Escorias

I. ESCORIASContenido unidad 1: Introduccin, estructura y teora de escoriasEscorias. Se definen como vidrios formados por disoluciones gneas de xidos o de las combinaciones que aquellos puedan tener.Independientemente de la composicin qumica y dada la elevada temperatura de los procesos pirometalrgicos dentro del horno, las escorias son soluciones complejas de una sola fase. No obstante, al solidificarse por enfriamiento, tienden a cristalizar en un nmero variable de fases slidas.La escoria producida en el AH., es diferente en composicin qumica a las producidas en los hornos de refinacin o aceracin. AH., en la zona donde reaccionan la ganga y los fundentes para formar las escorias y de la que gotea el metal, liberado y fundido en el crisol. La diferencia de densidades entre el metal fundido (arrabio 7.2 gr/cm) y de la escoria (2.50 a 3) permiten su separacin por sangrado a diferentes niveles.Un estudio completo de las escorias comprende: Composicin qumica Fusibilidad Viscosidad Peso especfico Tensin superficial Calor latente de fusin Su funcin Aspecto y Aprovechamiento industrial.a) Constitucin:Los componentes fundamentales de las escorias son tre: SiO, CaO y AlO En general, las escorias se clasifican en dos tipos muy amplios: Escorias cidas y bsicas:Si los xidos de propiedades cidas que lo integran (SiO, PO,), predominan sobre los bsicos(CaO, MgO, MnO, FeO,.), se denominan cidos.El AlO, cuando interviene en la formacin de una escoria, puede funcionar como cido o como bsico, segn los casos, dado su calidad de enfoque.b)Fusibilidad de las escorias.Este depende de su composicin qumica y fundamentalmente de la cantidad de SiO. Al ser la escoria un vidrio, es muy difcil determinar el grado de fusibilidad considerandose como dato prctico aquella temperatura a la cual la escoria cuela fcilmente, que es distinta para cada tipo de escoriac) ViscosidadAl ser la escoria un producto vtreo, carece de punto de fusin fijo, pues desde el estado lquido a elevadas temperaturas, se vuelve cada vez ms pastoso a medida que se enfra hasta su solidificacin total.El estado slido, lo adquiere entre el lmite de temperatura de varios cientos de grado y todo ello sin dejar de mantenerse amorfo.Este fenmeno se explica por la viscosidad, la cual aumenta rpidamente con el descenso de la temperatura, e impide que las molculas adopten la forma cristalina, al no conseguir la movilidad necesaria para su orientacin.En general se puede decir que las escorias fluidas, se separan mejor del metal fundida que las viscosas.En trminos generales, puede decirse que las escorias cidas(%SiO) son viscosas y fluidas las bsicas(%CaO), siempre que la basicidad B no sea muy pronunciada, pues, pasado cierto lmite, la viscosidad aumenta rpidamente.

d) El peso especfico; vara con la naturaleza de los xidos bsicos.La escoria del AH., suelen tener un p.e., de 3, que en ocasiones puede descender hasta 2.5, si una parte de CaO es sustituida por MgO.El p-e-, se puede calcular aproximadamente por medio de la ley de aditividad, el cual establece que el valor numrico de una propiedad sujeta a la ley de aditividad, se obtiene sumando las cantidades resultantes de multiplicar el % de cada elemento por su coeficiente especfico.Ej., Supongase una escoria compuesta de 40%CaO, 36% MgO y 22%CaO y las densidades respectivas de 2.3, 3.6 y 3.30Densidad= (40x2.3 +36x3.6 +22x3.30)/100 =2.70Por esta regla, puede conocerse la densidad de una escoria si su composicin es uniforme y homognea.

e) Tensin superficialEsta propiedad fsica determina la facilidad con que un lquido puede subdividirse, determinando las posibilidades de efectuar en ms o en menor grado ciertas acciones qumicas dependientes de su superficie de contacto o activa, como son las funciones reductoras, desulfurantes y desfosforantes.Se sabe que las molculas de un lquido sufren atracciones mutuas en todas direcciones, menos las de la superficie que son nicamente atradas por las del interior del mismo. Este fenmeno es el que tiende a reducir la superficie de un lquido dandole forma esferoidal.

