Uso de Hierro de Reducción Directa (HDR

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Uso de Hierro de Reducción Directa (HDR) en un Horno Eléctrico de Arco
Universidad pedagógica y tecnológica de Colombia
Camila Alejandra castro blanco
HDR
Usos	
Hornos de Arco Sumergido
Convertidores al Oxígeno
Hornos de Inducción
Cubilotes
Hornos de Arco Eléctrico: Rendimientos superiores al 95% 
Ventajas
Composición química conocida
Bajo nivel de impurezas metálicas
Se obtiene una fusión a menor costo
Fácil transporte y manipulación
Permite cargue continuo y automático
HDR Vs. CHATARRA
Tamaño
Composición
El HDR es muy poroso y capaz de absorber ciertas cantidades de humedad de la atmosfera.
Puede ser poco resistente y frágil
Bajo condiciones de múltiples manejos hay generación excesiva de finos
Características Químicas
Metalización: el grado de reducción del HDR se expresa como porcentaje de metalización del producto. Esto es la relación del hierro metálico con relación al hierro total.
Contenido de Carbono: el contenido de Carbono del HDR depende del proceso de reducción directa usado. Aquellos basados en reductores sólidos generalmente otorgan un bajo contenido de C (). En los procesos de reducción con gases el nivel de C puede ajustarse con más certeza.
En la practica, el contenido de C varía entre 1% y 3% para grados de metalización entre 85% y 95% 
Contenido de Ganga:
Impurezas: presentes como trazas
Práctica de Fusión de HDR en Hornos Eléctricos de Arco
1. Cargue de HDR: 
En cestas: 
La máxima cantidad de HDR esta entre 30% a 40% de la carga total. La forma de cargue del HDR por cestas depende de la geometría del horno, el tamaño de las cestas de cargue y de los dispositivos de carga.
Continuo:
Se han diseñado diversos sistemas de cargue, uno de ellos consiste en el que el HDR es impulsado a través de una puerta, a un lado de la pared del horno por medio de una banda transportadora. En los sistemas de alimentación continua, se pueden asegurar caídas libres lo suficientemente altas que dependen de la densidad y del rango del tamaño del HDR (pellets típicos HDR: 6 a 25mm)
El sistema más popular es en el que se usa la gravedad para alimentar el HDR asegurándose que vaya hacia abajo a través de la entrada del techo del horno.
En otros , el alimentador introduce el HDR a través de una apertura en los muros del horno de tal manera que el extremo de salida del HDR se coloca muy próximo a la superficie del baño de metal liquido del horno.
Beneficios:
Menor consumo de potencia por unidad de tiempo.
Menores perdidas de calor ocasionadas por los cargues y retardos cuando se carga estacionariamente.
Mayor cantidad de energía eficaz utilizada para fundir la carga.
Menor transferencia de calor del baño y reacciones metalúrgicas más seguras.
Combina refinación y fusión.
Los mejores beneficios del cargue continuo se obtienen cuando la fusión del HDR tiene lugar en la interfase escoria-metal
2. Fusión:
 Se funde previamente una carga de chatarra representada en un 60% de la carga total metálica, después de que la chatarra es cargada, fundida y se ha obtenido un baño de acero líquido, se comiénzala alimentación continua de HDR (40%) a una velocidad regulada. Al mismo tiempo se carga la cal y dolomita para neutralizar la sílice del HDR y para proteger la línea de escoria y las paredes. La potencia máxima y el ajuste en la alimentación son usadas para alcanzar la temperatura optima del baño.
Los periodos de refinación y fusión que originalmente son operaciones separadas, se mezclas, a tal punto que se disminuye el periodo de refinación a casi cero y dejando un espacio de tiempo para la adición de desoxidantes a una temperatura determinada antes de la colada.
Efectos del HDR en el desempeño de Horno Eléctrico de Arco
Productividad
Consumo de energía: por su forma y tamaño homogéneo, se asegura un arco estable aumentando de un 10 a 14% la energía eficaz utilizada en el horno.
Recuperación de óxido de hierro no reducido en el HDR y producción de una escoria apropiada 
Ausencia de elementos de aleación oxidables en el HDR 
Consumo de electrodos: 
Calidad de la carga y Rendimiento metálico
Productividad del horno
Energía del horno y niveles de corriente utilizadas
Contenido de de la atmosfera del horno
Consumo de Oxigeno: Oxigeno necesario para cortar la chatarra y para oxidar ciertas impurezas metálicas del baño. El oxido de hierro no reducido en el HDR es usualmente suficiente para proveer los requerimientos de oxido de hierro para la escoria.
La cantidad de oxigeno gaseoso usado cuando se funde HDR:
Cantidad de HDR en la carga
Metalización
Contenido de carbono del HDR
Consumo de Cal: depende del presente en el HDR, cantidad de HDR empleado, niveles de azufre y fósforo requeridos en el acero 
Rendimiento metálico: los rendimientos metálicos típicos para hornos eléctricos de arco son .
Efectos del HDR en las características del producto
El uso de HDR en hornos eléctricos es de gran importancia, ya que permite la fabricación de diversas calidades de aceros que serían difíciles de producir con la chatarra disponible pudiendo así fabricar productos comunes de la más alta calidad con excelente formabilidad y características de envejecimiento. 
El HDR es idóneo para la producción de aceros de muy bajo contenido de azufre. El bajo nivel de impurezas permite al fabricante:
Producir un producto de mayor calidad
Sustituir la chatarra de baja calidad en la carga para así, alcanzar la misma calidad del producto a menor costo.