Análisis de concentración de Cu y Cr en escorias de horno eléctrico y su relación con variables del proceso productivo

Abstract

La producción de acero a partir de chatarra tiene como productos secundarios material particulado, polvo metálico, gases, escoria y laminilla. Cerca del 70% del total corresponde al residuo sólido no peligroso llamado escoria, generada en el proceso de fusión de chatarra en horno eléctrico, luego de agregar a la materia prima diferentes compuestos, principalmente cal, oxígeno y carbón. Atendiendo a lo anterior, el objetivo de este trabajo fue realizar un estudio del proceso productivo, estableciendo si las variables tiempo, carga total, oxígeno disuelto, carbón escoria y temperatura durante la etapa de afino se pueden manipular para reducir la concentración final de los óxidos metálicos de Cr y Cu en la escoria. La metodología de trabajo consistió en tomar muestras de escoria directamente del horno eléctrico al inicio y al final de la etapa de Afino en una misma colada, durante 2 meses, obteniéndose un total de 62 muestras (31 coladas). Las concentraciones de Cr y Cu en las muestras fueron determinadas por Espectrometría de Absorción Atómica en Llama. Para evaluar si las variables de producción de acero modulan la concentración final de Cr y Cu, se desarrollaron modelos de regresiones lineales múltiples, usando 1 ó 2 variables de producción como predictores para cada modelo candidato, y seleccionando el modelo que mejor se ajusta a los datos mediante el criterio de información de Akaike corregido para tamaños muestrales pequeños (AlCc). Los resultados de los análisis químicos de las muestras del inicio y final de la etapa de afino muestran que las concentraciones de Cr aumentan (7 4% de casos) y que las concentraciones de Cu disminuyen (90% de los casos) durante esta etapa en una misma colada. El análisis de regresión múltiple muestra que el único factor del proceso

The production of steel from scrap has as secondary products particulate material, metal dust, gases, slag and flake. About 70% of the total corresponds to non-hazardous solid waste called slag, generated in the process of melting scrap metal in an electric furnace, after adding different compounds to the raw material, mainly lime, oxygen and carbon. In response to the above, the objective of this work was to carry out a study of the production process, establishing whether the variables time, total load, dissolved oxygen, carbon slag and temperature during the refining stage can be manipulated to reduce the final concentration of the oxides. Cr and Cu metals in the slag. The work methodology consisted of taking slag samples directly from the electric furnace at the beginning and at the end of the Refining stage in the same casting, for 2 months, obtaining a total of 62 samples (31 castings). The Cr and Cu concentrations in the samples were determined by Flame Atomic Absorption Spectrometry. To assess whether the steel production variables modulate the final concentration of Cr and Cu, multiple linear regression models were developed, using 1 or 2 production variables as predictors for each candidate model, and selecting the model that best fits the results. data using the Akaike information criterion corrected for small sample sizes (AlCc). The results of the chemical analyzes of the samples from the beginning and end of the refining stage show that the concentrations of Cr increase (7 4% of cases) and that the concentrations of Cu decrease (90% of the cases) during this stage in the same casting. Multiple regression analysis shows that the only process factor