Proceso Tecnológico Para La Obtención Del Acero

PROCESOS TECNOLÓGICOS PARA LA OBTENCIÓN DEL ACERO

De acuerdo a la historia de los procedimientos para la obtención del acero, los estudios datan a partir del siglo XIX donde se han desarrollado diversos procedimientos para el afino del hierro con la finalidad de obtener el acero. Entre los dispositivos empleados destacan el convertidor desarrollado por Bessemer y Thomas, el convertidor LD, el horno Martin- Siemens y los hornos eléctricos.

El proceso de fabricación del acero a partir del arrabio (material fundido que se consigue en el alto horno) consiste en eliminar el exceso de carbono y otras impurezas. La dificultad consiste en que para la fabricación del acero se necesita una elevada temperatura para llegar al punto de fusión, 1.400ºC aproximadamente.

Como ya hemos observado en investigaciones anteriores es necesario procesar las materias primas para obtener el hierro, sin embargo el hierro contiene elementos que lo hacen poco utilizable para diversas necesidades ya sea industriales o de creación. Cuando se solidifica éste, resulta un material muy duro, pero su contenido en carbono y otras impurezas hace que sea frágil y quebradizo y que no admita la forja ni la soldadura. En estas condiciones no puede utilizarse para fabricar piezas que vayan a estar sometidas a esfuerzos. Según las impurezas que contiene, se distinguen la fundición gris y la fundición blanca, nombre que reciben por el aspecto que presenta su superficie de fractura.

Entonces, es necesario llevar a cabo un siguiente proceso con el hierro esponja o arrabio; este proceso consiste en eliminar las impurezas del metal; fusionar con otros elementos, etc. Con la finalidad de obtener un metal con características especiales según cada necesidad. Es aquí donde comienza el desarrollo de los distintos hornos, los cuales ofrecen características específicas y/o similares desarrolladas con la finalidad de suministrar el acero bajo condiciones esenciales.

Horno básico de oxígeno (BOF)

Es un horno muy parecido al Bessemer con la gran diferencia de que a este horno en lugar de inyectar aire a presión se le inyecta oxígeno a presión, con lo que se eleva mucho más la temperatura que en el Bessemer y en un tiempo muy reducido. El nombre del horno se debe a que tiene un recubrimiento de refractario de la línea básica y a la inyección del oxígeno. La carga del horno está constituida por 75% de arrabio procedente del alto horno y el resto es chatarra y cal. La temperatura de operación del horno es superior a los 1650°C y es considerado como el sistema más eficiente para la producción de acero de alta calidad. Este horno fue inventado por Sir Henry Bessemer a mediados de 1800, sólo que como en esa época la producción del oxígeno era cara se inició con la inyección de aire, con lo que surgió el convertidor Bessemer.

Horno de arco eléctrico

Éste es el horno más versátil para fabricar acero, puede alcanzar una temperatura de 1930 °C, temperatura que se puede controlar eléctricamente. Por lo regular son hornos que sólo se cargan con chatarra de acero de alta calidad. Son utilizados para la fusión de aceros para herramientas, de alta calidad, de resistencia a la temperatura o inoxidables. Considerando que estos hornos son para la producción de aceros de alta calidad siempre están recubiertos con ladrillos de la línea básica.

Existen hornos de arco eléctrico que pueden contener hasta 270 toneladas de material fundido. Para fundir 115 toneladas se requieren aproximadamente tres horas y 50,000 kwh de potencia. También en estos hornos se inyecta oxígeno puro por medio de una lanza. Los hornos de arco eléctrico funcionan con tres electrodos de grafito los que pueden llegar a tener 760mm de diámetro y longitud de hasta 12m. La mayoría de los hornos operan a 40v y la corriente eléctrica es de 12,000 A. Estos equipos tienen un crisol o cuerpo de placa de acero forrado con refractario y su bóveda es de refractario también sostenida por un cincho de acero, por lo regular enfriado con agua. Para la carga del horno los electrodos y la bóveda se mueven dejando descubierto al crisol, en el que se deposita la carga por medio de una grúa viajera.

Estos equipos son los más utilizados en industrias de tamaño mediano y pequeño, en donde la producción del acero es para un fin

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