445543750006

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Tecnología Química
ISSN: 0041-8420
revista.tec.quimica@fiq.uo.edu.cu
Universidad de Oriente
Cuba
Santiesteban Domínguez, Eider; Leyva González, Oscar; de la Fuente Fernández,
Manuel; Leyva Ramírez, Emilio; Ferreiro Guerrero, Yosvany
PRODUCCIÓN DE FERROCROMO DE ALTO CARBONO A PARTIR DEL MINERAL
DEL YACIMIENTO “SORPRESA”DE PINARES DE MAYARÍ
Tecnología Química, vol. XXVI, núm. 2, mayo-agosto, 2006, pp. 49-52
Universidad de Oriente
Santiago de Cuba, Cuba
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TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVI, No. 2, 2006 49
PRODUCCIÓN DE FERROCROMO DE ALTO CARBONO A
PARTIR DEL MINERAL DEL YACIMIENTO
“SORPRESA”DE PINARES DE MAYARÍ
 Eider Santiesteban Domínguez, Oscar Leyva González, Manuel de la Fuente Fernández,
Emilio Leyva Ramírez, Yosvany Ferreiro Guerrero
Centro de Investigaciones Siderúrgicas, Holguín
El presente trabajo presenta los resultados de las pruebas realizadas en un horno de arco eléctrico
de 225 kVa de potencia para la obtención de ferrocromo de alto carbono a partir del mineral de
cromo del yacimiento “Sorpresa” de Pinares de Mayarí.
Palabras clave: horno de arco eléctrico, ferrocromo, mineral de cromo.
The present work collects the results of the tests accomplished in an electrical arch furnace of 225of
power kW for the obtainment of ferrochromium of high carbon from mineral of chromium of the
deposit "Sorpresa" of Pinares of Mayarí.
Key words: Electrical arch furnace, ferrochromium, ore of chrome, quarzite.
_____________________
Introducción
Se define como ferrocromo a la aleación de
hierro que contiene de 60–70 % de cromo y sirve
para obtener aceros inoxidables y otros aceros
especiales.
El cromo es un elemento del grupo VI del
sistema periódico de Mendeleiev. Sus caracterís-
ticas físicas y químicas son:
-Peso específico 7,14
-Peso atómico 52,01
-Temperatura de fusión 1 820 ± 10 oC
-Calor atómico de fundición 4 350 kcal/mol
-Temperatura de ebullición 2 480 oC
-Entropía a 298 oK 5,68 kcal/grados
-Capacidad térmica atómica:
•Sólido: cp = 5,84 + 2,36 * 10-3T – 0,88 * 105 * T-2
•Líquido: cp = 9,4
El ferrocromo con menos de 2 % de carbono
se denomina ferrocromo de bajo carbono; con
contenido de 1–4 % de carbono–ferrocromo de
medio carbono, y el que contiene de 6–8 % de
carbono-ferrocromo de alto carbono. /1/
La limitación del contenido de cromo ≥=
65,0 % en el ferrocromo impide la utilización de
menas pobres. Una serie de firmas extranjeras
producen exitosamente ferrocromo con conteni-
do de 55–60 % de cromo, también utilizan el
ferrocromo de alto carbono con contenido de
hasta 11 % de silicio.
En los aceros al carbono el cromo aumenta su
dureza y su resistencia al desgaste. Los aceros
oxidorresitentes contienen de 3–12 % de cromo,
los aceros inoxidables y resistentes a los óxidos
contiene más de 12 % de cromo.
Para la aleación del acero se utiliza fundamen-
talmente ferrocromo–aleación de cromo y hierro;
y el ferrosilicio–aleación de cromo, hierro y sili-
cio.
En el presente trabajo se utiliza el mineral del
yacimiento “Sorpresa”, el que forma parte de
cincuenta yacimientos y manifestaciones que
constituyen la región Mayarí–Nicaro, donde se
encuentran localizados los mayores cuerpos de
cromita metalúrgica.
Materiales iniciales para los ensayos
a escala de laboratorio en un H. A. E.
de 225 kW
Para lograr los objetivos planificados del pre-
sente trabajo de investigación, en el Centro de
Investigaciones Siderúrgicas de Nicaro se logró
la construcción y puesta en marcha de un horno
de arco eléctrico de 225 kW, el cual ha permitido
lograr la fundición de los minerales de cromitas
metalúrgicas de la región y la obtención de
ferrocromo de alto carbono, demostrando así una
vía posible para el desarrollo de esta rama side-
rúrgica en el país.
TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVI, No. 2, 200650
Características fisicoquímicas de los materiales iniciales
Tabla 1
Composición química de la cromita (%)
 Elementos y óxidos Mineral 
Cr2O3 Al2O3 SiO2 CaO MgO FeO P 
Cr2O3/FeO 
Sorpresa 41,02 4,90 9,67 00 16,85 14,47 0,09 2,83 
 
Tabla 2
Composición química del carbón, de las cenizas del carbón y de la cuarcita, utilizada (%)
 Elementos y óxidos Tipo de 
mineral SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO Cf. Cenizas Volátiles S 
Coque - - - - - 85,0 10,90 3,50 0,02 
Cenizas 56,67 12,86 20,40 2,80 2,00 - - - 
Cuarcita 97,00 - - - - - - - - 
 
