Procesos Fundamentales de Fabricación y Transformación del Acero Industrial

A continuación, se detallan los métodos principales utilizados en la industria para modificar la composición y dar forma al acero, partiendo de sus estados iniciales.

Métodos de Modificación de la Composición del Acero

1. Carburación

Este proceso se aplica a aceros con un contenido inicial de carbono inferior al 0.2%. El procedimiento implica:

• Colocar el acero en cajas rodeadas de carbón vegetal mezclado con acelerantes.
• Sellar la caja con barro para evitar fugas.
• Someter el conjunto a un horno a una temperatura aproximada de 950 ºC.
• Mantener la pieza en el horno hasta que el carbono penetre completamente. La duración del proceso es directamente proporcional al espesor de la pieza.

2. Descarburación

Este proceso busca reducir el contenido de carbono y otros elementos (como silicio y magnesio) en el hierro fundido.

Obtención en Estado Pastoso (Puleado)

Este método es poco utilizado actualmente. El término puleado significa remover o reducir el carbono. Se logra en hornos especiales giratorios donde se introduce el hierro fundido junto con minerales de hierro. La acción de la llama elimina progresivamente el carbono hasta alcanzar el nivel deseado.

Obtención en Estado Líquido

Consiste en la eliminación de impurezas y el ajuste fino del contenido de carbono en el metal fundido.

Proceso por Crisol

Se carga el crisol con fundición de hierro y mineral, o chatarra, y se realiza una carburación posterior con aleaciones de alto carbono. Este método permite obtener acero de muy buena calidad.

Proceso por Convertidor (Básico)

El convertidor está constituido por una chapa metálica con revestimientos refractarios en su interior. El fondo es perforado para permitir la entrada de aire proveniente de compresores, el cual se insufla a través de la masa líquida.

Proceso por Convertidor LD (Linz-Donawitz)

A diferencia del convertidor básico, en lugar de soplar aire a presión a través de la masa líquida, se utiliza una lanza para soplar oxígeno puro directamente sobre la superficie del baño fundido.

Proceso Siemens-Martin

Este método permite la utilización eficiente de chatarra. Se lleva a cabo en hornos de reverbero y su característica principal es la capacidad de recuperar el calor de los gases de la combustión. Para la operación y la inversión de los procesos se emplean válvulas y componentes especiales.

Hornos Eléctricos

Estos hornos ofrecen un muy buen rendimiento calórico y permiten obtener productos de alta pureza y excelente calidad.

Procesos de Conformado y Acabado

1. Colada del Acero

Una vez que el acero está en estado líquido, debe ser extraído del horno y transportado mediante una cuchara para llenar moldes denominados lingoteras. En estos moldes se obtienen los lingotes, que posteriormente serán laminados. Una vez completado el llenado y solidificado el acero, se procede al desmoldeo, levantando las lingoteras.

2. Colada al Vacío

La presencia de gases disueltos en el acero líquido es una causa directa de la disminución de su resistencia mecánica. En casos donde se requieren aceros con bajo contenido de nitrógeno e hidrógeno, se implementa la colada al vacío:

1. La cuchara que contiene el acero líquido se introduce rápidamente en una cámara sellada.
2. Se genera un vacío de 60-70 mm de Hg.
3. Este proceso dura aproximadamente 10 minutos.
4. Los gases se desprenden de la masa fundida, resultando en aceros más resistentes y con menos defectos de porosidad.

3. Laminación

Los lingotes solidificados deben ser recalentados en hornos igualadores. Desde allí, se extraen uno a uno para pasarlos por el tren laminador. Este proceso se realiza en varias etapas:

• Tren Blooming: Se reduce el tamaño de los grandes lingotes a una forma regular y menor.
• Trenes Intermedios: El material pasa por trenes laminadores para obtener Palanquilla, un producto intermedio.
• Trenes Finales: Formados por cilindros y soportes accionados por motores eléctricos, estos cilindros confieren la forma final al acero.

4. Colada Continua

Este es un proceso moderno que elimina la necesidad de la etapa de colada en lingoteras. El metal líquido pasa directamente al tren laminador, lo que representa un gran ahorro de tiempo y material (se arrastra menos material).