(f) Funcin de las escoriasTienen fundamentalmente tres funciones independientes de la especfica que es la eliminacin de la ganga del mineral y de las cenizas del carbn al formarse (dentro del AH) que son: fundente, reductora y afinante.Como fundente, es necesario que la escoria sea fcilmente fusible y fluida, pues un aumento de la viscosidad puede ocasionar entorpecimientos en el descenso del metal fundido y taponamientos en los orificios de salida. Un exceso de fluidez, puede ocasionar un descenso rpido de la carga con los consiguientes perjuicios en su funcin fisicoqumica.Depende la temperatura de formacin de una escoria, del dimetro de los granos de los componentes(xidos); cuanto mayor sea el tamao de los granos, mayor ser la dificultad que presenta su difusin y por tanto su fluidez y homogeneidad.Se hace necesario aadir algunas sustancias fluidizantes que sin intervenir en la formacin de una escoria mejoran las cualidades de la misma. El espato flor CaF, cuyo punto de fusin es de 1330C es sumamente fluido y contribuye a fundir los componentes ms refractarios de las gangas y puede hacer escorias neutras si se regula su adisin. Con el silicato clcico forma un eutctico con el 38.2% de fluoruro de clcico que baja el punto de fusin de 1500 a 1130C que tiene el eutctico. Las reacciones que se efectan en presencia del CaF, son:SiO +CaO SiOCa; SiOCaO+ CaF CaO+ SiF 2SiO + 2CaF SiOCa +SiF ; El SiF, es muy voltil. g). El aspecto de las escorias; depende de su composicin qumica y de la forma en que fue enfriada. Pueden ser vtreas, cristalizadas, porcelnicas y amorfas.Por ejemplo, las escorias ricas en FeO, tienen siempre aspecto vtreo cuando se enfran rpidamente y porselnicas cuando se enfran lentamente.Mediante el anlisis microscpico, se pueden apreciar que el enfriamiento brusco, que les da el aspecto vtreo, es porque constituye una disolucin slida y en las enfriadas lentamente, se pueden apreciar las agrupaciones cristalinas que indican su composicin mineralgica.

h) Aprovechamiento industrial.Alguno de los usos de las escorias de AH., son: Las escorias ricas en P , en forma POCa, se emplean como abonos en lugar de los superfosfatos comerciales. Otro de los empleos de las escorias del AH., es en la fabricacin de cementos siderrgico. Las escorias para que puedan ser utilizadas para fabricar cemento de estos tipos son previamente mezclados con clinker de cemento portland. Otra aplicacin interesante, es en la fabricacin de aislantes en forma de lana de vidrio.

Clasificacin de los xidos de acuerdo a su carcter cido, bsico y anftero. OXIDOS

ACIDOS BASICOS ANFOTEROS

SiOPOTiOVOSbOAsO.. CaO MgO FeO MnO NaO KOZnO PbO ..NiO AlOFeOCrOVO..

Diferentes compuestos presentes en la escoria de acuerdo a la teora molecularSILICATOS FOSFATOS ALUMINATOS FERRITAS

FeO.SiO -grunerta SiO2FeO fayalita MnO.SiO rhodonita 2MnO.SiO teforita CaO.SiO walastonita 2CaO.SiO AlO.SiO Silimanita 3 AlO.2SiO mulita2MgO.SiO forsterita (Mg.Fe)SiO olivina 3FeO.PO3MnO.PO3CaO.PO4CaO.PO3MgO.POFeO. AlO hercinitaCaO.AlO FeO.FeOCaO.FeOCaO.FeO2CaO.FeOmCaO.nFeO

COMPUESTOS COMPLEJOS3CaO.MgO.2SiO5CaO.PO.SiO7CaO.PO.2SiOCaO.MgO.SiO4CaO.AlO.FeO

Curva de BouduoardReaccin: CO+C2CO ; H =+41.2 Kcal (endoter).Seala las proporciones tericas de CO/CO2 que pueden existir en equilibrio a la presin atmosfrica y a diferentes temperaturas, en un recinto cerrado cuando se encuentran mezclados tales gases en presencia de un exceso de C. Estas condiciones pueden ser similares en cierto modo, a las que imperan dentro de los procesos de reduccin directa e indirecta(alto horno), donde existe una mezcla de gases como: CO, CO2 y N2 que entran en contacto con la carga el cual contiene una gran cantidad de C en exceso y en el que el N2 no tiene ninguna reaccin importante. El comportamiento de CO/CO2, pueden relacionarse entonces, con las transformaciones que se producen en el alto horno.As, segn la curva de Bouduoard, muestra el equilibrio: A 500C aproximadamente de 5%CO y 95%CO2.A 600C aproximadamente 25%CO y 75%CO2. A 800C aproximadamente 85%CO y 15%CO2.

