Cálculo de Carga de Ferroaleaciones: Rendimientos de Adición y Dosificación en el Horno de Arco Eléctrico
Toda carga de ferroaleación parte de la misma aritmética, y es lo suficientemente corta como para tenerla en el piso de la acería: los kilogramos de carga de aleación son iguales al aumento objetivo del elemento, en porcentaje en peso, multiplicado por el peso de la colada en kilogramos, dividido por el producto del contenido del elemento en la aleación y el rendimiento de adición. No hay nada misterioso en esa fórmula, y la mayoría de los errores del mundo real se encuentran en el último término. El rendimiento no es una propiedad de la aleación; es una propiedad del momento — la condición del horno, la escoria, la temperatura y en qué punto de la secuencia se introduce el metal. Un cálculo de carga que trate el rendimiento como una constante de manual se equivocará exactamente en la dirección que cuesta dinero: un poco por debajo en la primera colada, un poco por encima corregido en la siguiente.
Tomemos el caso del manganeso, porque es donde el rendimiento se comporta peor. Una colada de 30 toneladas en EAF necesita pasar de 0.25 por ciento a 0.70 por ciento de manganeso — un aumento de 0.45 puntos — utilizando ferromanganeso al 65 por ciento de Mn. Con un rendimiento de planificación del 90 por ciento, la carga se calcula como (0.45 × 30,000) ÷ (0.65 × 0.90), que son 13,500 kilogramos de manganeso necesarios a partir de 0.585 kilogramos de manganeso por kilogramo de aleación, aproximadamente 23.1 toneladas de aleación. La razón por la que el valor de planificación se sitúa en el 90 por ciento y no más alto es que el manganeso es oxidable: cualquier potencial de oxígeno remanente en el baño o la escoria se lleva una parte. Añada después de que los desoxidantes hayan hecho su trabajo, mantenga la adición seca, y la recuperación real se acercará al plan; añada en un baño oxidante y la misma fórmula sobreentrega silenciosamente aleación y subentrega metal.
El silicio se comporta mejor, por lo que los números son más ajustados. Para mover una colada de 40 toneladas de 0.10 a 0.40 por ciento de silicio con ferrosilicio al 75 por ciento — un aumento de 0.30 puntos — con un rendimiento de planificación del 95 por ciento, la carga es (0.30 × 40,000) ÷ (0.75 × 0.95), es decir, 12,000 ÷ 0.7125, aproximadamente 16.8 toneladas. El vanadio, utilizado en niveles mucho más pequeños, escala de la misma manera: una colada de 25 toneladas con objetivo de 0.05 por ciento de vanadio con ferrovanadio al 60 por ciento y un rendimiento de planificación del 95 por ciento requiere (0.05 × 25,000) ÷ (0.60 × 0.95), que es 1,250 ÷ 0.57, aproximadamente 2.2 toneladas de aleación. La lección en los tres casos es que la fórmula es idéntica y la disciplina está en los datos de entrada: el peso de la colada del grifo, la química del análisis real en lugar de la carga supuesta, y el grado de aleación del certificado, no de la etiqueta del saco.
Lo que degrada el rendimiento es una lista más corta de lo que la mayoría de las hojas de carga imaginan. Las condiciones oxidantes son la principal — metal caliente, alto potencial de oxígeno en la escoria y adiciones realizadas antes de que el baño esté desoxidado queman parte de la dosis en la escoria. La temperatura y la mezcla importan: un baño frío y mal mezclado no absorbe la aleación como lo hace uno limpio. El punto de adición es la palanca estructural — las adiciones a granel en el horno y la cuchara conllevan las penalizaciones de rendimiento mencionadas, mientras que la adición por núcleo o alambre se realiza después de que los desoxidantes han terminado, por lo que la práctica basada en alambre recupera la mayor parte de lo que paga. Y el material mismo cuenta: la humedad en una aleación higroscópica, el tamaño de partícula (terrones versus fragmentos) que cambia la velocidad de disolución, y la deriva química de lote a lote se manifiestan como variación en la recuperación que ninguna fórmula puede ver hasta que la colada se analiza.
Así que la práctica de trabajo es un bucle, no un número. Comience con los rendimientos de planificación anteriores, ejecute las coladas y registre la recuperación real — objetivo versus real, colada por colada — de la misma manera que un laboratorio de recepción registra CoA versus ensayo. En una temporada, el propio registro de la planta reemplaza la cifra del manual, y la hoja de carga se corrige según lo que el horno realmente hace, no según lo que la literatura dice que debería hacer. Las acerías que dosificaron de manera consistente en nuestra experiencia rara vez son las que tienen las mejores aleaciones; son las que tienen los mejores registros — y un cálculo de carga solo es tan bueno como los datos de rendimiento que lo alimentan.
