Procesos de Fabricación del Acero: Funcionamiento de los Convertidores Bessemer, Thomas y BOF

Convertidor Bessemer

En primer lugar, se carga y comienza el soplado y giro del convertidor. La oxidación del silicio y manganeso se produce a los 5 minutos, y la del carbono a los 10 minutos. Una vez producida la oxidación del carbono, se realiza una desoxidación y recarburación si es necesario. Después, se hace la colada y se inspecciona y repara el horno.

Convertidor Thomas

Primero se carga y comienza el soplado y giro del convertidor. La oxidación del silicio y manganeso se produce a los 3 minutos y la del carbono a los 12 minutos. Una vez producida la oxidación del carbono, se produce una desfosforación y sobresoplado en 2 minutos. Posteriormente, se hace el desescoriado y luego una desoxidación y recarburación si es necesario. Luego se hace la colada e inspección y reparación de los refractarios.

Diferencias entre el convertidor Bessemer y el convertidor Thomas

• Duración: Respecto a la duración, hemos de decir que el proceso Bessemer duraba menos que el Thomas (30 min frente a 40 min).
• Refractario: El de Bessemer era de sílice debido a que usaba hierro español, que era muy bajo en fósforo y no atacaba a este refractario. Cuando se patentó su convertidor, los alemanes lo adoptaron y, al no conseguir que su hierro (con mayor contenido en P) dejara de atacar al sílice, adoptaron un refractario de dolomía (carbonatos de Mg y Na) en la panza del convertidor. En la boca seguía usándose sílice porque era mucho más barato y podía cambiarse con facilidad.
• Arrabio: El arrabio de Bessemer era bajo en P, mientras que Thomas añadió posteriormente CaO al suyo para que en la escoria se elimine el fósforo de la fundición.
• Elementos termógenos:
  • Bessemer: Silicio y manganeso.
  • Thomas: Silicio, manganeso y, sobre todo, fósforo.

Convertidor de Oxígeno o BOF (LD)

En España se le llama Convertidor LD. A diferencia del Bessemer, este convertidor introduce oxígeno puro en vez de aire a través de una lanza, que inyecta este oxígeno puro a la fundición. Esta lanza es de cobre electrolítico refrigerado. El recubrimiento interior de este convertidor es de sílice. El tiempo aproximado en el que trabaja es de 30 a 35 minutos, y el acero sale en estado líquido.

Horno Eléctrico

El horno eléctrico llega a España en la década de 1970. Son hornos pequeños, sobre todo utilizados en acerías. Su modo de funcionamiento consiste en acercarle los electrodos (hechos de grafito) según convenga; una vez que funden la capa del metal, se le empieza a añadir componentes según sea necesario.

Procesos de Desoxidación

Cuando se deja de inyectar oxígeno, se obtiene un acero fundido efervescente que no se puede utilizar así; hay que hacerle una desoxidación, es decir, calmar el acero (Killed Steels). En este proceso se pretende quitar el oxígeno. Se le añaden elementos (como el Al en polvo) y luego se le puede añadir ferrosilicio. Si tenemos Al₂O₃ en un acero, no se puede mecanizar porque es muy duro.

Inclusiones No Metálicas

Dentro de las inclusiones no metálicas encontramos:

• Sulfuros
• Aluminatos
• Silicatos
• Óxidos globulares