acería
composición química. En la figura 3 se presenta la composición química global de las 3 arenas. Se observa que la arena “A”
es la que tiene menos contenido de cuarzo (SiO2) y mayor de óxido de cromo (Cr2O3) y de hierro (Fe2O3). Mientras que la arena
“C” es justamente al revés mayor contenido de cuarzo y menor
de cromita. La arena “B” presenta niveles de cuarzo y óxido de
cromo intermedios respectos a las otras dos.
(%)
Se determinó además la composición química global de las arenas y de las fracciones finas mediante fluorescencia de rayos x
(FRX). Por otro lado, con el objetivo de evaluar el comportamiento frente al sinterizado de las arenas se realizaron tres tipos de
ensayos:
v cup test a 1600 ºc durante 2 horas en atmósfera de
aire. Para simular las condiciones de servicio, las arenas se
colocaron en crisoles fabricados a partir una buza interna de
cuchara, respetando la relación altura/diámetro de la misma.
Las arenas se colocaron completando la cavidad con un sobre
nivel respecto a la superficie del crisol. Luego del tratamiento
térmico, los crisoles se cortaron longitudinalmente para analizar el comportamiento de las arenas a las distintas temperaturas.
v Resistencia a la compresión en frio[4]. Se conformaron
probetas cilíndricas de 30 mm de diámetro por 30 mm de altura para las diferentes arenas de cromita mezcladas con una
solución de PVC. Las probetas se dejaron secar a temperatura
ambiente y luego se calcinaron a 1480ºC durante 2 horas.
v Simulación condición de proceso. Para representar la
condición térmica del proceso en la cuchara y determinar el
grado de sinterización, se realizó un ensayo utilizando cubos
de las mismas dimensiones que el utilizado en el cup test,
pero pasantes. El objetivo es calentar la superficie de la arena
aproximadamente a 1600°C por un determinado periodo de
tiempo, luego liberar el fondo, medir cuanta arena cae y evaluar el espesor de la capa sinterizada. En la figura 1 se puede
observar el dispositivo del ensayo.
Figura 3. Composición química global de las arenas.
Analizando la composición química de las fracciones granulométricas (figura 4), en todos los casos el cuarzo se concentra en
las fracciones gruesas, pero en los finos (fondo) el cuarzo alcanza
niveles de aproximadamente 20% para las muestras B y C, mientras que en la muestra A es bastante más bajo (6 %), por otro lado
dicha arena presenta el porcentaje de óxido férrico más elevado,
aproximadamente 30%.
Figura 1. Ensayo de simulación del comportamiento de la arena en la cuchara.
RESuLTADOS
Distribución Granulométrica. La distribución granulométrica comparativa entre las 3 arenas en estudio se presenta en la
figura 2, a partir de la cual se puede observar que la arena “A”
contiene un porcentaje mayor (7%) de partículas de tamaño mayor a 0,85mm, pero también posee el mayor porcentaje de finos
(47%). El 47% de la distribución granulométrica de la arena “B”
lo constituyen partículas cuyo tamaño se encuentra dentro del
rango 0,85-0,5 mm y tiene el menor porcentaje de finos. La arena
de “C” contiene un 64% de partículas entre 0,25 y 0,5mm.
< 0.25 mm
0.5 - 0.25 mm
% rango granulométrico
0.85 - 0.5 mm
Figura 4. Composición química de las fracciones granulométricas
> 0.85 mm
Figura 2. Distribución granulométrica comparativa entre las 3
arenas en estudio.
En estudios realizados por otros autores[4], se analizó el sistema mineral (cromo+cuarzo) y se infiere que cuando las arenas
de cromita tienen un contenido de cuarzo por encima del 20%,
sinterizan por formación de fase liquida, mientras que por el
contrario, en caso en que el nivel de cuarzo sea bajo comienza
a predominar el sinterizado en fase sólida. Por medio de este me23 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO