LOS ASPECTOS QUÍMICOS DEL ACERO

1.4 LA OBTENCIÓN DEL ACERO

La obtención del acero se realiza en la mayoría de las veces con los productos de alto horno y se usa el arrabio, Una vez obtenido el arrabio o el hierro esponja que es de mayor pureza que el arrabio, es necesario refinar al hierro o productos del alto horno para que se transforme en material útil para diferentes objetos o artefactos, o sea en hierro o acero comercial.

El acero se obtiene en el horno convertidor a través de una operación que se denomina afino, uno de los métodos más empleados para realizar el afino es el sistema de inyección de oxígeno.

Este sistema consiste en lo siguiente:

Para comenzar se deben meter en el contenedor varios objetos para obtener un acero que se pueda comercializar, los siguientes objetos son los que se meten en el horno:

Arrabio: Nada más sacarlo del alto horno haciéndolo antes de que se enfríe y después de esto ya se mete en el convertidor. Recordamos que el arrabio tiene hierro, carbón e impurezas. Chatarra de hierro: Procedente de coches, electrodomésticos y cualquier objeto de acero.

Fundente: Recordamos que es carbonato cálcico y que lo empleamos como detergente para eliminar las impurezas.

Oxigeno: Se inyecta a presión en el centro del convertidor a través de tubo con forma de lanza, y con ello conseguimos quemar parte del carbón que no se había quemado en el alto horno.

Y después de agregar todos estos objetos al horno se somete a una gran temperatura con la que se obtendrán los siguientes productos:

Escorias: El fundente se pega a las impurezas y las hace flotar formando la escoria.

Acero: En la parte inferior del convertidor quedará el hierro y el carbón que no se ha quemado.

Finalmente iniciamos el proceso de colada, para ello inclinamos parcialmente el convertidor para que caiga solo la escoria como cuando tratamos de eliminar solo la nata que queda encima de un vaso de leche. Una vez eliminada la escoria se vuelca totalmente el convertidor para que caiga el acero dentro de los moldes que tendrán la forma de las piezas que queremos obtener.

Hornos Bessemer

Es un horno en forma de pera que está forrado con refractario de línea ácida o básica. El convertidor se carga con chatarra fría y se le vacía arrabio derretido, posteriormente se le inyecta aire a alta presión con lo que se eleva la temperatura por arriba del punto de fusión del hierro, haciendo que este hierva. Con lo anterior las impurezas son eliminadas y se obtiene acero de alta calidad. Este horno ha sido substituido por el BOF.

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

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

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