72.02 INDUSTRIAS I
Metodología problemas: AH – LD H!
"e#$a: 2/2012
%roblema: &ala'#e de Mater(ales Alto Hor'o Enunciado: Se carga un alto horno con mineral de hierro, caliza y coque con los siguientes análisis:
"aterial "ineral hierro 'aliza 'oque
#e2$ 0
Análisis en % (eso! Si$2 "n$ Al2$ 12 1 % ) 10
&2$ ) 1
'
'a'$ *+
*0
El an a nálisis de d el a rraio - roduc d i o es: ': )% Si: 1,2 % "n: 1 % #e: *,% Se utilizan 1.+0 g de mineral de hierro y +00 g de -iedra caliza -or cada tonelada de arraio -roducido El olumen de los gases de salida -or tonelada de arraio es )200 m Su com-osici3n es: 4ases de sal d i a: '$: 25% '$2: 12% &2$: )% 62: +% 'alcular: A) 7a cantidad de coque utilizado -or tonelada de arraio &) 'om-osici3n de la escoria su-oniendo que el hierro entra en la arraio como #e2$ *) 'onsumo de aire (m! -or tonelada de arraio
72.02 INDUSTRIAS I
Metodología problemas: AH – LD H!
"e#$a: 2/2012
8esoluci3n: A) Se toma como ase una tonelada de arraio M('eral $(erro+ ,7-0 .g /01 "e234 ,21 S(24 ,1 M'4 31 Al234 51 H2 )
as sal(da+ 5200 m; /2<1 *4 ,21 *24 51 H24 -1 N2)
%(edra *al(6a+ -00 .g /-1 *a*34 ,1 H24 51 S(2)
Alto &orno
*o89e /,01 S(24 01 *)
A(re /71 N2)
/"e23+ S(2+ M'+ !s#or(a Al23+ *a) Arrab(o+ ,000 =g /51 *4 ,+21 S(4 ,1 M'4 3+1 "e)
A) &ala'#e #arb>' ' (en coque! 9 ' (- 'aliza! ' (arraio! 9 ' (como '$2 9 '$ en gases de salida! 'omo ' 9 ; $2 ' 9 $2
'oque
'$ '$2
caliza 0,95 . 500 .
0,* < 12
9
12
n' n'$ 9 n'$2 ),.+ 9 22,+ .1,2+ g '
Arraio
12
100
4ases salida
0,0) 1000 12
(eso at3mico '12! (eso molecular 'a'$ 100!
9
.1,2+
72.02 INDUSTRIAS I
Metodología problemas: AH – LD H!
"e#$a: 2/2012
0,0.+ < 9 ),.+ , 9 .1,2+ < 5*, / 0,0.+
⇒
< *1 g coque / tonelada arraio
&) *ompos(#(>' es#or(a 'om-onentes escoria: #e2$= Si$2= "n$= Al2$= 'a$
>alan ce #e2$ #e2$ (en mineral hierro! #e2$ (en escoria! 9 #e2$ (hierro en arraio calculado como #e2$! #e2$ (en escoria! 1)00 ? 1)0 50 @g >alan ce Si$ 2 Si$2 (en mineral hierro! 9 Si$2 (en caliza! 9 Si$2 (coque! Si$2 (escoria! 9 Si$2 ( Si en arraio calculado como Si$2! Si$2 (escoria!
210 9 20 9 *,1 ? 2+,. 2*.,) g
>alance "n$ "n$ (mineral hierro! "n$ (escoria! 9 "n$ ("n en arraio calculado como "n$! "n$ (escoria!
1.,+ ? 12,* ),5 g
>alance Al2$ Al2$ (mineral hierro! Al2$ (escoria! Al2$ (escoria! 1.+0 0,0 +2,+ g
>alance 'a$ 'a$ (caliza! 'a$ (escoria!
72.02 INDUSTRIAS I
Metodología problemas: AH – LD H!
"e#$a: 2/2012
'a$ (escoria! +00 0,*+ (+5 / 100! 255 g 'o m-o sici3 n e scoria #e2$ Si$2 "n$ Al2$ 'a$
50 g 2*.,) g ),5 g +2,+ g 255 g 50,+ g
,2 % ),.0% 0,5.% .,.1% *,10% 100,00%
*) *o's9mo a(re /m; ? to'elada de arrab(o) 62 (aire! 62 (gases salida! 'onsumo de aire 2)5 (100 / .*! 0,+ m / ton de arraio
72.02 INDUSTRIAS I
Metodología problemas: AH – LD H!
"e#$a: 2/2012
%roblema: Determ('a#( >' de @í ge'o 'e#esa r(o e' *o'e rt(dor LD Enunciado:
'on ertidor: 'a-acidad 10 tons 'arga metálica .0 % Arraio 0% 'hatarra 'aracterst icas Arra io ? Acero
' (%! ),0 0,05
Arraio Acero
Si (%! 1,20 0,00
"n (%! (%! S (%! B (C'! 1,00 0,10 0,0 1.0 0,20 0,01+ 0,01+ 1520
'a racte rsticas roceso &umos: *0% '$ y 10% '$2 gs de $2/ton arraio se consumen en la Dormaci3n de 3idos de hierro ureza $2: **+% $tros datos: esos At3micos
' 12 Fetermin ar: 6ecesidades de $2 -ara otener el acero
$ 15
Si 2
"n ++
1
#e +5
72.02 INDUSTRIAS I
Metodología problemas: AH – LD H!
