona supersoturocion 8 G A w ~. Nucleacion B A w w w E. Formacian de las barbas de hierro. del hierro. 110 Revista Latinoamericana de Metalurgia Esto es aplicable a ciertos tipos de pelets como los que se fabrican con mineral de hierro de MARCONA [9]. La adición de sílice, que actúa como un sumidero de los óxidos básicos, puede contribuir a suprimir la tendencia a la degradación. Se probó sin embargo, que los álcalis pueden provocar degradación debido a la formación de escoria líquida a temperatura relativamente baja, con la reducción de pelets ácidos [10]. 3.3. y Materiales, 3.4. VoL 3, N° 2, 1983 Degradación debida a la formación de escoria líqUIda El proceso de formación prematura de escoria líquida es sensible al paso reducción-calentamiento de los aglomerados en el horno, lo que influye sobre el . grado de metalización y aptitud de la wustita para reaccionar con las gangas y formar escoria líquida rica en FeOx' La presencia de impurezas de menor importancia, tales como los álcalis, disminuye el nivel de temperatura de la formación de la fase líquida y acelera la degradación de los aglomerados. Cambios cristalográficos de las ligas de ganga La estabilidad química y física de la fase de ganga tlepende de muchos factores. Aquí se examinarán los cambios crístalográficos que tienen lugar durante el calentamiento y la reducción antes de la formación de líquidos. Durante la sinterización, puede crearse una fase líquida vidriosa rica en óxido férrico. Está expuesta a re cristalización a alrededor de 950°C, cuando precipita Óxido férrico y fayalita [12] ~La fayalita es estable hasta que se funde o reacciona con el Fef), a unaternperatura superior a 1.000 °C, pero el óxido férrico no es estable y tiende a ser reducido. Para determinar la posibilidad de formación de escoria líquida, se utilizan los diagramas de fase de equilibrio entre los diferentes componentes de la ganga y la wustita [13]. Por supuesto, suponemos que se alcanza un equilibrio termodinámico y por lotanto, la cantidad calculada de líquido representa un límite superior. Además, representan reacciones entre las substancias puras y es bien sabido que pueden existir cantidades pequeñas de impurezas, tales como alúmina y óxidosde magnesia, cuando se usan minerales de hierro al hacer los aglomerados. Por lo tanto, la escoria líquida puede aparecer a un nivel de temperatura inferior a 10 indicado por los díagramas. Cuando se agrega cal para aumentar la basicidad, pueden producirse formaciones de ferrítas de calcio, silicatos de calcio y silicatos de calcio-hierro durante el endurecimiento o la sinterización. La probabilidad de que se produzca alguno de ellos o todos depende de los aspectos termodinámicos (temperatura y potencial de oxígeno) y cinéticos del proceso, principalmente tiempo y superficie de contacto entre los diferentes componentes. La estabilidad de ellos puede resumirse de la siguiente manera: • Silicato dicálcico: tiene una elevada estabilidad química, pero es frágil y sufre una transformación de fase de a a f3 a aproximadamente 700°C; • Díferrita de calcio: menos estable que la hematita, donde se descompone a ferrita dicálcica y wustita durante la reducción; • Ferrita dicálcica: más estable que la diferrita de calcio, con una estabilidad térmica relativamente buena; • Silicatos de calcio- hierro de la familia de la olivina: son estables hasta aproximadamente 1.000°C. En casos de agregarse MgO, su participación en los puentes de liga mejora la resistencia de los aglomerados. La disolución del MgO en los óxidos de hierro durante el endurecimiento y la sinterización redunda en la formación de una fase de aglomeración de magnesio-ferrita más resistente a la transformación de fase en comparación con los puentes de hematita. 