2. Fusión de mineral de hierro y
transformación química en un metal rico
en hierro “Arrabio”
Mineral de Fe
Materia prima Carbón de Coque
Fundente

3. Mineral de hierro Coque
Piedra caliza

5. • El sinter y el mineral de Fe se introducen
en el tragante.
• La combustión del coque produce CO.
• El CO reduce al mineral de Fe.
• El Fe arrastra al coque que no se quemo y
pasa al etalaje donde se funde.
• Luego pasa al crisol y la escoria se expulsa
por una piquera y el arrabio por otra.

6. ESCORIA HUMOS
ARRABIO

8. • El proceso de fusión de los
minerales de hierro ocurre
por la acción de las
temperaturas altas que se
desarrollan en el interior del
horno.
• Las cuales están entre 250 y
2000°C.

9. Podemos dividir el interior del
horno en cuatro zonas
térmicas:
Zona 1. ( 200-400°C )
Zona 2. ( 400-700°C )
Zona 3. ( 700-1150°C)
Zona 4. ( >1150°C )

10. Ninguna de las materias primas que se
emplean en los procesos metalúrgicos son
cargadas directamente, sin una preparación o
beneficio previo. Entre los cuales están:
 Trituración
Clasificación
Homogenización
Enriquecimiento
Aglomeración

11. Proceso de combustión
El proceso se realiza en dos etapas:
C+ O2 = CO2
CO2 + C = 2CO

12. Sistema de Toberas

13. Creación de la zona de
oxidación
1. Oxigeno libre
2. Reducción del CO2 a CO
Figura: Zona de oxidación en toberas

14. Factores dependientes en la zona de
combustión:
•La capacidad del horno
•La presión del soplo y su caudal
•El numero de toberas
•La granulometría del coque
•La superficie expuesta del coque
•La porosidad y reactividad

15. Forma libre
La
humedad
Formando
compuestos
químicos

16. ELIMINACIÓN DE MATERIAS VOLÁTILES
Ocurre Contenido CO2 CO H2
300-800°C 1% CH4 N2
Su composición cambia un poco al pasar a la corriente de
gases ------cambio no es significativo--------

17. En calidad de Forma de
fundente compuestos
minerales como:
como:
Carbonato de
Caliza CaCO3 hierro FeCO3
Al alto
horno

18. Descomposición
MeCO3  MeO  CO2  (Q cal)
Forma de carga:
• En la actualidad: Calidad de fundente (para mantener la basicidad)
Aumenta el consumo del coque debido:
• Calor necesario para que la reacción de disociación ocurra
• Calor necesaria para que el CO2 del fundente reaccione con el carbono
del coque para formar CO.
• Al carbono del coque para la reacción anterior
• A la perdida de la capacidad de reducción del gas

19. MeO + R= Me + RO
El objetivo fundamental es el de reducir los
óxidos de Hierro, obtener hierro metálico y
cantidades deseables de otro elementos.

20. El carbono puede reducir casi todos los
elementos dispuestos en el diagrama de
Ellingham. Excepto el Al, Mg y Ca.
En el proceso de alto horno; a
temperaturas bajas, los reductores
pueden ser el CO y H2

21. MeO2  Me2O3  Me7O4  MeO  Me
Fe2O3  FeO4  FeO  Fe

22. Posee composición variable, estable a
temperaturas mayores a 570°C.
Fórmula Estequiométrica: FexO
4FeO  Fe3O4 + Fe

23. Presenta variación en su contenido de
oxígeno a temperaturas mayores a 800°C.
Fórmula Estequiométrica: Fe3O4

24. En el diagrama el contenido de oxígeno es
constante con respecto a la temperatura.
Fórmula Estequiométrica: Fe2O3

25. C + O2  CO2 = ∆G°= -94200 - 02T cal/mol
En exceso de Carbono
CO2  2CO = ∆G°= 40800 + 41.7T cal/mol
K = P2CO / P2CO2

26. Se clasifican en 3 grupos
• Estabilidad menor por lo óxidos de hierro,
reducidos por el CO y por el H2 a bajas
temperaturas.
• Estabilidad mayor de la de los óxidos de
hierro se reducen por vía directa a alta
temperatura.
• Afinidad con el oxigeno mayor que con el C y
no reducen en condiciones de alto horno.

27. • Estos óxidos se reducen por etapas
• El MnO2 y el Mn2O3 son menos estables
• El Mn3O4 y el MnO se reducen :

28. Se encuentra en forma de cuarzo,
silicatos o sílice, se reduce prro vía
directa
El índice de reducción del Si en el
arrabio se determina por:
 Alta temperatura en los horizontes bajos del
horno
 Basicidad baja que permite obtener altas
cantidades de SiO2

29. Se encuentra unido al oxido de calcio se
reduce a altas temperaturas con CO y C
Con presencia de SIO2
Todo el fosforo se reduce y pasa al arabio

30. • A temperaturas de 80º y 100º C los
óxidos de cobre se reducen y pasan
completamente al arabio
• El NiO inicia la reducción a 230ºC con
el H2 y a 340ºC con el CO. El Ni se
reduce completamente y pasa al arabio

31. • El PbS y el PbSO4 se reduce fácilmente se
pierde con el flujo de gases y otra parte se
deposita por debajo del arabio sin mezclarse.
• El oxido de cromo [Cr2O3] es de difícil
reducción , con H2 se reduce a 1000ºC
No todo el cromo pasa al arabio una parte se
queda en la escoria

32. • El hierro reducido a partir de los minerales
oxidados, absorbe carbono y otros
elementos formando el arabio.
• La escoria se forma por la acción de
temperaturas altas, por la fusión de la
ganga, de óxidos mal reducidos, cenizas y
fundentes que entran en la carga.
Los elementos que se encuentra son óxidos
de Al, Ca, Mg, silicio y sulfuros metálicos.