Procesos de Aceración y Transformación del Hierro en la Industria Siderúrgica

Definición de Aceración

Aceración: Operación que consiste en dar la dureza del acero a determinados metales, especialmente el hierro.

Principales Procesos de Aceración

El proceso de aceración comprende diversas etapas críticas, entre las que destacan:

• Coquización
• Sinterización
• Peletización
• Altos Hornos

Sinterización y Peletización

Sinterización: Consiste en tomar polvos finos de mineral de hierro y subproductos de procesos siderúrgicos (como escama de laminación, finos de coque y lodos de acerías), los cuales se mezclan y funden para producir un material poroso. En términos sencillos, es el proceso de agarrar el polvo y convertirlo en tabiques.

Peletización: Producción de pellets, que son esferas sólidas de aproximadamente 12 mm de diámetro.

Fundamentos Químicos del Proceso

• Óxido de hierro: Es el compuesto base (hierro combinado con oxígeno).
• Reducción: Proceso químico de extracción del oxígeno del mineral.
• Nitrógeno: Proviene del aire utilizado en los procesos.
• Efecto del Nitrógeno: Forma nitruros dentro del horno.
• Fósforo y Oxígeno: Su interacción produce óxido de fósforo u óxido fosfórico.
• Corrosión: Es producida por la acción de los ácidos; de ahí la importancia de eliminar sustancias ácidas.

Tecnología de Hornos

Horno Básico de Oxígeno (BOF)

Es un gran recipiente en forma de pera donde se inyecta oxígeno a presión para remover las impurezas como carbono, azufre, fósforo y silicio. Al hervir, las impurezas son eliminadas del material porque los gases tienden a subir.

Hornos Bessemer

Estos hornos se alimentan con aire. La ventaja de usar aire es que calienta el horno rápidamente; sin embargo, la desventaja es que introduce muchas impurezas, principalmente nitrógeno.

El Alto Horno

Se utiliza fundamentalmente para aprovechar el flujo de aire en la fundición del mineral.

Composición y Propiedades del Acero

El acero es una aleación o combinación de hierro y carbono. La diferencia fundamental entre el hierro y el acero radica en su pureza. El hierro de alta pureza se convierte finalmente en acero.

• Hierro altamente refinado: Posee una pureza cercana al 98%.
• Arrabio: Contiene entre un 92% y 97% de hierro.
• Concentración estándar: 98% de hierro y un máximo de 2% de carbono.

Ventajas y Desventajas Mecánicas

• Laminación en caliente: Es preferible porque ayuda a eliminar gases ocluidos.
• Esfuerzos residuales: Representan la principal desventaja en los procesos de conformado.

Insumos y Minerales

Fundentes y Aditivos

• Caliza (Silicato de Calcio): Se añade al horno como fundente para ayudar a la fundición y aportar dureza.
• Dolomita: Mineral compuesto de carbonato de calcio y magnesio.

Minerales de Hierro

• Hematita: Mineral compuesto de óxido férrico con un 70% de pureza.
• Taconita: Variedad de hierro bandeado; es una roca férrica con un 15% de hierro sedimentado.

Nota adicional: El proceso de decapado se utiliza específicamente para quitar capas superficiales no deseadas del material.