Hornos de arco para fusión de acero : teoría, cálculo y aplicaciones / Julio Astigarraga Urquiza.

CONTENIDO
1. INTRODUCCION 1
Generalidades 1
Descripción general de los hornos de arco 2
Hornos de arco radiante 2
Hornos de arco sumergido 4
Hornos de arco para fusión de acero 5
Desarrollo histórico. Situación actual 8
2. PRINCIPIOS BASICOS DEL HORNO DE ARCO 11
Introducción 11
Análisis del arco eléctrico 12
Arco entre dos electrodos idénticos 12
El arco en hornos de corriente continua (C.C.)14
El arco en hornos de corriente alterna (C.A.) 15
Estudio del circuito eléctrico básico de un horno de arco de C.A. 18
Circuito simple R, X sub L 19
Circuito simple con corrección X sub c 20
Circuito simple con transformador 23
Circuito básico del horno de arco 25
A) Intensidad 28
B) Potencia en el arco 29
C) Potencia consumida 30
D) Rendimiento eléctrico 31
E) Factor de potencia 32
Expresiones para hornos de arco trifásicos 33
Consideraciones sobre la reactancia del arco 34
Diagramas de funcionamiento en C.A. 36
Circuito eléctrico básico y características de los hornos de C.C. 39
Introducción 39
Circuito básico del horno de C.C. 40
Agitación del baño 44
3. EQUIPOS ELECTRICOS EN CORRIENTE ALTERNA 47
Introducción. Componentes del equipo eléctrico 47
Transformador principal 49
Embarrado y cables secundarios 51
Equipo de control 55
Generalidades 55
Sistemas de control de impedancia 56
Sistemas de control por ordenador 58
A) Equipos 59
B) Lógica del sistema 59
Efectos eléctricos sobre la línea de suministro 62
Generalidades 62
Armónicos de la frecuencia fundamental 62
Flicker 64
Protección de puntas de tensión 66
4. EQUIPOS MECANICOS EN CORRIENTE ALTERNA 67
Componentes del equipo mecánico 67
Conjunto de la parte mecánica 67
Cuba y bóveda 70
Plataforma y superestructura 74
Brazos portaelectrodos y columnas 77
Mecanismos de accionamiento 80
Los electrodos 80
Componentes mecánicos adicionales 85
Generalidades 85
Quemadores y lanzas de oxígeno 86
Aspiración y depuración de humos 88
Precalentadores de chatarra 90
Cestas de carga y cucharas de colada 91
Refractarios para hornos de arco 91
Introducción 91
Refractarios para la cuba 93
Refractarios para la cuchara y horno-cuchara de afino 96
5. HORNOS DE ARCO DE CORRIENTE CONTINUA 99
Introducción 99
Equipo eléctrico 101
Generalidades 101
Interruptor general 102
Transformador principal 102
Equipo rectificador 103
Bobina de autoinducción de C.C. 104
Equipo de control y regulación 105
Equipo mecánico 106
Generalidades. Capacidad de la cuba y potencia 106
Solera conductora 108
Comparación entre hornos de C.A. y C.C. 112
Consumo de electrodos 113
Consumo de energía eléctrica 115
Consumo de refractario 115
6. FUNCIONAMIENTO DE LOS HORNOS DE ARCO. BALANCES ENERGETICOS. COSTES OPERATIVOS 117
Funcionamiento de los hornos de arco 117
Generalidades 117
Diagramas de funcionamiento 120
Balances energéticos 124
Introducción 124
Quemadores auxiliares 128
Lanzas de inyección de O2 129
A) Oxidación de la chatarra 130
B) Oxidación del carbón introducido 131
C) Oxidación de los electrodos 132
D) Oxidación del Si, Mn y C del acero 132
E) Calor de reacción entre los óxidos y la cal 133
Fusión y recalentamiento del acero 135
Fusión y recalentamiento de la escoria 135
Calor perdido por los humos 136
Pérdidas por el agua de refrigeración 138
Pérdidas térmicas y eléctricas 140
A) Pérdidas por la solera 140
B) Pérdidas por el refractario de bóveda 142
C) Pérdidas por apertura de bóveda y puerta 142
D) Pérdidas eléctricas 143
Balance energético en régimen continuo 144
Consumo adicional por régimen discontinuo 146
Consideraciones finales 148
Costes operativos 150
7. HORNOS DE ARCO ESPECIALES 155
Generalidades 155
Hornos de arco de C.A. no convencionales 155
Proceso CONSTEEL 156
Horno FUJISAWA 157
Horno SHEERNESS 159
Proceso K-ES 160
Horno de arco de C.C. de dos cubas gemelas 161
Horno-cuchara de afino 163
Horno de arco al vacío 166
8. CONCLUSIONES 169
APENDICES
1. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 171
2. VOCABULARIO Y ACRONIMOS 179
INDICE 191