Procesos Siderúrgicos: Obtención, Refinado y Conformado del Acero

Procesos Siderúrgicos: Obtención y Refinado del Acero

Los procedimientos Bessemer y Thomas son métodos fundamentales en la siderurgia para reducir el contenido de carbono del arrabio bruto y transformarlo en acero.

Proceso Bessemer

El proceso Bessemer es un método muy rápido. Durante la fusión del arrabio líquido, no se eliminan el fósforo ni el azufre. El convertidor Bessemer tiene un recubrimiento ácido de cuarzo o espato flúor, por lo que no es adecuado para tratar hierro rico en fósforo y azufre.

Proceso Thomas

El proceso Thomas transforma el arrabio líquido del alto horno en acero mediante combustión. El convertidor Thomas tiene un recubrimiento básico constituido por ladrillos de dolomita ricos en cal, lo que permite la eliminación de impurezas como el fósforo.

Procedimiento Siemens-Martin

Este procedimiento Siemens-Martin es un afino en hogar abierto. El arrabio se transforma en acero mezclado con chatarra, reduciendo los porcentajes de carbono, manganeso, fósforo y silicio. Es un procedimiento lento, lo que permite un análisis rápido de la calidad del acero durante el proceso.

Aceros Siemens-Martin

Los aceros obtenidos por el procedimiento Siemens-Martin se comercializan como:

• Aceros de cementación
• Aceros mejorados
• Aceros aleados
• Aceros sin alear
• Aceros para herramientas

Procedimiento Eléctrico

El procedimiento eléctrico no produce acero, solo lo refina. Este método hace posible la fusión de aceros puros, con pequeños contenidos de fósforo y azufre, ya que no existen gases combustibles que originen impurezas.

Horno de Arco Voltaico

El horno de arco voltaico utiliza 3 electrodos de grafito. El arco se establece entre los electrodos y la masa fundida, alcanzando temperaturas de hasta 3500 °C.

Procedimiento de Colada al Vacío

Este sistema consta de un recipiente expuesto al vacío, lo que permite extraer los gases de la masa fundida, mejorando la calidad del acero.

Desgasificación por Circulación

En la desgasificación por circulación, se dispone de un recipiente de vacío con dos tubos de circulación que penetran en la cuchara de colada. El acero sube por uno de los tubos, dividiendo la masa líquida en pequeñas gotas que se desgasifican; bajando luego por el segundo tubo a la cuchara de colada.

Productos Semielaborados del Acero

Los productos semielaborados de acero se distribuyen de la siguiente manera:

• 5%: Colados en moldes (aceros fundidos o fundición de acero).
• 25%: Producidos en talleres de estampación y forja, utilizando prensas y martinetes.
• 70%: Obtenidos en talleres de laminación y extrusión.

Procesos de Conformado del Acero

Sistema de Colada Continua

En el sistema de colada continua, el acero se vierte en una artesa de reparto, de la cual fluye hacia varias coquillas (moldes) de cobre, refrigeradas por agua. Se obtienen lingotes o palanquillas de acero con uniformidad estructural, preparados para procesos posteriores de laminación.

Laminación o Cilindrado

En la laminación o cilindrado, el acero en bruto se hace pasar sucesivamente entre parejas de cilindros hasta conseguir las formas y dimensiones deseadas.

Extrusión por Prensado

La extrusión por prensado se utiliza para obtener barras de acero con secciones transversales muy complicadas que no son posibles de obtener por laminación. En este procedimiento, el acero en lingotes se calienta a la temperatura de prensado (1250 °C) y luego se comprime contra una matriz dotada de una boquilla con la forma de la sección requerida.

Nomenclatura y Clasificación de Aceros

Designaciones SAE

• SAE 1020: El '10' indica un acero al carbono simple. El '20' indica un 0.20% de carbono (no apto para templado directo). SAE es una norma americana.
• SAE 1045: El '45' indica un 0.45% de carbono.

Normas de Dureza

Para la medición de la dureza en materiales, se utilizan las siguientes designaciones:

• H: Dureza.
• R: Rockwell (escala de dureza).
• C: Método de medición para materiales duros (aceros templados).
• B: Método de medición para materiales blandos.