Thermochemical conversion and microstructural analysis of self-reducing briquettes made of husk resulting from lamination coming from the forming process of steel in hot (Mill scale), and recycled graphite

• Edwin Urday Urday ^[1] ; Marcelo Rodríguez Valdivia ^[1] ; Giancarlo Sánchez Chávez ^[1]
  1. [1] Escuela Profesional de Ingeniería de Materiales Universidad Nacional San Agustín de Arequipa UNSA
• Localización: Revista Boliviana de Química, ISSN 0250-5460, Vol. 37, Nº. 5, 2020, págs. 238-253
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Conversion termoquímica y análisis microestructural de briquetas auto-reductoras hechas de cáscarilla resultante de la laminación proveniente del proceso de conformado del acero en caliente (Mill scale), y grafito reciclado
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    Resumen Este artículo presenta los resultados de la investigación sobre reciclado de la cascarilla resultante de la laminación proveniente del proceso de conformado del acero en caliente, con el fin de explorar la posibilidad de obtener hierro esponjoso con un alto contenido metálico. La experimentación consistió en formar briquetas auto-reductoras mezclando óxido de hierro y grafito llevándolas a un proceso de auto-reducción variando la temperatura de 900 a 1050 ºC por el lapso mínimo de 30 min. extensible a 90 min., dependiendo del caso. La cascarilla y los productos reducidos obtenidos fueron caracterizados aplicando técnicas de análisis mineralógico mediante fluorescencia y difracción de rayos X, y de composición química mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). En los productos reducidos, se determinó la cantidad de masa perdida y el cambio en la proporción de peso real. Adicionalmente, la determinación del grado de conversión metálica fue posible mediante la técnica analítica del análisis del Fe metálico y Fe total para cada muestra. Los resultados mostraron que en las condiciones: [90 min    1050 ºC - 13% de grafito, se alcanza un grado de conversión metálica igual al 99.9%], y para [30 min    1050 ºC - 20.7% de grafito, un 95% de conversión metálica se observa] y para [90 min    1050 ºC - 20.7% de grafito,   un 94.4% de conversión metálica se observa]. Para el caso del máximo grado de conversión metálica, se pudo observar la formación de hierro a partir del coalescimiento de puntos metálicos (whiskers) que conlleva a crear fases densas y compactas.

  • English

    Abstract This paper shows the results of an investigation carried out to recycle the husk resulting from lamination coming from the (Mill Scale) forming process of steel in hot, in order to explore the possibility of obtaining sponge iron with a high metallic content. The experimentation consisted of forming self-reducing briquettes by mixing iron-oxide and graphite, and conducting them to a self-reducing process, varying the temperature from 900 to 1050 ºC for a minimum period of   30 min. expandable to 90 min, depending of the case. The husk and the reduced products obtained were characterized by applying mineralogical analysis techniques using fluorescence and X-ray diffraction, and chemical and mineralogical composition using scanning electron microscopy (SEM). In the reduced products the amount of mass loss and the change in the proportion of real weight were determined. Additionally, the determination of the degree of metallic conversion was possible by means of the analytical technique of the analysis of metallic Fe and total Fe for each sample. The results showed that at the conditions: [90 min    1050 ºC - 13% of graphite, the degree of metal conversion is equal to 99.9%], and for: [30 min    1050 ºC - 20.7% of graphite, a 95% of metal conversion is reached], and for: [90 min    1050 ºC - 20.7% of graphite, a 94.4% of metal conversion is reached]. In the case of the maximum degree of metal conversion, the formation of iron could be observed from the coalescing of metal points (whiskers) that leads to formation of dense and compact phases.