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• Devora Miluska Alfaro

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Problema Propuesto Un convertidor de revestimiento básico contiene 20 000kg de arrabio que tiene la siguiente composición:     

C: 4% Si: 1% Mn: 1% P: 2.2% Fe: 91.8%

La oxidación del hierro se produce en forma constante durante el soplado. un tercio se transforma a CO2y dos tercios se transforma a CO La escoria debe contener no más de 12% SiO2 y CaO es añadido para diluir a este mismo porcentaje. Se sopla aire a una velocidad de 400 metros cúbicos por minuto el gases escapar del el convertidor a una temperatura promedio de 1500C la explosión es fría la cal es precalentada a 800C. Calor m 1 kg. de hierro de cerdo en

= 255

calor de Cal en 1 kg. del baño fundido = 375 calor en 1 kg. de calor de la escoria

=450

Calor de la formación de escoria, por kilogramo = 200. Kcal/Kg Requiere: 1 la duración de cada período de soplado 2 el peso de la cal que ha añadido 3el calor en el convertidor de oxidación del baño y formación de la escoria y formación de la escoria. 4 El calor transportado fuera del convertidor por los gases calientes 5Un balance térmico del convertidor C: 4% Si: 1% Arrabio (t= 1400°C) Mn: 1% Gases 1500°C P: 2.2% Cal (800°C) Acero (C= 20%) Fe: 91.8%

20 Tn

RESOLUCION:

Aire 400 m3/min Peso de 0 requerido para la oxidación:

Si Mn

Si02; 0 = Mno;0 =

32/28*200

= 229Kg

16/55*200

= 58Kg

C

CO;0

=

16/12*800*2/3

=711Kg

C

CO2;0 =

32/12*800*1/3

=711Kg

P

P2O5;0 =

80/62*440

=568Kg

Fe

FeO;0

16/56*18,360*0.05

=

=262Kg

100*1.293*0.232= 120Kgde O suministrado por minute

229+ 58 =2039 min 120

Para el primer periodo sin el Fe

711+ 711 =11.85 min 120

Para el segundo periodo sin el Fe

568 =4.73 min 120 262 =2.18 min 120

Para el tercer periodo sin el Fe

Para el hierro q se distribuirá proporcionalmente entre los

periodo anteriores

2.39

Tiempo total del primer periodo = 2.39+ 18.97

∗2.18=2.7 min

11.85

Tiempo total del segundo periodo = 11.85+ 18.97

∗2.18=13.2 min

4.73 ∗2.18=5.3 min Tiempo total del tercer periodo = 4.73+ 18.97

Peso de la escoria sin el CaO: SiO2 = 200+229 =429 Kg MnO = 200+58

= 258 Kg

FeO

= 918+262

=1180 Kg

P2O5 = 440+568

= 1008 Kg

Total

=

2875 Kg

Peso de cal agregada

=429/0.02-2875

= 700Kg

Calor generado por la Oxidacion : Si

SiO2

=200*7160

Mn

MnO

= 200*1757

=1 432 000 Kcal =351 400 Kcal

P

P2O5 = 440*5912

=2 601 280 Kcal

C

CO=

533*2430

=1 295 190 kcal

=267*8100

=2 162 700 Kcal

C

CO2

Fe

FeO =918*1151

=1 056 618 Kcal Total = 8 899 188 Kcal

Calor formado por la escoria = 3575*200 =715 000 8 899 188 + 715000

=

Kcal

9 614 188 Kcal

CO

=22.4/12*533

=995 m3

CO2

=22.4/12*267

=498 m3

N2

=0.79*400*21.2

=6699 m3

Calor sensible del gases: CO y N2 = 7694(0.302+0.000022*1500)1500 = 3 866 235 Kcal CO2

=498(0.406+0.000090*1500)1500

= 404 127 Kcal

Total

= 4 270 362

Kcal

Balance térmico del convertidor Calor suministrado : 1. Calor sensible del arrabio = 20 000x 255 = 5 100 000Kcal 2. Calor generado por la oxidación = 8 899 188 Kcal 3. Calor sensible del CaO : 800 °c = 700( 0.1784 + 0.000043x1 073 + 908Kcal 273 °c = 700( 0.1784 + 0.000043x273 +

1926 ¿ 1 0732 1073 = 169

1926 ¿ 2732 1073

= 41

274Kcal Total 634Kcal 4. Calor de formación de la escoria = 715 000Kcal

Calor distribuido: Calor sensible de los gases: 4 270 362Kcal

= 128

Calor sensible del metal purificado: 17 442x375 =6 540 750 Kcal Calor sensible de la escoria : 3 575x450 =1 608 750 Kcal Calor perdido por radiación, conducción y convección : Total de calor suministrado = 14 842 822Kcal Total de calor distribuido Calor perdido

= 12 419 852Kcal =

2 422 970Kcal