Tecnología Siderúrgica: Procesos Clave para la Fabricación de Acero
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El Alto Horno: Producción de Arrabio
Para obtener el metal, se introduce en el interior del alto horno una mezcla compuesta por:
- Un 60 % de mineral de hierro triturado y molido.
- Un 30 % de carbón de coque.
- Un 10 % de piedra caliza, que reduce el punto de fusión de la mezcla y reacciona químicamente con la ganga, haciendo que esta flote y forme la escoria.
La temperatura en el horno se eleva a aproximadamente 1600 ºC, lo que provoca la fusión de la mezcla. El arrabio (hierro fundido con exceso de carbono e impurezas) se deposita en el fondo y se extrae a través de una tubería, conocida como piquera de arrabio.
Las impurezas, que han reaccionado con la cal, forman la escoria y flotan sobre el arrabio. Esta escoria se extrae por una tubería denominada piquera de escoria, la cual se sitúa por encima de la piquera de arrabio.
El alto horno funciona ininterrumpidamente hasta que requiere mantenimiento o reparación.
El Convertidor LD: Afino del Arrabio a Acero
El arrabio producido en el alto horno posee un exceso de impurezas que lo hace demasiado frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas industriales. Estas impurezas se eliminan en hornos de afino, siendo el convertidor LD el más empleado.
El convertidor LD es una vasija de grandes dimensiones, construida externamente en acero e internamente con material refractario.
En el convertidor LD se introduce el arrabio producido en el alto horno y se añade cal, que actúa como fundente.
El convertidor se posiciona verticalmente y se baja una lanza para inyectar oxígeno en el metal fundido, lo que provoca la combustión de las impurezas.
Posteriormente, se inclina el convertidor para extraer la escoria que flota sobre el acero. Finalmente, el acero fundido se vierte en un recipiente denominado cuchara, donde se añaden ferroaleaciones para mejorar sus propiedades.
El Horno de Arco Eléctrico: Fabricación de Acero a partir de Chatarra
El acero también puede obtenerse a partir de la chatarra en un horno de arco eléctrico. Este es un horno que se calienta mediante un arco eléctrico y cuyo interior está recubierto de ladrillo refractario.
El proceso se desarrolla de la siguiente manera:
- En primer lugar, se levanta la tapadera y se introduce chatarra seleccionada (libre de otros metales), a la que se añade fundente (cal).
- Con la carga en su interior, se cierra la tapadera y se acercan unos electrodos a la chatarra para generar un arco eléctrico. Este arco alcanza temperaturas de hasta 3500 ºC, fundiendo el metal.
- Una vez fundida la chatarra, se inyecta oxígeno para eliminar las impurezas.
- Se inclina el horno para extraer la escoria.
- Posteriormente, se añaden las ferroaleaciones para mejorar sus propiedades.
- Finalmente, el horno se inclina de nuevo para verter el acero en la cuchara.
Cada hornada dura aproximadamente 50 minutos y suele tener una capacidad de hasta 100 Tm.
Además de acero, el horno de arco eléctrico puede emplearse para fundir cualquier otro metal.