acería
En la Fig. 4 se muestran los valores de los indicadores utilizados y cómo se pueden distinguir las diferentes etapas de la
colada, de esta manera estos indicadores de las condiciones
del arco son sumamente útiles en la definición de las etapas
de la colada.
caso inversamente proporcional a una potencia fraccional de la
corriente[4]. Ambos enfoques establecen que se obtendrá mayor radiación térmica utilizando un valor mayor de voltaje del
arco.
Figura 4. Indicadores de estabilidad y cobertura de arco
Selección de los valores operativos de corriente.
El valor de la corriente para el nivel de potencia máxima del
arco en condiciones sinusoidales se selecciona considerando
las pérdidas del sistema eléctrico debidas a resistencias de la
líneas de alimentación desde el punto de acoplamiento común, es decir, estimando la resistencia total desde el bus infinito hasta la punta de los electrodos. Es por esta razón que el
punto de máxima potencia en el arco se obtiene en un valor de
corriente menor al del valor máximo de la potencia que puede
obtenerse de la fuente y que queda definido por el valor total
de reactancia de la línea.
Debido a que se tienen diferentes condiciones dinámicas de
estabilidad del arco y a que los arcos eléctricos imponen distorsión armónica variante durante el proceso de la colada, el valor
de reactancia operativa será también dinámico, por lo cual las
diferentes etapas de la colada requerirán diferentes valores de
corriente para obtener los valores de máxima potencia del arco.
La eficiencia térmica juega un rol primordial en la definición de
los puntos operativos en corriente dado que la utilidad de los
diferentes mecanismos de transferencia de calor es variable
a través de la colada. Diversos estudios han concluido en la
conveniencia de incrementar la radiación térmica en presencia
de chatarra, existen indicadores como el índice de desgaste de
refractario (RWI) propuesto por Schwabe, ecuación (1), que
permiten evaluar el efecto de incrementar la longitud de arco y
se obtiene en relación inversamente proporcional a la distancia
de los electrodos a la coraza[7].
RWI
Parc • larc
D2
(1)
Existen propuestas teóricas como el modelo de radiación de
Dittmer y Krüger dado en la ecuación (2) y que establece que
el calor disipado por radiación térmica será también directamente proporcional al incremento del voltaje del arco y en este
8 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
Qrad
Varc _ 30
larc
(2)
En el proceso de la colada cuando ya no hay presencia de
chatarra, la eficiencia térmica se obtiene cubriendo los arcos
con escoria espumosa y es cuando se puede operar el máximo
nivel de potencia del arco. En condiciones de arco estable y
cubierto hay que tomar una consideración adicional respecto
a la eficiencia y ésta se explica a continuación a partir del análisis del arco eléctrico en regiones. Existen regiones donde los
electrones son acelerados y desacelerados para entrar o salir
del plasma, la física del arco indica que en esas regiones se
generan ciertos voltajes que corresponden a cátodo y ánodo
debidos a las funciones trabajo para extraer y aceptar los electrones[5-6], ver Fig. 5. En esas regiones las caídas de voltaje son
casi independientes del valor del corriente.