En trminos generales, se puede decir que a temperaturas inferiores a 400C, son estables grandes cantidades de CO2 y a altas temperaturas inestables. En cambio, a temperaturas superiores a 900C, son estables elevados % de CO e inestables a bajas temperaturas.Si a una temperatura determinada (temperatura baja), hay un exceso de CO2 sobre el terico marcado por la curva, el equilibrio se alcanzar al reaccionar el CO2 con el C, en la sigte. forma: CO2 + C 2CO ; H= 41.2 Kcal (endotermica). (1) Si el exceso es de CO, el equilibrio se alcanzar al descomponerse el CO, esto es: 2CO CO2+C ; H = -41.2 Kcal (exotrmica) (2).Esta descomposicin deposita C como holln en la atmosf. O en los conductos.Se dice que la segunda reaccin, es mucho ms lenta que la primera y se favorece con la presencia de partculas de hierro. Se destaca que una elevacin de temperatura, favorece la formacin de CO que es una reaccin endotrmica y un descenso en la temperatura favorece la formacin del CO2.La formacin de CO, segn la reaccin de BOUNDUOARD, es favorable por: Un incremento de temperatura Una disminucin de presin Una baja relacin CO/CO2.Y la formacin del CO2 es favorecida por:- Una disminucin de temperatura- Un aumento de presin y- Una alta relacin CO/CO2.

REDUCCIN QUMICAReduccin de los xidos de hierro por el CO.La curva de CHAUDRN da una idea de las reacciones tericas que se pueden producir a diversas temperaturas entre los xidos de hierro Fe2O3, Fe3O4 y FeO con las proporciones convenientes de CO y CO2. .O sea las proporciones de CO que se deben rebasar para producir a diversas temperaturas la reduccin de FexOy hasta obtener Fe slido.La reduccin de los xidos de hierro FexOy por el H tambin se realizan aunque en proporciones muy pequeas como se ver ms adelante.A temperaturas inferiores a 560C, la reduccin de los xidos de hierro por la accin del CO, se realiza en las siguientes etapas: Fe2O3Fe3O4Fe sin la aparicin de la fase FeO intermedia que no es estable a temperatura ambiente.Las reacciones de reduccin de los FexOy con el CO por debajo de 560C, son:Fe2O3 +CO Fe3O4 + CO2 H= -15.1 KcalFe3O4 + CO Fe + CO2 H= -10.6 Kcal ----------------------------------- ------------------- Fe2O3 +CO Fe + CO2 H= -7.9 Kcal Reaccin Total.En la siguiente figura, se observa que bastan pequeos % de CO en los gases inferiores a 0.003% para que en el intervalo de 400-900 C, se verifique la transformacin: FeO FeO .A temperaturas superiores 560C, la reduccin se realiza en las etapas siguientes: Fe2O3Fe3O4FeOFe .Las reacciones de reduccin de los FexOy con el CO por encima de 560 son:Fe2O3 +CO Fe3O4 + CO2 H= -15.1 KcalFe3O4 + COFeO + CO2 H= -10.6 Kcal FeO + CO Fe + CO2 H= -19.2 Kcal----------------------------------- ------------------- Fe2O3 +CO Fe + CO2 H= -7.9 Kcal Reaccin Total.En la siguiente figura, se observa que se requieren considerables % de CO en los gases para que en el intervalo de 560-900 C, se verifiquen las transformaciones: Fe3O4 FeO Fe.

