Simulación de un horno eléctrico de arco CC para aceración: estudio de la región del arco y del baño metálico

Abstract

Se desarrolló un modelo matemático que describe el flujo de fluidos, transferencia de calor y fenómenos electromagnéticos en las regiones del arco y baño en hornos eléctricos de arco de corriente continua (HEA-CC). El modelo predice patrones de flujo y distribuciones de temperatura bajo la influencia del arco eléctrico y del burbujeo de argón en baños monofásicos (acero) ó en sistemas bifásicos (acero / escoria). Para validar, parcialmente, el modelo se usaron mediciones experimentales citadas en la literatura sobre sistemas análogos al HEA. Bajo las condiciones analizadas, el burbujeo de argón domina el flujo de fluidos promoviendo excelente homogenización dentro del baño. La escoria afecta negativamente al mezclado, fomentando la formación de zonas calientes sobre la superficie del acero. El arco eléctrico calienta al baño y lo agita mediante fuerzas electromagnéticas. Asimismo, se encontró que las fuerzas boyantes y de corte sobre la superficie del baño son despreciables relativas a las electromagnéticas.

Keywords

• modelos matemáticos
• flujo de fluidos
• transferencia de calor
• arco eléctrico
• inyección de gas
• fabricación de acero
• horno eléctrico de arco