Funcionamiento del Alto Horno y Proceso de Producción de Arrabio

Proceso de Funcionamiento del Alto Horno

El horno es alimentado con una mezcla de mineral de hierro, carbón de coque y fundente (generalmente piedra caliza). Mediante una cinta transportadora, esta mezcla se lleva hasta una tolva situada en la parte superior del horno, llamada tragante; en ella, un mecanismo permite la entrada de la materia prima evitando que escapen al exterior gases, humos y sustancias contaminantes. Cabe destacar que en la parte superior del alto horno la temperatura es de unos 200 °C y en su base alcanza los 1700 °C.

Operación en Continuo y Estructura del Horno

Los altos hornos operan en continuo, lo que significa que la forma de trabajo no consiste en introducir la mezcla, dejar que el horno funcione durante un tiempo y detenerlo para extraer los productos, sino que en un alto horno se introducen las materias primas sólidas por la parte superior y los productos, más densos, se extraen por la parte inferior de forma ininterrumpida. Esto hace que la mezcla de entrada vaya cayendo hacia zonas más bajas del horno y que, sucesivamente, pase por:

• La cuba
• El vientre
• El etalaje

Reacciones Químicas y Reducción del Mineral

En las zonas superiores del horno (vientre y cuba) ocurren procesos químicos complejos por los que el CO (monóxido de carbono) producido en la zona de etalajes reacciona con el mineral, reduciéndolo y transformándolo en hierro metálico a medida que la carga desciende a través del horno.

Fusión y Separación de Materiales

Por la parte inferior del horno se inyecta aire caliente a través de unas toberas, el cual reacciona en la zona de etalajes con el coque, transformándose en CO y generando una temperatura de 1800 °C. Con esta temperatura, la carga llega a la zona inferior del horno a la temperatura de fusión del hierro y, debido a la diferencia de densidades entre el hierro y la escoria, estos quedan separados en el fondo del horno, en el crisol.

El hierro fundido queda en la capa inferior del crisol y la escoria en la superior. Posteriormente, se rompe (pincha) el tapón cerámico que obtura la piquera de arrabio y es extraído el hierro de primera fusión (hierro colado o arrabio) y, a continuación, la escoria.

Transporte del Arrabio y Aprovechamiento de Escorias

El arrabio se vierte en grandes recipientes llamados cucharas, que pueden ser abiertas o cerradas (tipo torpedo). El torpedo es un vagón semicerrado recubierto en su interior por ladrillos refractarios que mantienen el arrabio fundido mientras es transportado hasta el horno de afino LD, donde le quitarán las impurezas que lo hacen poco adecuado para el uso industrial.

Aplicaciones de las Escorias

Las escorias obtenidas son empleadas en:

• La fabricación de abonos agrícolas
• La producción de cemento
• La fabricación de aislantes