Guía Completa sobre la Producción y Clasificación del Acero: Procesos, Tipos y Aplicaciones

Procesos y Obtención del Acero

Los procesos clave para la obtención del acero incluyen:

• Sinterización
• Coquización
• Peletización

Obtención del Coque

El coque se obtiene procesando carbón metalúrgico en hornos, extrayendo el gas metano durante el proceso.

¿Qué es el Arrabio?

El arrabio es hierro de primera fusión, obtenido a partir del coque.

Composición del Arrabio

La composición del arrabio incluye cal, chatarra, fluorita y pelets de hierro.

¿Qué es el Afino?

El afino es el proceso de descarburización y eliminación de impurezas al que se somete el arrabio (hierro de primera fundición con alto porcentaje de carbono) para la obtención del acero.

Tipos de Convertidores Utilizados

En el proceso se utilizan altos hornos, convertidores BOF (Basic Oxygen Furnace) y técnicas de colada continua.

Hornos Utilizados en la Producción de Acero

Horno de Arco Eléctrico

Es el más común. El arco pasa entre los electrodos mediante un transformador que regula el voltaje y los parámetros de la corriente en cada fusión.

Horno Cubilote

Es un horno cilíndrico compuesto de una capa exterior de acero y otra interior de ladrillos. Varían en tamaño y se utilizan para derretir hierro crudo.

Alto Horno

Está formado por una serie de comportamientos que forman una cavidad cilíndrica de 30 m de altura. Se construye con ladrillos refractarios y se reviste en chapas de acero. Sirve para refinar materiales y producir arrabio.

Clasificación de los Aceros

Los aceros se clasifican por su composición, utilización y calidad, dividiéndose en aceros al carbono y aceros aleados.

Clasificación por Utilización

Incluye aceros al carbono, aceros para herramientas y aceros para propósitos especiales.

Clasificación por Calidad

Se determina según el proceso de producción, como el proceso Bessemer o el horno eléctrico.

Clasificación de Aceros Inoxidables

Los aceros inoxidables se clasifican en:

• Austeníticos: No son duros ni templables, poseen alta capacidad de deformarse plásticamente y son aceros refractarios.
• Martensíticos: Son templables y se usan en cuchillería, con alta resistencia a la corrosión.
• Ferríticos: Poseen bajo porcentaje de carbono y alto contenido de cromo.

Ejemplos de Aceros para Herramientas

Incluyen aceros de temple al agua (W), aceros para trabajos de choque (S), aceros al molibdeno (M), aceros al tungsteno (F) y aceros para moldes.

Definiciones Clave

¿Qué es el Coque?

Es un combustible obtenido de la calcinación o destilación seca de carbón mineral, compuesto de carbono y con un alto poder calorífico.

¿Qué es el Arrabio?

Es el producto obtenido de la primera fusión del hierro en los altos hornos, que contiene más carbono que el acero o el hierro forjado y se rompe con mayor facilidad.

Elementos para la Obtención de Acero

Los elementos esenciales son mineral de hierro, coque, piedra caliza y aire.

Obtención de Acero

Se realiza en hornos eléctricos, hornos de arco y hornos cubilote.

Minerales con Presencia de Hierro

Hematita, magnetita, siderita y limonita son minerales importantes.

Procesos en Empresas Acereras

Incluyen:

• Aconalado: Se realizan dobleces al acero según especificaciones y se cortan al tamaño deseado.
• Laminado: Se comprimen los bloques de acero hasta obtener una medida específica.

Proceso en el Alto Horno

La caliza, el coque y el mineral de hierro se introducen por la parte superior del horno mediante vagones que se voltean en una tolva, produciendo aproximadamente 1000 toneladas de arrabio. Se inyecta aire caliente a 550°C para reducir el consumo de coque.

Clasificación SAE de Aceros

La SAE (Society of Automotive Engineers) clasifica los aceros en: carbono, de media aleación, aleados, inoxidables, de alta resistencia y de herramienta.

Aceros de Bajo Porcentaje de Carbono

• Se forman en frío.
• Son adecuados para soldadura.
• Tienen mayor resistencia.
• Incluyen aceros de cementación.

Aceros de Porcentaje Medio de Carbono

• Soportan propiedades mecánicas elevadas.
• Reciben tratamiento térmico para endurecimiento.
• Pueden ser sometidos a cargas dinámicas.
• Tienen buena maquinabilidad.

Aceros de Media Aleación

Se utilizan en la construcción de engranes y se someten a temple.

Aceros de Fácil Maquinabilidad

• No son aptos para soldar.
• Contienen azufre.

Aceros Aleados para Construcciones

Se consideran aleados cuando el contenido de un elemento excede uno o más de los límites especificados. Se usan para desarrollar propiedades mecánicas con un mínimo de distorsión y fisuración, promover un grado especial de resistencia y tenacidad, y mejorar la maquinabilidad.

Ejemplos de elementos de aleación: 1. Manganeso, 2. Níquel, 3. Níquel-Cromo, 4. Molibdeno, 5. Cromo, 6. Cromo-Vanadio, 7. Ni-Cr-Mo, 8. Ni-Cr-Mo.

Ejemplo: 1045 acero ordinario al carbono con 0.45% de C-Manganeso.