Producción de Metales Ferrosos y Procesos de Fabricación del Acero

1. Metales ferrosos

Son aquellos que contienen hierro como elemento base; pueden llevar, además, proporciones de otros metales.

El método más utilizado es el yacimiento a cielo abierto, como el de Vale do Rio Doce (Brasil). Además, de la naturaleza se pueden aprovechar minerales como la magnetita (75%), hematites (70%), limonita (60%) y siderita (50%).

2. Proceso de obtención del acero y otros productos ferrosos

Dependiendo de la materia prima de la que proviene, el proceso puede realizarse mediante horno alto (usando el mineral de hierro) o horno eléctrico (usando chatarra).

Las ferroaleaciones llevan diferentes tipos de elementos químicos que se unen al acero para mejorar sus propiedades.

El Horno Alto

Una vez encendido, está funcionando sin parar hasta que es necesario hacerle una reparación. El arrabio producido en él posee impurezas que lo hacen demasiado frágil y poco adecuado para las piezas; estas impurezas se eliminan en hornos de afino, siendo el más empleado el proceso LD.

Proceso y partes:

• 1. Tragante: Introducimos la materia prima: 60% de hierro (triturado y molido para separar la parte útil, mena, y la parte no útil, ganga), 30% de carbón de coque (produce el calor necesario para fundir la mena y soportar el peso) y 10% de fundentes (suele ser piedra caliza, que reacciona con la ganga para producir escoria, dejándola en la parte superior de la masa líquida).
• 2. Cuba: (Zonas de temperatura: 300, 400, 700, 900, 1100, 1300, 1500, 1650, 1600 °C).
• 3. Etalaje: La mena se transforma en gotitas que se depositan en el crisol.
• 4. Piqueras de escoria: Se extrae la escoria; esta se utiliza para la fabricación de cementos, balasto de vías o aislante térmico.
• 5. Anillo de morcilla: Se extrae el aire caliente del horno.
• 6. Piqueras de arrabio: Por ella se extrae el arrabio, que contiene impurezas y carbono.
• 7. Torpedo de arrabio.
• 8. Convertidor: Se añade el arrabio y se inclina el horno; luego se pone vertical e inyectamos oxígeno en el metal para quemar las impurezas. Se inclina nuevamente para sacar la escoria que flota en el acero y, finalmente, se vierte sobre la cuchara, donde añadimos ferroaleaciones y carbono.

El Horno Eléctrico

En la actualidad, es el único que convierte chatarra en acero.

Proceso:

Carga:

1. Se levanta la tapa.
2. Se introduce la chatarra.
3. Se añade el fundente.

Funcionamiento:

1. Con todo dentro, se cierra y se acercan los electrodos para que comience la fusión.
2. Cuando está fundida, se añade oxígeno y se eliminan impurezas.
3. Inclinamos el horno, extraemos la escoria y añadimos ferroaleaciones.
4. Se vierte en la cuchara y luego al moldeo.

Características:

• Interiormente, el recubrimiento es de ladrillo refractario.
• En el interior se pueden alcanzar los 3500 °C.
• La carga es de unas 100 toneladas.
• Cada hornada dura unos 50 minutos.

3. Colada de acero

El acero se puede enfriar de las siguientes formas:

• 1. Colada convencional: Consiste en verter el acero líquido sobre moldes con la forma de la pieza. Posteriormente, se deja enfriar y se extrae la pieza.
• 2. Colada continua: Es el método más moderno y económico. Se vierte el acero en un molde sin fondo ni tapadera, con forma curva y sección del objeto; mientras se va desplazando, se enfría.
• 3. Colada sobre lingoteras: Se utiliza si la demanda de acero es baja; se deja enfriar en moldes prismáticos para ser utilizados cuando la demanda aumente.