Procesos de obtención del acero y otros productos ferrosos

En la actualidad casi todos los productos ferrosos se obtienen de dos maneras, dependiendo de la materia prima empleada. Estos procedimientos son :

Horno alto

Materia prima.

Se introduce por la parte superior y esta formada por los siguientes elementos:

• Mineral de hierro (60%): antes de introducirlo hay que triturar y moler el mineral para después separar la parte útil (mena) de la no aprovechable, denominada ganga ( cal, tierra..)


• Carbón de coque (30%): creado artificialmente a partir de la hulla. Su función es la siguiente:

1. Producir el calor necesario para fundir la mena y generar reacciones química para convertir el mineral de hierro en arrabio.


2. Soportar el peso de la materia prima para que pueda arder en la parte inferior y salgan los gases hacia la parte superior del horno.

• Fundente (10%): cal ( siempre que su composición se ácida) cuya función es:

1. Reaccionar químicamente con la ganga arrastrándola a la parte superior formando con la masa liquida la escoria.


2. Bajar el punto de fusión de la ganga para que la escoria sea liquida.
   

Funcionamiento

Esta funcionando interrunpidamente a no ser que haya que repararlo. Cuando se introduce la carga va bajando y su temperatura aumentando hasta llegar al etalaje (1650ºC), donde es suficiente para que la mena se transforme en gotitas de hierro que se depositan en el crisol. El fundente reacciona con la ganga formando la escoria, que flota sobre el hierro fundido. Esta se extrae cada dos horas por la bigotera de escoria y se utiliza para fabricar cementos, vías de ferrocarril....Periódicamente se abre la piquera de arabio y se extra el hierro liquido del crisol (arrabio). Este contiene muchas impurezas por lo que no suele tener aplicaciones. Casi todo el arrabio se convierte en acero a través del procedimiento LD, a veces se forman lingotes con él. Rodeando el horno alto se encuentra el anillo de viento, por el cual, se extrae el aire caliente introducido por las toberas.

Si pulsáis este enlace podréis ver una animacion del funcionamiento del alto horno.

Transformación del arrabio en acero.

El arrabio posee impurezas que lo hacen poco adecuado para la industria. La solución es eliminar las impurezas en hornos de afino, el más usado es el convertidor LD. El transporte del arrabio hasta el convertidor se realiza mediante trenes con depósitos (torpedos).

• Materia prima que emplea el LD: arrabio liquido y chatarra, fundente y ferroaleaciones ( para mejorar las propiedades del acero).


• Características del horno convertidor: esta recubierto por ladrillo refractario, producción de 300 ton de acero por hornada y cada hornada suele durar una hora.


• Funcionamiento del LD:

1. Se inclina el horno y se añade el arrabio.


2. Se pone vertical y se inyecta el oxigeno para eliminar las impurezas.


3. Se saca la escoria que flota sobre el acero.


4. Se vierte el acero sobre la cuchara y se añaden ferroaleaciones y carbono.

Horno eléctrico

Es el único horno que se emplea para convertir chatarra en acero.

Partes:

1. Transformador eléctrico: convierte el voltaje a 900V y transforma la corriente alterna en continua.


2. Cables flexibles: conducen la electricidad hasta los electrodos.


3. Brazos de los electrodos: permiten que los electrodos se acerquen o alejen a la chatarra para que salte el arco eléctrico.


4. Sujeción de electrodos.


5. Pórtico con brazos hidráulicos: permite poner y quitar la tapadera del horno.


6. Salida de humos refrigerada: conduce los humos a un filtro eliminando las partículas en suspensión


7. Estructura oscilante: permite inclinar el horno para extraer el acero fundido, para ello se dispone un dispositivo de volteo hidráulico.

Materias primas:

• Chatarra que no lleve otros metales no ferrosos.


• Fundente.


• Ferroaleaciones, para fabricar aceros especiales.
  

Características: en su interior esta recubierto de ladrillo refractario, en su interior se alcanzan temperaturas de 3500ºC, la carga es de 100 ton y cada hornada dura 50 min

Funcionamiento:

1. Se quita la tapadera para introducir la materia prima.


2. Se cierra el horno y se acercan los electrodos a la chatarra para que esta comience a fundir.


3. Se inyecta oxigeno para eliminar las impurezas.


4. Se inclina el horno y se extrae la escoria. Se añaden las ferroaleaciones y el carbono y se calienta hasta que se disuelva.


5. Se inclina el horno y se saca el acero para llevarlo al área de moldeo.