Examen.IngenieriaMetalurgica.Junio.Julio2015

UNIVERSIDAD DE OVIEDO-ESCUELA DE INGENIERÍA DE MINAS, ENERGÍA Y MATERIALES
MASTER EN INGENIERÍA DE MINAS
EXAMEN DE INGENIERÍA METALÚRGICA. - CONVOCATORIA JUNIO/JULIO 2015.
TEORIA.
T1.- Considerar, los efectos- la influencia sobre el equilibrio de Boudouard, de la temperatura y de la presión.
T2.-De los tres posibles óxidos de hierro: Fe2O3; Fe3O4 y FeO, ordenar cuál de todos ellos es el que se
reduciría con más facilidad y aquel que resultaría más difícil en la cuba de un Horno Alto.
T3.- ¿Qué se entiende por impurezas en el mineral de hierro y cual son las que se encuentran más
frecuentemente y en mayores proporciones?
T4.-En el horno alto tienen lugar dos tipos de reducción: directa e indirecta. ¿Cuál de esos dos mecanismos
ocurre en cotas inferiores de la cuba? ¿Por qué motivo?
T5.- En las baterías de cok de hornos verticales, éstos no pueden ser exactamente palelepipédicos. ¿Por qué
motivo? ¿Qué implicaciones térmicas tiene este hecho?
T6.- Alrededor del 70% de la carga mineral de los hornos altos europeos ha sido sinterizada previamente. ¿Por
qué motivo?
T7.- De acuerdo con los cambios en las características del metal durante el proceso de afino en el convertidor
BOF, ¿Cuáles de estas operaciones son las más críticas?.
1.- Eliminación del C
2.- Eliminación del Mn
3.- Eliminación del Si
4.- Eliminación del P
5.- Eliminación del S
6.- Ajuste de la temperatura
T8.-¿What are the best conditions for phosphorus removal from liquid steel from a thermodynamic
viewpoint?.
T9.- Assuming a tap sulfur concentration of 0.008 wt % and a sulfur distribution ratio, LS of 500, what is the
very minimum amount of desulfurizing slag that must be added to a 250 tonne ladle of steel in order to
achieve a S level of 0.002 wt %?
 W    % S 0   % S aim 
WS   m  
(9.17)


% S aim
 LS  

[ %S]0 = Initial sulfur concentration, in wt-%
Ws = Weight of the slag, in kg
Wm = Weight of the metal, in kg
LS = Sulfur distribution ratio between slag and steel
T10.- ¿A partir de que nivel de carga de rotura se consideran los aceros AHSS (Advanced High Strength
Steels ? ¿ Se trata de aceros monofásicos ó multifásicos?.
UNIVERSIDAD DE OVIEDO-ESCUELA DE INGENIERÍA DE MINAS, ENERGÍA Y MATERIALES
MASTER EN INGENIERÍA DE MINAS
EXAMEN DE INGENIERÍA METALÚRGICA. - CONVOCATORIA JUNIO/JULIO 2015
PROBLEMAS.
OBLIGATORIO
P1.- Calcular la constante de equilibrio para la reacción:
<NiO> + (H2)  <Ni>+(H2O)
a la temperatura de 750 ºC, a partir de los siguientes datos:
<Ni> +( ½)(O2)  <NiO>, ΔG0=-244555 + 98.53T J/mol
(H2) +( ½)(O2)  (H2O),
ΔG0=-246438 + 54.81T J/mol
¿Podría una chapa de níquel puro ser recocida a 750 ºC sin oxidarse en una atmosfera que contiene 95 %
H2O y 5 % H2 en volumen?.
A ELEGIR UNO DE LOS DOS
P2.-By the time that the coke in a blast furnace charge has descended to tuyere level it has been heated to
approximately 1800 K. This coke is combusted by the oxygen of the blast to give CO at the edge of the tuyere
raceways.
The flame temperature at the edge of the tuyere raceways determines to a considerable extent the final
temperature of the slag and metal and hence it is important to understand how this flame temperature is
affected by furnace operating parameters.
Calculate, therefore, the adiabatic flame temperature at the edge of the tuyere raceways (overall combustion to
CO and H2) under the following condition:
(i).- Dry blast enriched to 25 % O2 by adding pure oxygen, all at 1200 K
P26.-Se carga un horno alto con mineral de hierro, caliza y coque con los siguientes análisis:
Material
Fe2O3
Mineral de hierro
Caliza
Coque
80
Análisis en % (peso)
MnO
SiO2
Al2O3
12
4
10
1
3
H2O
C
4
1
CaCO3
95
90
El análisis del arrabio producido es: C: 4 %; Si: 1.2 %; Mn: 1 %; Fe: 93.8%. Se utilizan 1750 kg de mineral de
hierro y 500 kg de piedra caliza por cada tonelada de arrabio producido. El volumen de gases de salida por
tonelada de arrabio es 4200 m3. Los gases están compuestos por CO, CO2, H2O, O2 y N2 y se sabe que:
CO: 26 %; CO2: 12 %
Se pide calcular:
(i).-La cantidad de coque utilizado por tonelada de arrabio
(ii).-Masa y composición de la escoria por tonelada de arrabio. Se supondrá que el hierro entra en la escoria
como Fe2O3.
(iii).-La composición de los gases de salida
(iv).-El consumo de aire (Nm3) por tonelada de arrabio