Procesos Fundamentales en la Producción y Refinación del Acero

Producción y Refinación del Acero

El acero se produce al eliminar la mayor parte del carbono del arrabio. Para obtenerlo, se puede descarburar el arrabio o carburar el hierro esponja, que tiene menor cantidad de carbono que el deseado.

Métodos para Obtener Acero

Carburación

Consiste en colocar un acero o hierro dulce (con menos del 0.2% de carbono) en cajas rodeadas de carbón vegetal con acelerantes. Se tapa la caja y se introduce en un horno a 950 °C. El tiempo de calentado varía según el espesor de la pieza:

• Penetración de 1 mm: Muchas horas.
• Penetración de 10 mm: Varios días.

Pudelado

Este método es poco usado. Se logra en unos hornos de reverbero especiales giratorios, en los cuales se introduce hierro fundido con mineral de hierro. Las llamas del combustible y el mineral eliminan el carbono, obteniéndose una masa de hierro con bajo carbono esponjoso, utilizada como materia prima en los hornos Siemens Martin.

Ventajas Técnico-Económicas

Se posibilita la obtención de productos antes no obtenibles industrialmente, como el aluminio. Los productos obtenidos son:

• Más puros.
• Más homogéneos y de mejor calidad.

Además, los procesos requieren menor mano de obra y ocupan menos espacio.

Clasificación de Hornos Eléctricos

Los hornos eléctricos se clasifican según la forma en que utilizan la energía:

1. A resistencia: Por conducción, irradiación y convección.
2. A arco: Directo, indirecto, de soleta conductora.
3. A arco resistencia.
4. A inducción: De baja/alta frecuencia o frecuencia de red.

Transferencia de Calor en Hornos a Resistencia

El calor pasa de la resistencia al material de distintas maneras:

• Por conducción: Contacto directo, aplicándose en la fabricación de abrasivos.
• Por irradiación (energía radiante): Aplicándose en hornos para la fusión de metales y tratamiento térmico.
• Por convección: A través de corrientes de aire u otro fluido para secado y tratamiento térmico.

Hornos de Arco (Ejemplo de Aplicación)

Los dos últimos tipos (arco e inducción) pueden emplearse para grandes cantidades de material, por ejemplo, 50 toneladas de acero. Los electrodos son de carbón aglomerado o apisonado. Estos hornos pueden revestirse con refractario ácido o básico. Debe partirse de cargas menos carburadas, con solo un poco de exceso del deseado. Generalmente trabajan con carga sólida y sus etapas de trabajo serían:

1. Fusión
2. Descarburación
3. Escorificación de fósforo y azufre
4. Desoxidación
5. Recarburación

Hornos a Inducción

El calor se produce en el centro de la pieza.

Colada de Acero

Cuando se tiene el acero en estado líquido, podemos llenar moldes de formas determinadas para luego ajustarlas con máquinas-herramientas, o pueden llenarse formas estándar para usos industriales diversos.

Colada al Vacío

Para hacer aceros más resistentes, con menos defectos de poros y con mejor resistencia al choque, se usa la colada al vacío.

Proceso de Laminación

Se pasan los lingotes por un tren laminador. El proceso se divide en varias etapas:

1. Transformación de los lingotes en tochos (lingote de forma regular y menor tamaño).
2. Los tochos pasan por trenes laminadores, que pueden ser para obtener palanquillas (un producto intermedio), trenes para perfiles grandes, chicos, para rieles, chapas, etc.

Colada Continua

Este método elimina la operación de colada en lingoteras, permitiendo pasar directamente desde la colada al tren laminador sin la obtención previa del lingote, ahorrando calor y siendo más económico.

Tipos de Plantas Siderúrgicas

Planta Integrada

Parte del mineral y obtiene los productos terminados.

Plantas Semi-integradas

Compran las palanquillas y finalizan los productos, o fabrican los lingotes para luego venderlos.