Tabla 3
Composición granulométrica del mineral triturado del yacimiento "Sorpresa" 
94
 % de acumulado Fracción Salida, % 
+ - 
- 35,6 0 + 22,68 4,27 4,27 100,00 
- 22,68 + 12,70 28,36 32,63 95,73 
- 12,70 + 3,36 35,28 67,91 67,37 
- 3,36 + 1,60 7,14 75,05 32,09 
- 1,60 + 0,80 5,25 80,30 24,95 
- 0,80 + 0,24 3,72 84,02 19,70 
- 0,24 + 0,20 3,25 87,27 15,98 
- 0,20 + 0,105 1,29 88,56 12,73 
- 0,105 + 0,053 1,27 89,83 11,44 
- 0,053 + 0,00 10,17 100,00 10,17 
TOTAL 100,00 - - 
TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVI, No. 2, 2006 51
Metodología para el balance material de
la fusión
Conociendo la composición química de los
distintos materiales de la carga (tablas Nos.
1 y 2), podemos establecer el balance material
para la fusión en un horno de arco eléctrico de
225 kW. /1/
En el balance de carga consideramos que los
óxidos de cromo contenidos en el mineral se
reducen al 90–93 % /1/, en dependencia del
contenido de óxido de hierro que, al reducirse
primero y a temperaturas más bajas, facilitan la
reducción de los óxidos de cromo, y reduciéndose
ellos hasta el 98 % aproximadamente.
De esta forma, estequiométricamente es posi-
ble la determinación de la cantidad de cromo,
hierro, carbono y silicio que pasa a la aleación
según las reacciones siguientes:
Cr2O3(s) + 3C(s) = 2Cr(s) + 3CO(g);
FeO(s) + C(s) = Fe(s) + CO(g);
SiO2(s) + 2C(s) = Si(s) + 2CO(g).
El balance material realizado para esta fusión
aporta una escoria con alto punto de fusión, ya que
el contenido de sílice en el mineral es bajo, por lo
que fue necesaria la adición de cuarcita hasta
lograr una escoria con la temperatura de fusión
deseada. En la tabla 4 aparecen los resultados de
la fusión
Tabla 4
 Análisis químico de los productos de la fusión
 Análisis de los resultados obtenidos con
la fundición de la cromita metalúrgica del
yacimiento "Sorpresa"
 Esta fundición se realizó con una carga con-
formada por el 100 % del mineral del yacimiento
“Sorpresa”, en un horno de 225 kW. Durante la
fusión se observó la formación de escorias alre-
dedor de los electrodos, formando una costra
monolítica dura, debido a cierta elevación de la
relación MgO/Al2O3. En la tabla 4 aparecen los
resultados de los análisis químicos realizados a los
productos de la fusión. En éstos se observa que el
ferrocromo obtenido con el mineral fundido al-
canza el 62,15 % de cromo en la aleación y el
1,5 % de silicio, parámetros similares a los exigi-
dos para el ferrocromo de alto carbono. Entre los
elementos nocivos permisibles, el contenido de
carbono es ligeramente alto, lo que indica que con
este mineral se puede obtener un ferrocromo de
alto carbono similar a la norma V:I:S. G 23117
FCrH2 de Japón. /2/
Es necesario trabajar variando el contenido de
reductor con el objetivo de disminuir el contenido
de carbono en el metal.
En esta fundiciónse logró una recuperación
del 88,12 % del cromo contenido en el mineral,
pudiéndose mejorar este indicador.
Conclusiones
Con la carga conformada por el 100 % del
mineral de yacimiento “Sorpresa” se obtuvo un
ferrocromo de alto carbono con 62,15 % de
cromo, y se logró una recuperación del 88,12 %
del cromo contenido en el mineral.
Recomendaciones
Hacer fusiones variando el contenido del re-
ductor en la carga, con el objetivo de disminuir el
contenido de carbono en la aleación.
 Composición del metal (%) Composición de la escoria (%) 
Cr Fe Si C S Cr2O3 SiO2 FeO MgO Al2O3 CaO 
Temp.. 
62,15 22,4 1,50 9,37 0,01 4,21 32,78 - 36,69 13,74 - 1 750 
 
TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVI, No. 2, 200652
Glosario de términos
Horno de arco eléctrico: Construcción me-
tálica revestida por dentro con ladrillos refracta-
rios, y en la cual se instalan electrodos de grafito
que por medio de un arco eléctrico producen
temperaturas elevadas propias para fundir las
materias primas.
Escorias: Sustancia vitrificada que sobrenada
en los metales fundidos y que constituye el recha-
zo de la fundición.
Costra monolítica: Capa dura que se forma
sobre algunas cosas.
Bibliografía
1. Leikin, B. E.; Sajaruk, P. A., Electrometalurgia
del acero y las ferroaleaciones (en ruso), vol.
I, 1953, págs. 556-591.
2. Riss, M. A., Producción de ferroaleaciones (en
ruso), 1985, págs. 188-199.
3. Gasik, M. I.; Liaquisin, N. P.; Emlin, B. I., Teoría
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ferroaleaciones, 1988, págs. 302-384.