Obtencion del acero

Tipos de fabricacion

En la actualidad, los productos ferrosos se obtienen,

casi en su totalidad, de 2 maneras, dependiendo de

la materia prima empleada. Estos procedimientos

son a traves del alto horno (usando mineral de

hierro). Y traves del horno electrico (usando

chatarra).

• Materia prima del alto horno

• La materia prima, formada por mineral de hierro

(60%), carbón de coque (30%) y fundente

(10%), se introduce en el alto horno por la parte

superior.

Mineral de hierro

Antes de ser introducido en el alto horno se debe someter a una serie de tratamientos preliminares. Estos tratamientos consisten en triturar y moler el mineral, para porteriormente separar la parte util (mena) de la no aprovechable (rocas, cal silice, tierra, etc) que constituye la ganga.

Carbon coque

• Se ha creado artificialmente a partir de la hulla. Su mision, dentro del alto horno es:

• Producir, atraves de la combustion, el calor necesario para fundir la mena y generar las reacciones quimicas necesarias para que el oxido del hierro (mineral de hierro) se convierta en arrabio.

• Soportar el peso de la materia prima introducida, permitiendo que no se aplaste, para que pueda arder en la parte inferior y salgan los gases hacia la parte superior del horno.

Fundentes

• Compuesto por piedra caliza o, lo que es los mismo cal (siempre que el mineral tenga composicion acida), cuya mision es:

• Reaccionar quimicamente con la ganga que haya podido quedar en el mineral, arrastrandola hacia la parte superior de la masa liquida y formando lo que se denomina escoria

• Bajar el punto de fusion de la ganga para que la escoria sea liquida.

Funcionamiento del alto horno

• Una vez encendido, esta funcionando interrumpidamente hasta que es necesario hacerle una reparacion.

• A medida que se introduce la carga por la parte superior, esta va bajando y su temperatura aumentando hasta llegar al etalaje. Aquí la temperatura ronda los 1650 ºC, suficientes para que el mineral de hierro (mena) se transforme en gotitas de hierro que se depositan en el crisol

• La cal (fundente) reacciona quimicamente con la ganga formando la escoria, que flota sobre el hierro fundido. Por un agujero, llamado bigotera o piquera de escoria, se extrae, cada 2 horas. Esta escoria se emplea en la fabricacion de cementos, Rieles de tren y aislantes termicos

• Periodicamente, se abre la piquera de arrabio y se extrae el hierro liquido que hay en el crisol. Este hierro liquido se llama arrabio o hierro de primera fusion y contienen muchas impurezas, asi como un exceso de carbono por lo que normalmente no tiene ninguna aplicación.

• Casi la totalidad del arrabio se convierte en acero a traves del convertidor o procedimiento LD. A veces, el arrabio se solidifica en moldes especiales, formando lingotes.

Convertidor

• El arrabio posee un exceso de impurezas (azufre, fosforo, silicio, etc) que lo hace demasiado fragil y poco adecuado para la fabricacion de piezas industriales.

• La solucion consiste en eliminar la mayoria de esas impurezas en hornos adecuados, denominados hornos de afino.

• Para afinar el acero se utiliza el horno convertidor

Materia prima

• Se utiliza arrabio liquido, pero tambien se le pueden añadir pequeñas cantidades de chatarra.

• Tambien fundente (cal, que reacciona con las impurezas y forma la escoria que flota sobre el metal fundido)

• Ademas ferroaleaciones, que mejoran las propiedades del acero.

Caracteristicas del horno

• Interiormente esta recuerto de ladrillo refractario.

• La produccion por hornada suele ser de una 300 toneladas de acero de gran calidad.

• Cada hornada suele durar aproximadamente una hora.

Chatarra para acero

• En la actualidad, practicamente el unico horno que se emplea para convertir la chatarra en acero es el horno electrico. Sus componentes son:

• Transformador electrico

• Convierte el voltaje a 900 volt. Y transforma la corriente electrica alterna en corriente continua.

• Cables flexibles

• Conducen la electricidad hasta los electrodos.

• Brazos de los electrodos

• Permiten que los electrodos se acerquen o se alejen de la chatarra para que salte el arco electrico.

• Brazos hidraulicos• Permiten quitar y poner la tapadera del horno electrico

para introducir la chatarra, las ferroaleaciones y el fundente.

• Salida de humos refrigerada• Conduce los humos a un filtro (cortina de agua),

eliminando las particulas en suspension.

• Estructura oscilante

• Permite inclinar el horno para extraer el acero fundido. Para ello dispone de un dispositivo de volteo hidraulico

Materias primas

• Chatarra seleccionada que, practicamente, no lleve otros metales no ferrosos, como cobre, aluminio, plomo, etc.

• Ferroaleaciones, como por ejemplo Ni, Cr, Mo, etc, para fabricar aceros especiales.

Caracteristicas

• Interiormente esta recubierto de ladrillo refractario.

• En el interior del horno se pueden llegar alcanzar temperaturas hasta 3500ºC, con lo que es muy adecuado para fundir no solamente aleciones ferrosas, si no cualquier otro metal

• La carga del horno es de unas 100 toneladas

• Cada hornada dura aproximadamente 50 minutos

Funcionamiento del horno

• 1. Se quita la tapadera y se introduce la chatarra y el fundente.

• 2. Se cierra el horno y se acercan los electrodos

• 3. Cuando la chatarra esta fundida, se inyecta oxigeno para elminar las impurezas

• 4. Se inclina el horno y se extrae la escoria, luego se agrega el carbono, las ferroaleciones y se sigue calentando hasta que se disuelvan.

• 5 Se inclina el horno y se vierte el acero en la cuchara, que lo llevara al area de moldeo.