3.4.1. Interacción de la uiustita y las gangas Parte del sistema binario entre la wustita y la sílice se muestra en la figura 4, conjuntamente con algunos valores computados del volumen relativo de escoria líquida como función de la temperatura y grado de metalización [14]. Podemos concluir que si la reducción de los pelets ácidos se completa antes de que lleguen al nivel de temperatura de formación de fayalita líquida (1.175 0C) probablernenteno se produciría ablandamiento. Los aglomerados autofundentes contienen CaO y MgO. La figura 5 muestra: parte de un sistema entre CaO y wustita, un sistema ternario entre CaO, Si02 y FeOx y parte de un complejo sistema que considera la interaccion entre ellos y el MgO. Debido al efecto del CaO, su presencia en forma de solución sólida en la wustita no hará bajar drásticamente su punto de fusión. El efecto real del CaO será su influencia sobre el hinchamiento anormal debido a la formación de "barbas" de hierro, como se mencionó en la sección 3.2; la interacción entre el CaO, el Si02 y la wustita puede redundar en la formación de olivina líquida a L039 °C, siendo su punto de fusión menor que la eutéctica en la que puede aparecer fayalita líquida de 1.175 0c. Del sistema temario de la figura 5, esperamos que la temperatura de ablandamiento disminuya con el aumento de la basicidad dé un índice puramente ácido a uno de 0,4 Y que luego aumente nuevamente. 111 LatinAmerican fournal o/ Metallurgy and Materials, VoL 3, N° 2, 1983 Fig. 4. FORMACION DE FAYALITA LIQUIDA COMO FUNCION DE LA TEMPERATURA, CONTENIDO DE SILICE y GRADO DE METALIZACION, EN BASE A LA REFERENCIA (14) 1400 LIQUIDJ WUSl'ITA 1200 + LIcunx:> 1175 CO 90 80 70 Fe()X Grado de rretalización: FeO~ en % en peso. O. 75 Grado de lOOtalizacirn: 0.3 8. 1.5;-< -, TEMPEP,A'IOPA e'? 1.0 0.5 2.0 % Si0 2 en la escoria liquida en presencia de wustita sólida. 112 6.0 8.0 Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, Vol. 3, N° 2, 1983 DIAGRAMAS DE LA FASE DE EQUILIBRIO ENTRE OXIDOS BASICOS (CaO y MgO) Sílice s.o, Wustita r-o, , I I '01' lV1ns . I \ : J r/ \~litita Wal1astoni \ '1 ~ \ I \~ 1300 I I" I .:Il FeO X ~+ + Liquido \ \ 1400 \ 120"0 • U ~,¡.....;;C;;;;;:al:;;:;~+..;.....;C:::.:.;.;.W.;..:.~'"T__ -~cio-W$tlta . Cal + Ca02FeO ~ ,, ',(C.W.) C.W.+CaO. 2FeO 1000'1 \ \ 8 \ \ 50 60 80 FeOX en % en peso. 90 cao 113 * 01ivise ( 1039 C ) LatinAmerican fouma! o/ Metallurgy and Materials, VoL 3, N° 2, 1983 La basicidad crítica de la temperatura de ablandamiento mínima es función del tipo de aglomerado. Se afirmó que los pelets con diferentes contenidos de ganga (hasta 10% en peso) y en el rango de basicidad de hasta 0,7, se degradaban debido a la formación de olivina líquida [15]. Por otra parte, con los sínteres se puede obtener un mínimo más alto aumentando el grado de oxidación y el índice de basicidad [16]; una condición óptima puede ser una basicidad entre 1,4 Y INFLUENCIA DEL ALCALIS y DE LA SILICE SOBRE· LA FORMACION DE ESCORIA LIQUIDA EN BASE AL SISTEMA DE EQUILIBRIO Fig. 6. K20· Si02 y reo, FeO x 1,B [17]. El sistema seudoternario de la figura 5 explica la influencia del MgO en el mejoramiento de las propiedades a alta temperatura de los aglomerados. La olívina líquida, que se forma a 1.039 °C en el sistema ternario, comienza a aparecer a niveles de temperatura más elevados, cuando el MgO reemplazó parte del FcO, en la producción de las complejas ligas de silicatos. Por supuesto, la estabilidad de las ligas y la tem pera tura a la cual comienzan a ablandarse y a fundirse dependen de la cantidad relativa de MgO y aumentan con él. 3.4.2. A:K 0Fe03Si0 2 2 900 eO B: K20Fe05Si0 2 900 eO Influencia de los álcalis En el caso de lospelets de mineral de hierro con un contenido de 5% de sílice (en peso) y expuestos a la reducción con mezclas de gas que contienen álcalis, el autor demostró que ellos se degradan debido a la formación de silicatos líquidos a bajos niveles de temperatura, de 900°C [10]. La magnitud de la formación de escoria líquida depende del contenido de álcalis y de la cantidad de sílice presente. En base al diagrama