Evaluación experimental de los perfiles de composición química del metal en un horno de cubilote y comparación con algunos modelos matemáticos

Abstract

RESUMEN: Se obtuvieron experimentalmente en el horno de cubilote de la Universidad de Antioquia los perfiles de carbono y de silicio, en la zona comprendida desde la puerta de carga hasta el nivel de las toberas, para dos tipos de materiales de carga: hierro y acero y utilizando carburo de silicio en la carga. Las muestras fueron tomadas en períodos de operación estable mediante dos técnicas de extracción: el muestreo por sonda a través de ventanas estancas y el estudio arqueológico por la técnica de apagamiento. Se realizó la comparación de los perfiles experimentales con los obtenidos mediante la simulación del proceso con dos modelos matemáticos diferentes: El modelo AFS y el modelo GIPIMME. Se encontró que los perfiles obtenidos para la variación del carbono en el hierro y en el acero, tienen un comportamiento acorde con el pronosticado por los modelos matemáticos, siendo más ajustado desde el punto de vista cuantitativo el modelo de la AFS. Con respecto al silicio se encontró un comportamiento diferente al predicho por los modelos, lo cual se atribuye al hecho de que el aporte de silicio por parte del carburo de silicio adicionado en la carga, comienza a suceder de acuerdo con la información experimental obtenida en este trabajo en la zona de fusión y no por debajo del nivel de las toberas tal como se asume generalmente para la modelación matemática. Con este trabajo se aporta información valiosa que puede utilizarse para reformular algunas de las teorías existentes, plantear nuevos supuestos de modelación matemática y encontrar valores más acertados de los parámetros intrínsecos que se utilizan para ajustar los modelos matemáticos. Además se establecen las dos técnicas para la extracción de las muestras como herramientas potenciales para trabajo futuro que pueden utilizarse para realizar diferentes estudios en el horno de cubilote.