"e#$a: 2/2012
8esoluci3n: 1! Eli m ina ci 3n de l 'a rono: ' arraio ? ' acero ),% ? 0,05 % ),2) % ),2) % (1000 @g/100! )2,) @g ' / ton arraio )2,) @g: ,15
@g Se eliminan con el '$ (*0 %! ),2) @g Se eliminan con el '$2 (10%!
1a! 'omo mon3ido de carono: 2 ' 9 $2 (g! 2 12 9 15 2 2) @g de ' ,15 @g de '
2 '$ (g! +5 2 @g $2 < +0,* @g $2 / ton arraio
1! 'omo anhdrido car3nico: Se determina como 1a El total de oigeno es: suma de 1a y 1, 2! Eli m ina ci 3n del Silici o: Si arraio ? Si acero 1,2% ? 0,00 % 1,2 % 1,2 % (1000 @g/100! 12 @g de Si/ ton de arraio
Si 9 $2 (g! Si$2 (g! 2 9 15 2 50 Se determina la cantidad de ogeno necesario ! Eli m ina ci 3n del "anganeso: roceso similar a -unto 2 )! Eli m ina ci 3 n d el # 3s Do ro : roceso similar a -unto 6E'ESG FAFES B$BA7ES FE $
72.02 INDUSTRIAS I
Metodología problemas: AH – LD H!
"e#$a: 2/2012
%roblema &ala'#e TBrm(#o: Hor'o !lB#tr(#o de Ar#o
Enunciado: rolema: Feterminaci3n de las energas te3ricas de oidaci3n Feterminaci3n del ogeno necesario -ara las reacciones de oidaci3n
Fatos: 'arga -romedio del horno
*ompo'e'te &ierro es-onKa 'hatarra 'al mezcla 'ar3n insuDlado 'ar3n -or cinta #inos Acero Escoria
#a't(dad?#olada +2, t ),* t ,5 t 0,+ t 0,+ t 1t .. t *,* t
#a't(dad?tal 5.* @g/tal )+ @g/tal ). @g/tal ),+ @g/tal ),+ @g/tal 1 @g/tal 1000 @g/tal 12* @ /tal
72.02 INDUSTRIAS I
Metodología problemas: AH – LD H!
*ompo'e'tes
*$atarra
H(erro espo'Ca A#ero lí89(do
#eB
#emetálico #e$ ' Si$2
!s#or(a
"('os
*2,)
2*,15
51,*
*0
.,
,1*
),5
0,2
+,. 2,
2+,*. L
1,2 1,+5
1,++
11,1
),1+
0,.5
),5
0,
0,). 0,2 0,1
25,*) 10,+. 2,.+
12,+ +,* 2,++
Si Al2
%$0,2
Al 'a$ "g$ "n$ "n 2$+
0,02
S
"e#$a: 2/2012
0,5 0,02
0,0.
0,0) 0,00. 0,0) 0,00
L 0,5 L
0,2
72.02 INDUSTRIAS I
Metodología problemas: AH – LD H!
"e#$a: 2/2012
Resol9#(>': ,. !'ergía te>r(#a de las rea##(o'es de o@(da#(>' 11 $idaci3n del Silicio Si 9 $2
& L* M h @g Si 'antidad de Si chatarra )+ @g ch 0,2 0 @g Si 0,*05 @g Si tal 100 @g ch tal ⇒
Si$2
ESi Energa de oidaci3n del Silicio * M h 0,*05 @g Si @g Si tal
ESi ,1+ M h tal 1 2 $ idaci3n del "anganeso "n 9 1 $2 2
⇒
"n$
& L2,0) M h @g "n
'antidad de "n en la chatarra )+ @g ch 0,50 @g "n 2,.1 @g "n tal 100 @g ch tal 'antidad de "n en acero 0,0) @g "n 1000 @g acero lq 100 @g acero lq 'antidad de "n en acero 0,) @g " n tal E"n Energa de oidaci3n del "n 2,0) M h (2,.1 L 0,)! @g "n @g "n tal E"n ),. M h tal
1 $idaci 3n del Aluminio Similar a los anteriores 1) $idaci 3n de l #3sDor o Similar a los anteriores
72.02 INDUSTRIAS I
Metodología problemas: AH – LD H!
"e#$a: 2/2012
1+ $idaci3n del &ierro #e 9 1 $2 2 +5 15
⇒
#e$
& L 1,2 M h @g #e
.2
7a cantidad de #e$ Dormado -resente en la escoria es: 2+,*. @g #e$ 12* @g esc ,). @g #e$ 100 @g esc tal tal
'antidad de #e que reacciona ,). @g #e$ +5 @g #e$ 25,0 @g #e tal .2 @g #e$ tal
E#e Energa de oidaci3n del #e 25,0 @g #e 1,2 M h tal @g #e E#e 1,2) M h tal
15 Energa de las reacci ones de oidaci 3n Suma de las calculadas 2. Determ('a#(>' del o@íge'o 'e#esar(o para las rea##( o'es de o@(da#( >'. Fatos: esos At3micos $2 $2 Silicio 9 $2 "anganeso 9 $2 Aluminio 9 $2 #3sDoro 9 $2 &ierro
Se determina en metros cJicos -or tonelada de acero lquido