ternario entre K20 Si02, se calcula la cantidad de líquido, que se muestra en la figura 6. En la tigura 7, se dan algunos resultados para mostrar la influencia de los álcalis sobre el hinchamiento y la reducción. Se incluyen también fotografías de probetas parcialmente reducidas para ilustrar la influencia de los álcalis sobre la formación de macrogrietas y la aparición microscópica de escoria líquida entre los granos de óxido de hierro. Se afirmó que los pelets autofundentes con dolomita tienen una mayor resistencia al ataque de los álcalis [19]. En base a los diagramas de equilibrio de fase [13], la presencia de MgO en las ligas de silicatos eleva la temperatura de fusión, incluso si absorbe pequeñas cantidades-de álcalis. Sin embargo, la adición de óxidos básicos como el CaO y el MgO aumen- 1 .K 0 2 ~S:"'iO-2-~---J.~7¿6-7~~=~1~4L70=-:::''::''::~S 2 Se sabe que los álcalis circulan y a veces se acumulan en el alto horno [lB]. Se sabe que la influencia de los álcalis sobre la reducción de aglomerados de mineral de hierro de alta leyes su efecto sobre la formación de "barbas" de hierro [3, 9]. Se recomendó aumentar el contenido de sílice como un medio de evitar la formación de "barbas" de hierro, ya que actúa como decantador de los álcalis. 1,2,3y4 = 700 CO 3~ ;~~ 8 ~ .8 . 6 .§M\9'ª ..-I..c: Ul bo\O lO 4 .~ Tenpera"tura -.-1 ..-1 900 0.25 e' 2 Silice o Q 114 2 4 6 8 en peso% 1 Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, Vol. 3, N° 2, 1983 ALGUNOS RESUL TADOS EXPERIMENTALES PARA MOSTRAR LA INFLUENCIA DE LOS ALCALIS SOBRE LA DEGRADACION DE LOS PELETS DEL MINERAL DE HIERRO ACIDOS QUE CONTIENEN UN PORCENTAJE DE GANGA ACIDA DE APROXI· MADAMENTE 5% EN PESO Fig.7. 80 Con vapor de K ., ><: o O- 'O ~ o ., C; 'E o '6 c: I 69 ...o a. •, o > .!: 40 <1) e; J- 'o 'ü u X ----X-- __ J l( • => Reducción 'Q 40 -{-- . 20 L-__~ ~ ~ ~ ., 'O o 'Q 20 ... o <9 ~O -L__ Precion porciol del potosio . afm. - Reducción con mezclas de gas que contienen vapor alcalino. 2. Vista de magnificación baja. 1. Granos cerca de la superficie externa. 3. Granos internos, justo fuera de la zona de metalización más . alta. - 1, 2 Y3: Sección del pélet parcialmente reducido impregnado con álcalis (1,32% en peso de K20 antes de la reducción). 115 LotinAmerican foursa! o/ Metallurgy and Materiaú, fase [13], la presencia de mgO en las ligas de silicatos eleva la temperatura de fusión, incluso si absorbe pequeñas cantidades de álcalis. Sin embargo, la adición de óxidos básicos como el CaO y el MgO aumentará la basicidad y puede contribuir a la gasificacion de los álcalis en las zonas de alta temperatura de los hornos, aumentando por lo tanto la intensidad de ciclaje de los álcalis [18]. tículas de óxido de hierro que pueden redundar en la formación de "barbas" de hierro. Se espera que los aglomerados resultantes estén libres de sílice, calcio y magnesia. Las fases de ganga, que participan en la aglomeración, están compuestas de: pequeñas cantidades de fases amorfas y vidrios, fayalita, ferritas cálcicas y silicatos de calcio-hierro de la familia de la olivina. Se espera que la mayor parte de las ligas de ganga sean un complejo de silicatos de hierro-calcio-magnesio con la menor caritidadposible de hierro ferroso (también pueden contener pequeñas cantidades de impurezas tales como una alúmina que proviene del mineral de hierro). Cualquier mejoramiento de las propiedades intrínsecas de los aglomerados debe ser respaldado por condiciones operacionales apropiadas del alto horno y por el uso de coque de mayor calidad. La consecuencia es una mayor reducción y metalización en la cuba del horno y cantidades adicionales dewustita residual en las áreas sensibles, donde 10s aglomerados se encuentran con los gases reductores contaminados con los álcalis y vapores sulfurosos. IV. ALGUNOS ASPECTOS DEL CONTROL DE. LA DEGRADACION Los análisis anteriores acerca de las causas y mecanismos de la degradación