PIEDRA CALIZA (CARBONATO DE CALCIO): REMUEVE LAS IMPUREZAS DEL HIERRO FUNDIDO COMO FUNDENTE FORMANDO ESCORIA.
COQUE
PROVIENE DEL CARBÓN BITUMINOSO CALENTADO HASTA 1150ºC Y ENFRIADO CON AGUA EN TORRES DE ENFRIAMIENTO. TIENE VARIAS FUNCIONES, LAS PRINCIPALES SON:
1. GENERAR CALOR PARA QUE OCURRAN LAS REACCIONES
2. PRODUCIR MONÓXIDO DE CARBONO (ELIMINA EL OXIGENO Y REDUCE EL ÓXIDO DE HIERRO A HIERRO).
PROCESO FAB. HIERRO
LAS TRES MATERIAS PRIMAS SON LLEVADAS Y CARGADAS A UN ALTO HORNO.
– EL ALTO HORNO ES UN CILINDRO DE ACERO RECUBIERTO CON TABIQUES DE MATERIAL REFRACTARIO. TIENE UNA ALTURA APROXIMADA DE UN EDIFICIO DE DIEZ PISOS.
– EL HORNO SE INYECTA CON AIRE PRECALENTADO A APROXIMADAMENTE 1.100 ºC. ESTE AIRE CALIENTE JUNTO CON LA COMBUSTIÓN DEL COQUE FUNDEN LA MEZCLA DE LA CARGA.
– LA REACCIÓN BÁSICA QUE SE PRODUCE ES LA DEL OXIGENO CON EL CARBONO, DONDE SE PRODUCE MONÓXIDO DE CARBONO QUE A SU VEZ REACCIONA CON EL ÓXIDO DE HIERRO Y LO REDUCE A HIERRO.
– EL METAL FUNDIDO SE VA DEPOSITANDO EN LA PARTE INFERIOR DEL ALTO HORNO MIENTRAS LAS IMPUREZAS FLOTAN HACIA LA PARTE SUPERIOR DEL METAL.
– A INTERVALOS CADA 4 A 5 HORAS EL METAL ES VERTIDO EN CUBAS, CADA UNA DE ELLAS CON APROXIMADAMENTE 160 TONELADAS DE HIERRO.
– EL METAL FUNDIDO EN ESTA ETAPA SE CONOCE COMO ARRABIO. TIENE UNA COMPOSICIÓN TÍPICA DE 4% DE CARBONO,1.5% DE SI, 1% DE MANGANESO, 0.04 % DE AZUFRE Y 0-4% DE FÓSFORO Y EL RESTO HIERRO.
PROCESO FAB. ACERO
ES ESENCIALMENTE REFINAR EL HIERRO EN LA FORMA DE ARRABIO MEDIANTE LA DISMINUCIÓN DEL PORCENTAJE DE Mn, Si, C Y OTROS ELEMENTOS Y DE CONTROLAR LA COMPOSICIÓN DEL MATERIAL RESULTANTE MEDIANTE LA ADICIÓN DE VARIOS ELEMENTOS.
– EL PROCEDIMIENTO DE REFINAMIENTO DEL HIERRO DEPENDERÁ DEL TIPO DE HORNO A UTILIZAR:
HOGAR ABIERTO: CONSISTE EN SIMPLES HOGARES SIN NINGÚN TIPO DE CIERRE QUE CON EL CALOR DIRECTO DE UNA LLAMA SE FUNDE EL METAL. ES MUY POCO USADO ACTUALMENTE.
HORNO ELÉCTRICO
– LA FUENTE DE CALOR ES UN ARCO ELÉCTRICO CONTINUO QUE SE FORMA ENTRE UNOS ELECTRODOS (GENERALMENTE DE GRAFITO) Y EL METAL CARGADO.
– SE GENERAN TEMPERATURAS TAN ALTAS COMO 1.925 ªC.
– EN EL HORNO SE INTRODUCE CHATARRA DE ACERO Y HIERRO (PUDIERA SER 100% DE CHATARRA) Y UNA PEQUEÑA CANTIDAD DE ARRABIO Y CAL.
– SE BAJAN LOS ELECTRODOS Y SE ESTABLECE LA CONEXIÓN ELÉCTRICA Y EN UN PERIODO DE APROXIMADAMENTE 2 HORAS EL METAL SE FUNDE.
– UNA VEZ FUNDIDO EL METAL LÍQUIDO SE VIERTE EN UN RECIPIENTE.
– LA CAPACIDAD DE ESTOS HORNOS ESTÁ ENTRE 60 A 90 TONELADAS DE ACERO POR DÍA.
LA CALIDAD DEL ACERO PRODUCIDA ES MUY BUENA, MEJOR QUE LA MAYORÍA DE LOS OTROS PROCEDIMIENTOS EXISTENTES.
HORNO DE OXIGENO BÁSICO (BOF):
– SE CARGAN EN UN RECIPIENTE UNAS 90 TONELADAS DE CHATARRA Y UNAS 200 TONELADAS DE HIERRO (ARRABIO) FUNDIDO. SE LE AGREGAN PRODUCTOS FUNDENTES: CAL.
– SE SOPLA OXIGENO PURO EN EL HORNO DURANTE APROXIMADAMENTE 20 MINUTOS A TRAVÉS DE UNA LANZA (TUBO LARGO) ENFRIADA POR AGUA A UNA PRESIÓN DE APROXIMADAMENTE 180 PSI.
