El nuevo Proceso bessemer thomas refinación de acero

PIROMETALURGIA: Procesos de refinación Bessemer y Thomas

Procesos de fabricación de aceros A partir del siglo XIX y hasta la actualidad se han desarrollado diversos procedimientos de afino del hierro para 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 convertidor de Bessemer, Thomas y LD. El arrabio procedente del alto horno, transportado por los torpedos se deposita en los convertidores, recipientes de acero y revestidos interiormente, como los altos hornos, de ladrillos refractarios Se diferencian de los hornos en que a éstos se les proporciona calor y a los convertidores no, el material se deposita fundido y dentro se produce mas calor con la combustión del carbono del arrabio. El convertidor ideado por Bessemer consistía en un recipiente metálico basculante de gran tamaño recubierto por material refractario de carácter ácido. El proceso de afino duraba entre 15 y 20 minutos y tenía tres fases: llenado, soplado y vaciado. En la fase de llenado, se inclinaba el convertidor para facilitar su llenado con el arrabio fundido procedente del horno alto. En la fase de soplado, el convertidor se situaba en posición vertical y se inyectaba aire a presión a través de unos orificios practicados en el fondo. El aire entraba a través de la masa fundida y oxidaba el carbono, el silicio y el manganeso. El calor desprendido en estos procesos de oxidación permitía mantener la temperatura de fusión del arrabio. Carbono + Oxígeno MONOXIDO DE CARBONO GASEOSO 2C + O2 2CO METALES. Productos siderúrgicos, el acero. Tecnología industrial I.E.S. “Cristóbal de Monroy”. Dpto. de Tecnología Página 4 de 8 La fase de vaciado se iniciaba una vez quemadas las impurezas. Se inclinaba de nuevo eI convertidor y se vertía acero en las lingoteras. La principal ventaja de este procedimiento consistía en poder detenerlo con sólo cerrar la entrada del aire. De este modo se conseguían aceros con distintas cantidades de carbono, silicio y manganeso. Su principal inconveniente radicaba en que sólo podía utilizarse para arrabios con cantidades muy pequeñas de fósforo, ya que este material no se eliminaba. La modificación introducida por Thomas consistió en incorporar un fundente de carácter básico la cal, que permitía eliminar el exceso de fósforo presente. Al finalizar el proceso, se extraía primero el acero y, posteriormente, la escoria formada. Sin embargo, a diferencia del anterior, este proceso no podía detenerse para regular la cantidad de otros componentes. En la actualidad, ambos procesos han caído en desuso y se han sustituido por el moderno convertidor LD, en el que solo se insufla O2 con una lanza, por la boca del convertidor.

Proceso BESSEMER

El proceso Bessemer fue el primer proceso industrial barato para la fabricación en serie de acero de un metal en lingotes fundido. El proceso es nombrado por su inventor, Henry Bessemer, que sacó una patente del proceso en 1855. El proceso fue independientemente descubierto en 1851 por William Kelly. El mismo también había sido usado fuera de Europa durante cientos de años, pero no a una escala industrial. El principio clave es la retirada de impurezas del hierro mediante la oxidación producida por el insuflado de aire en el hierro fundido. La oxidación causa la elevación de la temperatura de la masa de hierro y lo mantiene fundido. El aparato ideado por el inglés Thomas Bessemer se llama convertidor por cuanto convierte el arrabio ya procesado, es decir, la fundición, en acero o en hierro. Consiste en una gran caldera piriforme, forrada con grueso palastro de acero y revestida interiormente de material refractario; la parte superior está abierta y la inferior es redonda y móvil en torno de un eje horizontal y taladrada por pequeños agujeros para la insuflación del aire. El aparato descansa sobre dos soportes, uno de los cuales posee un mecanismo hidráulico que hace girar el recipiente,para que sea posible cargar la fundición sin que se tapen los agujeros del fondo, y también para facilitar la colada del acero una vez realizada la conversión. La operación de conversión se desarrolla en tres periodos: Convertidor Thomas-Bessemer, diagrama esquemático. Escorificación: el aparato cuando se trata de la primera conversión y se retiran las cenizas; luego se coloca en sentido horizontal y se carga de fundición hasta 1/5 de su capacidad. Se le inyecta aire a presión y enseguida se devuelve al convertidor a su posición normal. El oxígeno del aire, a través de la masa líquida, quema el silicio y el manganeso que se encuentra en la masa fundente y los transforma en los correspondientes óxidos. Esta primera fase se efectúa sin llamas dentro de unos 10 min, y recién al término de la operación aparecen chispas rojizas que salen de la boca del convertidor. Descarburación: continuando la acción del soplete, el oxígeno empieza la oxidación del carbono, lo que se efectúa con mucha violencia y con salidas de llamas muy largas, debido a las fuertes corrientes del aire y al óxido de carbono en combustión. Recarburación: quemándose el carbono, el oxígeno llegaría a oxidar totalmente el hierro dejándolo inservible; a este punto se corta el aire, se inclina el convertidor y se añade a la masa liquida una aleación de hierro, carbono y manganeso en una cantidad relacionada con la calidad del acero que se desea obtener. Se endereza luego el aparato y simultáneamente se le inyecta otra vez aire por pocos minutos y por último se vierte por su boca ante todo las escorias y después el acero o el hierro elaborado.

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