Segn la curva anterior, las concentracin de CO que deben rebasarse para que se verifiquen a diversas temperaturas las transformaciones, son:A 500C: Fe2O3 --0.0005%COFe3O4 ---48%COFeA 700 C: Fe2O3 -0.0015%COFe3O4 -38%COFeO-60%Fe.A 900C: Fe2O3 - 0.003%COFe3O4 -25%COFeO-68%Fe.Es decir a 700C, para que tericamente se produzca la reduccin Fe2O3 Fe3O4 FeO se debe sobrepasar la proporcin de 38%CO en los gases y para que se complete la reduccin FeOFe debe rebasarse la proporcin de 60%CO.A 900C, para que se realice la transformacin Fe3O4FeO, tericamente, hace falta sobrepasar la proporcin de 25% CO en los gases y para la reduccin de FeOFe, el % de CO debe ser superior a 68%.Curva de Boudouard y de ChaudrnSobrepuestas ambas curvas, se observa la reduccin de los xidos de Fe con la cantidad terica de CO que pueden existir en equilibrio a la presin atmosfrica y a diferentes temperaturas.Con ambas curvas, se puede tener una idea de lo que ocurre en la reduccin de los xidos de Fe por mezclas de CO y CO cuando hay en su presencia un exceso de carbono, como ocurre en cierto modo en un alto horno.La parte de las curvas de Chaudrn, que estn a la izquierda de las cuevas de Bounduovard entre 400-700C estn dibujadas de trazos, porque, para que tericamente se produzca la reduccin Fe3O4 Fe se tiene que rebasar de 40-60 de CO%. Esos % son superiores a los mximos que permite a cada temperatura la curva de Bouduord, que son: a 600C;25%CO, a 650C;45% y a 700C;60%. Se comprende que, en esas condiciones, tericamente no se puede producir la reduccin de los xidos de Fe, por ser necesarios % de CO mayores que los que realmente pueden existir segn la curva de Bounduoard.

A temperaturas superiores a 700C, en cambio, tericamente no hay dificultad, ya que a esas temperaturas segn la curva de Buoduoard, es posible la formacin de proporciones suficientes de CO para la reduccin de FeOFe.En el alto horno, en cambio, la reduccin de los FexOy en la regin de 400-700C, si se pueden producir porque los gases ascendentes contienen suficiente CO que la requerida tericamente por la curva de Buondouar y Chaudrn. En la prctica que en los altos hornos en la zona de las temperaturas de 800-1000C, en el que la proporcin de CO en los gases no se llega a alcanzar con suficiente holgura para que ocurra la reaccin FeOFe, por lo que, se presenta una cierta paralizacin en el avance de la reduccin a 950C aprox.. Una parte de la fase final de la reaccin FeOFe no se verifica sino hasta que los xidos alcanzan las temperaturas de 1050-1350C.Gas de alto horno y las reacciones de reduccin de los xidos de hierro.

Al verificarse la reaccin entre 1050-1350C, se formar CO2 que es inestable a esas temperaturas, segn la curva de Buonduord y el CO2 se transforma a CO consumiendo cierto calor de reaccin y C, del coque, esto es.FeO(s) +COFe(s) +CO ; H=-3.2KcalCO + C(s) 2CO ; H=+41.2Kcal, de los cuales, resulta la reaccin:FeO(s) + C(s)Fe+CO ; H=+38 Kcal denominada, de reduccin directa del xido ferroso por el carbono.Sin embargo, se sabe que la reduccin del FeO, se realiza realmente por el CO ya que con el carbono prcticamente no se efecta debido a que ambos se encuentran en estado slido.La ltima reaccin por sus caractersticas, tiene importancia trmica por ser fuertemente endotrmica e importancia econmica por el consumo de calor y por la prdida de C del coque que ocasiona. Se ha dicho con anterioridad que, si a una temperatura elevada, hubiera un exceso de CO2 sobre el terico marcado por la curva, el equilibrio se alcanzara al reaccionar el CO2 con el consumo de C y requiere calor, en la siguiente forma: a)- CO2 + C 2CO ; H= 41.2 Kcal (endotrmica).

Si el exceso ahora es de CO (o a una temperatura baja), el equilibrio se alcanzar al descomponerse el CO a CO2 y C, esto es: b)- 2CO CO2+C ; H = -41.2 Kcal (exotrmica).Esta ltima reaccin, deposita C como holln en los conductos o en la atmosfera.Se sabe que esta reaccin, es mucho ms lenta que la primera y se favorece con la presencia de partculas de hierro, segn reaccin c. Tambin, que un ascenso de temperatura, favorece la formacin (estabilidad) de CO que es una reaccin endotrmica y un descenso, en la formacin del CO2 que es una reaccin exotrmica, as: c)- FeO(s)+COFe(s) +CO2 y este ltimo a CO2 + C(s) 2CO