– LA VIGOROSA AGITACIÓN DEL OXIGENO REFINA EL METAL FUNDIDO MEDIANTE EL PROCESO DE OXIDACIÓN EN EL CUAL SE PRODUCE ÓXIDO DE HIERRO. EL ÓXIDO ENTONCES REACCIONA CON EL CARBONO EN EL METAL FUNDIDO FORMANDO MONÓXIDO Y DIÓXIDO DE CARBONO.
– LUEGO EL HORNO ES VACIADO InclínÁNDOLO.
– LA ESCORIA ES ELIMINADA INCLINANDO EL HORNO EN DIRECCIÓN OPUESTA.
– ES POSIBLE, MEDIANTE ESTE PROCEDIMIENTO, REFINAR 250 TONELADAS DE ACERO EN 35 A 50 MINUTOS.
– EL ACERO PRODUCIDO POR LO GENERAL ES DE BAJOS NIVELES DE IMPUREZAS. SE PROCESAN PLACAS, HOJALATA, VIGAS EN I, CANALES.
HORNOS DE VACÍO
EL ACERO TAMBIÉN PUEDE SER FUNDIDO EN HORNOS DE INDUCCIÓN EN LOS CUALES SE LES HAYA ELIMINADO EL AIRE. EL PROCESO ELIMINA IMPUREZAS GASEOSAS POR LO QUE SE PRODUCEN ACEROS DE ALTA CALIDAD.
VACIADO DE LINGOTES
– EL SIGUIENTE PASO ES EL FORMADO DEL ACERO EN FORMA SÓLIDA (LINGOTE) PARA SU PROCESAMIENTO POSTERIOR.
– EL ACERO FUNDIDO ES VACIADO DE LA OLLA A LA LINGOTERA EN DONDE EL METAL SE SOLIDIFICA.
– LAS LINGOTERAS ESTÁN FABRICADAS DE HIERRO CON ALTO CARBONO. SON CÓNICAS PARA FACILITAR LA REMOCIÓN DEL MATERIAL SOLIDIFICADO. PUEDEN SER CON SU PARTE INFERIOR CERRADA (ESCABEL) O ABIERTAS.
LOS LINGOTES ENFRIADOS Y RETIRADOS DE LAS LINGOTERAS PASAN A POZOS DE RECALENTAMIENTOS DONDE COMIENZAN SU PROCESO DE CALENTAMIENTO PARA SU CONFORMACIÓN EN CALIENTE.
– DURANTE LA SOLIFICACIÓN DEL ACERO SE PRODUCEN GASES. LA MAYOR PARTE DE ESTOS GASES SON RECHAZADOS PERO OTROS QUEDAN ATRAPADOS EN EL ACERO PRODUCIENDO POROSIDADES DANDO LUGAR A TRES TIPOS DE ACEROS:
– ACERO MUERTO (SIN POROSISADES Y TOTALMENTE DESOXIDADO PERO CON RECHUPE FORMADO DURANTE LA SOLIDIFICACIÓN).
– ACEROS SEMIMUERTOS (PARCIALMENTE DESOXIDADO CON ALGO DE POROSIDAD PERO CON MUCHO MENOS RECHUPE, SON DE PRODUCCIÓN ECONÓMICA).
– ACEROS EFERVESCENTE (SON DE BAJO CONTENIDO DE CARBONO, POSEE SOPLADURAS A LO LARGO DEL BORDE SUPERIOR DEL LINGOTE PERO TIENEN MUY POCO O NINGÚN RECHUPE. LOS PRODUCTOS FABRICADOS CON ESTE ACERO PUEDEN SER DEFECTUOSOS).
REFINAMIENTO
EXISTE UN PROCESO DE ELIMINACIÓN DE IMPUREZAS EN LAS ALEACIONES FERROSAS CONOCIDO COMO REFINAMIENTO.
ESTO SE LOGRA CON LA FUSIÓN NUEVAMENTE DEL ACERO Y LA ADICIÓN DE VARIOS ELEMENTOS QUE PURIFICAN AÍN MÁS AL CERO. SE JUSTIFICA PARA ACEROS DE ALTA CALIDAD.
COLADA CONTINUA
EL METAL FUNDIDO EN LA OLLA ES LIMPIADO, SE LE SOPLA NITRÓGENO POR UNOS 5 A 10 MINUTOS PARA HOMOGENEIZAR LA TEMPERATURA Y ENTONCES ES VERTIDO EN UN RECIPIENTE DE VACIADO INTERMEDIO, RECUBIERTO DE REFRACTARIO EL CUAL SUMINISTRA EL METAL A UNO O MÁS MOLDES DE COLADA CONTINUA.
EL ACERO COMIENZA A SOLIDIFICAR EN LAS REGIONES EXTERIORES CONFORME DESCIENDE A TRAVÉS DEL MOLDE ENFRIADO POR AGUA LO CUAL ACELERA EL PROCESO DE ENFRIAMIENTO.
EL METAL SE DOBLA DE UNA ORIENTACIÓN VERTICAL A OTRA HORIZONTAL MIENTRAS ESTÁ PASTOSO GUIADO POR RODILLOS.
DESPUÉS SE CORTA EN SECCIONES.
ESTE PROCESO ESTÁ REEMPLAZANDO AL VACIADO POR LINGOTE (TIEMPOS DE SOLIDIFICACIÓN DE 10 A 12 HORAS) DADO SUS DRAMÁTICOS INCREMENTOS EN PRODUCTIVIDAD (MUCHO MENOR TIEMPO DE SOLIDIFICACIÓN).