Proceso De Fabricacion

1.4 Procesos tecnologicos para la obtencion del acero BOF, horno electrico, converitdores bessemer

Introducción:

Hace muchísimos años, el hierro era un metal raro y precioso. En la actualidad, el acero, una forma purificada del mineral del hierro, se ha convertido en uno de los servidores más útiles de la humanidad. La naturaleza proporcionó las materias primas como son: mineral de hierro, el carbón mineral y la piedra caliza y el ser humano lo convirtió en un incontable número de productos, con el paso de el tiempo el hombre a buscado varios métodos de tranformar el hierro para su propia satisfacción y para poder cumplir sus necesidad para cumplir esas necesidades se han creado tres tipos fundamentales de procesos:

1) Por soplado, en el cual todo el calor procede del calor inicial de los materiales de carga, principalmente en estado de fusión.

2) Con horno de solera abierta, en el cual la mayor parte del calor proviene de la combustión del gas o aceite pesado utilizado como combustible

3) Eléctrico, en el cual la fuente de calor más importante procede de la energía eléctrica (arco, resistencia o ambos); este calor puede obtenerse en presencia o ausencia de oxígeno;

Al fabricar un acero se pretende eliminar de la fase hierro los elementos perjudiciales en acceso y añadir los que faltan para conseguir el análisis final previsto.

Todo el proceso de obtención de acero consta de un primer período oxidante o de afino, en el que se elimina el Carbono en fase gaseosa.

Los períodos pueden tener mayor o menor duración e importancia y realizarse netamente separados o entrelazados, y a mayor o menor velocidad en unos procesos que en otros.

Desarrollo

cada proceso tiene funciones específicas según el tipo de afino que puede efectuar

Horno básico de oxígeno (BOF)

Un horno de oxígeno básico o BOF (por sus siglas en inglés) crea el acero de la fundición en bruto producida a partir de mineral de hierro en un alto horno, junto con un máximo de 25 por ciento de la chatarra de acero. Este horno funciona mediante la inyección de oxígeno a alta presión en el hierro fundido para quemar el exceso de carbono y otras impurezas combustibles. Los compuestos fundentes añadidos a la masa fundida eliminan las impurezas no combustibles que flotan a la parte superior de la masa fundida como escorias. El BOF obtiene la energía necesaria para convertir el hierro en acero del calor original del hierro fundido junto con el calor generado por la quema de exceso del carbono y otras impurezas en la presencia de oxígeno puro.

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 Henrry 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

Un horno de arco eléctrico fabrica (EAF, por sus siglas en inglés) nuevo acero de la chatarra vieja de acero. Se trata de una caldera de acero con una tapa gigante forrada con material refractario de cerámica resistente al calor. Su tapa se levanta para la carga con chatarra. La tapa también contiene los tres electrodos de grafito que crean el arco eléctrico para fundir la chatarra en acero nuevo. Después de la carga, se bajan los electrodos en la chatarra y se alimenta de energía al horno. La electricidad se arquea entre los electrodos generando el calor necesario para fundir la chatarra de acero. Los compuestos fundentes eliminan las impurezas. Para obtener más calor, las siderúrgicas inyectan carbón pulverizado y el oxígeno para complementar el calor eléctrico. Aproximadamente un tercio del calor en los hornos de arco eléctrico proviene de la inyección de combustible y del oxígeno.

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 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 determinado, como varilla corrugada, aleaciones especiales, etc

CONVERTIDOR

Variantes del invento de Bessemer. Convierte arrabio líquido en acero. Se sopla aire a través del arrabio líquido para oxidar las impurezas (carbono, silicio y manganeso) cuya combustión produce el calor suficiente para la conversión del arrabio al acero. El aire se sopla frío a una presión de 2 o 3 Kg/cm2. Al oxidar las impurezas se aumenta la temperatura para mantener el metal líquido, hasta 1600° al finalizar la inyección de aire.

Convertidores (BOF) - Soplado con Oxígeno El Horno de Oxígeno Básico es un elemento muy eficaz para convertir los lingotes de hierro en acero inyectando oxígeno. Carburos Metálicos puede suministrar el gas, los sistemas de control de procesos y el caudal así como el know-how técnico (por ejemplo, en la colocación de lanzas).

Convertidores (BOF) - Precalentamiento de la Chatarra

Se han desarrollado equipos de control y quemadores para precalentar de forma eficaz la chatarra férrea mediante quemadores de oxi-combustible no refrigerados por agua. Se suelen conseguir

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