Las transformaciones ms importantes dentro del alto horno son:1. Precalentamiento, secado y eliminacin de H2O de la carga a aprox.(200C): H2O(l)H2O(g) y Fe2O3.3H2O Fe2O3+3H2O.2. Reduccin indirecta del min. de hierro entre 400-1000C. Fe2O3 +CO Fe3O4 + CO2 H= -15.1 Kcal Fe3O4 + COFeO + CO2 H= -10.6 Kcal.3. Descomposicin de los carbonatos de Fe y de Ca entre 600-800C. Del min.; FeCO3FeO+CO2, del fundte; CaCO3CaO+CO2 y MgCO MgO+CO 4. Reduccin indirecta de los xidos de hierro a aprox. 950C. FeO + CO Fe + CO2 H= -3.2 Kcal. CO2 +C 2CO H= +41.2 Kcal.5. Reduccin directa (del FeO no reducido) entre 1050-1350 C. FeO + C Fe + CO H= +38.0 Kcal.6. Carburacin del Fe a 1200 C aprox.FeO(s) +COFe3C+CO2 ; H= -37.1 Kcal Fe+COFe3C+CO27.Fusin de una parte de FeO y formacin de escoria entre1000-1350 FeO(s) FeO(L); FeO(L) + SiO2(s)FeOSiO2 (L) FeOSiO2 (L) +MnO(s) MnOSiO2(l) + FeO MnOSiO2(l) + CaO(s) CaOSiO2(l) +MnO8. Fusin del Fe carburado y reduccin de xidos de Mn,Si,Pcon el carbono del coque a aprox.1400(en esta etapa, inicia la incorporacin del Mn,Si, P. al metal fundido).Fe3C(s) Fe3C(L); MnO + C [Mn]+CO; H= +65.2 Kcal. SiO + C [Si] +CO; H= +157.4 Kcal. PO.4CaO + C [P] + CaO+CO FeO+ SO2+C [FeS]+CO.9. Combustin del coque, entre 1500-2000C.C +OCO2 ; H= -94.3 Kcal. Y CO +C 2CO ;H= +41.2 Kcal, de los cuales se obtiene la reaccin TOTAL; C+O 2CO ;H= -53.1 Kcal.Desulfuracin: FeS+CaO+COCaS +Fe+CO; CO+C COFeS+CaO+CCaS +Fe+CO; Y en presencia de Si, en forma de SiO; FeS+SiO+CSiS +Fe+CO; Las cuales son posibles que sucedan dentro del alto horno a altas temperaturas. 10. Separacin de la fundicin y de la escoria en el crisol por diferencia de densidad entre 1400-1600 C.

DesfosforacinEl fsforo contenido en el mineral, pasa en su totalidad al arrabio liq., y solamente puede eliminarse en presencia de una escoria bsica. Fe(PO) +3CaO Ca(PO) +3FeO y baja temperatura. El Si, presente en el b.m., tiene ms afinidad por la cal (CaO) de la escoria que el anhdrido fosfrico, por lo que lo remplaza; Ca(PO) +3SiOSiOCa+POEl P, reducido pasa casi en su totalidad al arrabio en forma de fosfuro de hierro, segn reaccin ocurrida en la interfase metal-escoria: [FeSi]+(PO)[FeP]+ (SiO)Tericamente, con una oxidacin intensa se lograra la desfosforacin por la liberacin del PO, segn la reaccin;[Fe]+{O}+ FePPO+Fe; o sea; FeO+ FePPO+FeLo cual no es posible conseguirla dentro del AH., donde se sigue un proceso altamente reductora.Reac.,tot., desfosforacin; (FeO)+[FeP]+(CaO)(PO.3CaO)+ [Fe].

Reacciones en diferentes regiones del alto horno.

