Cómo elegir cal viva para la siderurgia: reactividad, granulometría y disciplina de almacenamiento
La cal viva — óxido de calcio, CaO — es el óxido básico de la escoria siderúrgica y el fundente más utilizado en el taller de fundición. Su tarea es neutralizar la sílice que la oxidación del silicio incorpora a la escoria, construyendo el esqueleto de silicato dicalcico y tricalcico (2CaO·SiO₂ y 3CaO·SiO₂) que fija el punto de fusión, la viscosidad y la capacidad en sulfuros de la escoria. Es lo que hace posible la eliminación de fósforo: el fósforo pasa a la escoria como fosfato de calcio (3CaO·P₂O₅) solo cuando la escoria es fuertemente básica — relación CaO/SiO₂ superior a 3.0, 15–25% de FeO en la escoria durante el soplado principal, temperatura moderada — y en esas condiciones el afino en convertidor básico elimina típicamente el 85–95% del fósforo de la carga. Y es la fuerza impulsora de la desulfuración por fase escoria, donde (CaO) + [S] → (CaS) + [O] ocurre en la interfaz escoria-metal, con la capacidad en sulfuros creciendo exponencialmente con la basicidad y la actividad del CaO — bajo la práctica de escoria sintética en la cuba (basicidad 2.5–3.5, FeO + MnO por debajo de 1%, potencial de oxígeno mantenido bajo por desoxidación con aluminio), el azufre desciende al nivel sub-0.005%. Cada receta de fundente de la planta descansa sobre un mismo supuesto: que la cal cargada se comporta como dice su ficha técnica. Ese supuesto no se cumple automáticamente, porque la cal viva es un producto de horno variable. Dos cal con el mismo CaO nominal pueden dar comportamientos de escoria distintos de una colada a otra, y por eso la selección debe apoyarse en los parámetros de calidad — no en el nombre de la gama.
Esos parámetros son pocos, y cada uno tiene un coste metalúrgico directo. El CaO disponible es la cifra de cabecera — 92% o mejor para el grado para horno — y la pérdida por calcinación (3% o menos) es su sombra: el CaCO₃ residual es piedra caliza sin descomponer, y se quema de forma endotérmica en el horno, liberando CO₂ y gastando calor que debería ir a disolver cal y a desarrollar la escoria. La reactividad es lo que más se pasa por alto. Se mide por la prueba estándar de apagado — el tiempo que tarda una muestra normalizada en alcanzar una subida de temperatura definida al mezclarla con agua en condiciones controladas. La cal bien cocida, de alta reactividad, se apaga en menos de 2 minutos; su alta porosidad y sus pequeños cristales de CaO se disuelven rápido en la escoria, y la basicidad se desarrolla pronto en la colada, justo cuando las reacciones de fósforo y azufre la necesitan. La cal dura, con apagado superior a 5 minutos, se disuelve con lentitud: la basicidad objetivo llega tarde, se alarga el tiempo para alcanzar las especificaciones de fósforo y azufre, y el consumo total de cal sube, porque la fracción no disuelta se pierde con la escoria en cada colada. La granulometría pesa igual. El grado para horno es de 10–50 mm: los finos son arrastrados por los gases de escape — pérdida por polvo y carga ambiental —, los trozos excesivos se disuelven demasiado lento para hacer su función en la colada, y una carga que se segrega por tamaño durante la manipulación deriva de un lote a otro. El perfil de impurezas completa el conjunto: azufre en 0.05% o menos, porque el azufre cargado en la cal vuelve al baño y consume el trabajo de desulfuración; y MgO contenido a 2.5% o menos, porque en la asociación estándar la cal es el portador de CaO y la dolomita calcinada es el portador de MgO — mezclar ambos papeles empaña la basicidad y el equilibrio de protección refractaria para los que existe esa asociación.
Y luego está el problema que ningún horno puede resolver: el almacenamiento. La cal viva es higroscópica y reacciona de forma exotérmica con la humedad atmosférica formando hidróxido de calcio, Ca(OH)₂, y la hidratación degrada la materia de dos maneras a la vez. Químicamente, el CaO reactivo se convierte en Ca(OH)₂, que se descompone de forma endotérmica a unos 580°C — absorbe calor en el horno antes de liberar su CaO, de modo que la basicidad efectiva por tonelada de carga llega tarde e incompleta. Físicamente, el frente de hidratación desmenuza los trozos en finos que provocan polvo, problemas de transporte neumático y más pérdida de CaO efectivo. La disciplina forma parte de la calidad de la materia prima, no una nota logística: silos sellados e impermeables al tiempo o almacenamiento cubierto con la mínima exposición al aire húmedo, y para las plantas en zonas tropicales o costeras con alta humedad ambiental, entrega just-in-time con la mínima estancia en el sitio. Por eso el calendario de entrega y la práctica de almacenamiento deben figurar en la ficha de calidad del proveedor — el mismo lote que llega seco, sellado y a tiempo se comporta según la especificación, mientras que el mismo lote dejado al descubierto en un patio húmedo puede perder en silencio una fracción de su CaO efectivo antes de ser cargado.
La última pieza es el bucle de verificación. La inspección de entrada verifica cada envío contra el CoA del lote: contenido en CaO de 92% o mejor, pérdida por calcinación de 3% o menos, reactividad de apagado inferior a 2 minutos, distribución granulométrica y azufre en 0.05% o menos. Un contrato de suministro permanente con un productor calificado, respaldado por datos de control de proceso del horno y auditorías periódicas de calidad, de modo que la trazabilidad en papel va del horno de cal al horno de fundición. Y el taller lee sus propios registros como lee los de afino: un consumo total de cal en subida, una basicidad que se desarrolla tarde o una deriva en la química de la escoria de una colada a otra se localiza primero en la cal — reactividad, granulometría, hidratación — antes de culpar a la receta. Una tendencia plana de consumo de cal con la basicidad en objetivo es la señal visible de que el fundente está haciendo su trabajo y de que la asociación saturada en MgO, protectora del refractario, se mantiene campaña tras campaña. La cal viva es la entrada de aspecto más modesto del horno y la más decisiva: la escoria solo es tan repetible como la cal que la sostiene.