sugieren que la parte de la fase de ganga que participa en la formación de los puentes de liga entre los granos de óxido de hierro desempeña un importante papel en el mejoramiento del comportamiento de los aglomerados durante la reducción en el alto horno. La calidad de los aglomerados puede optímízarse para una mayor reducibílídad y estabilidad en las diferentes etapas de la reduccíón, por medio de la selección adecuada de los aditivos y regulando las condiciones de quemado y sínterízacíón. La piedra caliza, la dolomita, la cal viva y la dolomita calcinada son buenos fundentes y aditivos populares. En menor medida, la olivina natural, que es un silicato de magnesia-hierro se usa para aumentar el contenido de MgO, sin aumentar el CaO a un nivel inaceptable. El CaO desempeña un papel importante en el escoriado del MgO y del Si02, pero no debe exceder mucho la fase líquida durante el endurecimiento o la sinterización. Se recomiendan las siguientes condiciones para garantizar aglomerados de mayor calidad: El tamaño de grano de los aditivos. es menor que el del mineral y deben distribuirse uniformemente en la mezcla. 2. La tasa de calor se regula para la total calcillación de la piedra caliza y dolomita, antes de que se alcance la temperatura máxima. 3. El tiempo y temperatura en el máximo son adecuados para escoriar los aditivos junto . con las gangas originales del mineral, pero no 10 suficientemente altos corno para perjudicar la porosidad y por ende, la reducíbilídad, l. 4. Vol 3, N° 2, 1983 v. RESUMEN Y CONCLUSIONES Hay cuatro motivos principales para que los aglomerados de mineral de hierro se degrad,en dentro del alto horno, que son: desintegración a baja temperatura de los puentes de hernatíta al pasar a magnetita, hinchamiento debido a la formación de barbas de hierro, desintegración de las ligas de ganga debido a cambios cristalográficos y ablandamiento debido a la formación prematura de escoria líquida; Se analizan los mecanismos de degradación de los aglomerados y se relacionan con la estabilidad de las fases de ganga; Se presentan algunos aspectos de control de la degradación durante la reducción en las diferentes zonas del horno, asociándola con las propiedades intrínsecas de los aglomerados y condiciones operacionales del horno.· Se destacan las condiciones de quemado y sinterización, presencia de . CaO y MgO e interacción entre los constituyentes de ganga, wustita y álcalis, Las propiedades intrínsecas de los aglomerados pueden regularse controlando las condiciones de quemado y sinterízación y por la apropiada selección de los aditivos. Podremos lograr un proceso de endurecimiento o sinterízacíón óptimo, adaptado a la eliminación de la heterogeneidad rnícroscópíca dentro de los granos de óxidos de hierro y los aditivos son escoriados con la ganga original, sin una excesiva formación de fase líquida que perjudique la porosidad. La proporción de ganga que participa en los puentes de aglomeración debe distribuírse uniformemente y es química y térmicamente estable a los La tasa de enfriamiento no es tan rápida como para provocar demasiadas tensiones o grietas finas y lo suficiente como para oxidar toda la. magnetita, transformándola nuevamente en hematita, para eliminarla heterogeneidad microscópica dentro de las par116 Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, Vol. 3, N° 2, 1983 rangos bajo y medio de temperatura y tiene mayor resistencia al ataque de la wustita y de los álcalis a niveles de temperatura relativamente altos. 10. ]3IBLIOG RAFIA 11'. 1. Lu, W. K and Nightingale, R. 1.edítors: "Optírnurn Burden Distrlbutíon in the Blast Furnace" Symposium - 6 (1978) Mac-Master University Harnílton, Ontario, Canadá. 2. "Blast Furnace Burden Distributíon", Lecture notes of a short course organízed by Continuing Education Cornmittee . Iron ~Steel Society AIME (1978) Chicago-USA. 3. 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