Balance de Materiales en AH. Pag..971.-Un alto horno produce arrabio de la siguiente composicin:Arrabio a partir de Mineral de Fe; Fundente y Coque92.8%Fe 78%FeO 96%CaCO 88%C3.8%C 8.4%SiO 2%MgCO 9%SiO 2.1%Si 0.6%MnO 2%SiO 1%AlO 0.9%P 5%AlO 2%HO0.4%Mn 1.7%PO 1.2%MgO 5.1%HO Se usa fundente a del peso del mineral y 900kg de coque. Los gases salen con 2 partes de CO y una de CO2. Supongase que el 99.5%Fe es reducido y que el 0.5% es escorificado. Por ton. de arrabio producido, calcular:1. El peso del mineral usado,2. El peso de la escoria y la composicin en % en peso,3. Cantidad de fundente cuando se desea elevar la basicidad a 3 unidades.4. Volumen de aire requerido.5. Volumen y composicin en % de los gases de AH.Ok resuelto.108-Un AH produce arrabio con la siguiente composicin qumica:3.6%C1.4%Si95%Fe . El mineral usado contiene: 80%FeO 12%SiO 8%AlO Se emplea 1kg de coque por kg de arrabio el cual consta de: 90%C 10%SiOSe cargan 400Kg de fundente con 100 % CaCO. Los gases contienen 28% CO y 12 %CO. Calcular por tonelada de arrabio producido:1- Peso del mineral.2.-El peso de la escoria producida.3- Volumen de oxgeno liberado en la carga del a.h.4.- El volumen de gases formados en el alto horno.109- Un alto horno emplea los siguientes materiales de carga para producir arrabio y escoria de las caractersticas dadas: Los gases de salida muestran: 27 %CO, 14% CO y 59 %N. No hay paso de Fe a la escoria. Calcular: 1- El peso del mineral por tonelada de arrabio. 2- El peso de la escoria3- El volumen de los gases ( incluyendo el aire humedo) 4- El % de carbono del coque quemado en las toberas.5-Calor generado en la reaccin FeO Fe con CO, sabiendo que para este caso H= -8 kcal/mol. Y C+O CO: H= -260 kcal/mol

Mineral 900 Kg Coque 500 KgFundent 1000 kg de Arrabio Escoria

78 % FeO 84 % C 95 % CaCO 94 % Fe 40 %CaO

9 % SiO 10 % SiO 5 % SiO 2.2 %Si

3 % AlO 3% AlO 3.8 % C

4 % HO 3 % HO

ESTRUCTURA DE LAS ESCORIAS El componente fundamental de las cermicas vtreas al igual que en las escorias, es la slice (SiO), la subunidad de la slice es el tetraedro SiO-4, El silicio Si-4 se encuentra covalentemente enlazado a cuatro tomos de oxgeno (a), (b).

Se ha dicho que los xidos capaces de formar vidrios (formadores de red) son; SiO, BO, GeO, PO y VO. El mas usado es el SiO. Y los xidos bsicos como; CaO, MgO, NaO y KO que son capaces de romper la red del vidrio (modificadores). Los iones de oxgeno de estos xidos entran en la red de SiO en los puntos de unin de los tetraedros, dejando iones de oxgeno con un electrn desapareado.

Un Tercer tipo de xidos que no son capaces de formar vidrios por si solos pero que pueden incorporarse a una red vtrea ya existente son los denominados en cermicos; intermediarios. Entre ellos se encuentran el AlO. PbO, TiO, ZnO. El ms comn encotrado en la carga del AH, es el AlO Algunos de los grupos de (SiO4)-4 pueden ser remplazados por grupos (AlO4)-4, aunque, puesto que la valencia del Al es +3 hacen falta iones alcalinos( como los de CaO o MgO) que suministren la carga positiva necesaria para mantener la neutralidad.Teora de las escorias.En la actualidad, se manejan en esencia dos teoras para el estudio de la estructura de las escorias lquidas, estos son:

Teora inica y molecular:La primera estudiada inicialmente por M.F Temkin y otros, las escorias lquidas se consideran como soluciones inicas, es decir, que los componentes individuales se encuentran electrolticamente disociadas.Desde el punto vista de la conductividad elctrica, se pueden clasificar en tres grupos: moleculares, inicos y electrnicos.Estos tres grupos de lquidos en un momento dado pueden comportarse tanto en forma inica como electrnica.Se sabe que las escorias lquidas son soluciones inicas y al solidificarse muestran una estructura cristalina bien definida, donde los cationes y aniones presentes guardan una posicin regular, lo cual origina una gran consistencia en el estado slido y a altas temperaturas. Sin embargo, al estado lquido esta consistencia(fuerzas de atraccin y repulsin), se debilitan ocasionando que los iones tengan un mayor movimiento, aunque la estructura original no se altera en forma clara.Una evidencia de que las escorias son soluciones inicas, es que durante la electrlisis de las mismas se deposita en el ctodo el metal puro en cuestin. Las propiedades de cada catin o anin en las escorias lquidas, est definida por el potencial inico, el cual se relaciona entre la carga y el radio del in dado. I=Q/rQ, es la carga elctrica del in o el nmero de valencia y r, el radio atmico del in en A.Lo anterior significa que el potencial inico I, aumenta con la disminucin del radio y con el aumento de valencia del in.Los iones con mayor tendencia a polarizar son aquellos que tienen sus electrones ms dbilmente ligados a su ncleo.As la capacidad de polarizacin de los cationes aumenta conforme aumenta su potencial inico I, y cuando mayor es el tamao del anin.Se sabe que la capacidad de polarizacin de los cationes depende de su configuracin electrnica, por lo que, los cationes del grupo de metales alcalinos o alcalinoterreos se caracterizan por una menor capacidad de polarizacin que los cationes de los metales de transicin en las escorias lquidas.Los cationes ms importantes que se encuentran presentes en las escorias, se clasifican en dos grupos:1. Cationes con un radio inico grande y valencia pequea:Ca, Mg, Fe, Ca, Na, K 2. Cationes con radio inico pequeo y valencia grande:Si, P, Al..Y la reaccin entre un cido y una base, o entre cationes y aniones anteriores, se representa inicamente como:SiO (cido) + O (base) SiOQue en forma molecular se representara como:SiO + 2CaO 2CaO.SiO.

Teora molecularSe sabe que todas las escorias son silicatos desde el punto vista qumico.Sin embargo, es posible solamente determinar los contenidos en forma simple de las sustancias que forman la escoria sin que se tenga ninguna informacin sobre sus enlaces qumicos.La teora molecular sobre la estructura de las escorias lquidas, se apoya en la composicin qumica y mineralgica de las escorias slidas y se fundamenta sobre las siguientes bases:1. Las escorias lquidas son soluciones de xidos bsicos, cidos y anfteros que interaccionan entre s formando compuestos complejos (tabla 1 y 2).2. Los xidos que forman compuestos complejos(xidos ligados), no participan en las reacciones qumicas, es decir, los xidos libres son los que nicamente pueden reaccionar. 3. La concentracin de los xidos ligados y de los libres, se rige por los conceptos de equilibrio qumico, ya sea para formacin o disociacin de un compuesto complejo, por ejemplo:CaO+SiOCaOSiO o 2FeO+ SiO 2FeOSiO 4. La concentracin de equilibrio como funcin de la temperatura, se expresa directamente por los % en peso o fracciones molares de los xidos correspondientes, ej para las reacciones anteriores:Kc=[CaOSiO ]/ [CaO] [SiO ] y Kc= [FeOSiO]/ [FeO][SiO] Se sabe que con el aumento de la T, aumenta el grado de disociacin y con l la concentracin de los xidos libres, por lo que Kc aumenta tambin.En base a la teora molecular en escorias liquidas, se forman primeramente compuestos entre xidos ms bsicos y ms cidos. El CaO, es de los xidos el ms bsico y el SiO de los ms cidos.Por esta razn, en las escorias de AH., preferentemente existen los silicatos de calcio, los cuales se pueden formar de acuerdo a la siguiente reaccin: 2FeOSiO +2CaO 2CaOSiO +2FeO.Como resultado del desplazamiento del FeO por el CaO, el cual es ms bsico, se libera el FeO. Existe un gran nmero de compuestos que pueden formarse mediante reacciones similares en escorias liquidas (tabla 2).La teora molecular considera que los compuestos que se encuentran en estado lquido, son iguales al del estado slido, sin embargo esto no es posible, por lo cual se considera que sta teora no es completamente vlida para explicar la estructura interna de las escorias lquidas A pesar de lo anterior, sta teora explica muchos fenmenos metalrgicos en forma simple y sencilla, por lo que, en la actualidad tiene muchas aplicaciones.Basicidad.Con el fin de conocer el grado de basicidad o acidez de una escoria, se elige el concepto de Basicidad B. A pesar que el concepto de basicidad no es una cantidad o magnitud fisicoqumica, permite determinar en forma aceptable el carcter de cualquier escoria.En la prctica de aceracin la basicidad se expresa por una relacin simple, esto es: B=[%CaO]/ [%SiO]Y en escorias con elevado contenido de PO, es:B=[%CaO] / [%SiO]+[% PO] B =[%CaO]-1.8 ][% PO] / [%SiO] Existen otras expresiones para determinar la basicidad y su aplicacin est supeditada al tipo de proceso, por ejemplo: La basicidad ternaria o cuaternaria en el AH.En general las escoria con B2.5, escorias fuertemente bsicas.