Fundamentos de la Siderurgia: Procesos de Obtención, Clasificación del Acero y Mitigación Ambiental

Introducción a los Materiales Ferrosos

Obtención de Materias Primas

Yacimientos Principales

• Riotinto (Huelva)
• Polanco (Bilbao)

Minerales de Hierro

Los principales minerales utilizados en la siderurgia son:

• Magnetita
• Hematites
• Limonita
• Siderita

Procesos de Obtención del Hierro y el Acero

1. Horno Alto (Producción Primaria)

Este proceso se utiliza para la obtención de arrabio a partir de mineral de hierro. La carga típica es:

• Mineral de hierro (60%)
• Carbón de coque (30%)
• Fundente (10%)

2. Horno Eléctrico (Reciclaje y Afino)

El horno eléctrico se utiliza principalmente para fundir chatarra.

El proceso inicia levantando la tapa, introduciendo la chatarra y añadiendo fundente (cal).

Características del Horno Eléctrico

• Estructura de ladrillo refractario.
• Se alcanzan temperaturas de hasta 3500ºC.
• Capacidad de carga: 10 toneladas.
• Duración de la hornada: 50 minutos.

Fases del Proceso de Fusión

1. Fusión del material mediante electrodos.
2. Inyección de oxígeno para eliminar impurezas.
3. Extracción de la escoria y adición de ferroaleaciones.
4. Vertido en cuchara y traslado al área de moldeo.

Conformado y Productos Intermedios

Colada (Casting)

Colada Convencional

El material fundido se vierte en moldes que ya tienen la forma final de la pieza.

Colada Continua

El material se vierte sobre un molde sin fondo ni tapadera, obteniendo directamente la sección transversal del producto deseado.

Colada sobre Lingoteras

Se utiliza cuando la demanda es baja; el material se vierte en lingoteras para ser almacenado hasta que la demanda aumente.

Laminación (Rolling)

Consiste en pasar el material entre dos rodillos que giran en sentido contrario para reducir su sección.

• Laminación en Caliente: Se realiza a aproximadamente 1000ºC.
• Laminación en Frío: Se realiza a temperatura ambiente.

Etapas de la Laminación

1. Tren devastador.
2. Sección de enfriamiento.
3. Tren de bandas.

Clasificación de Productos Ferrosos

Los productos ferrosos se clasifican según su porcentaje de Carbono (C):

• Hierros: Contenido de C entre 0,01% y 0,03%.
• Aceros: Aleaciones de Fe/C con contenido de C entre 0,03% y 1,76%.
• Fundiciones: Aleaciones de Fe/C con contenido de C entre 1,76% y 6,67%.
• Grafito: Contenido de C del 6,67%.

Clasificación del Acero por su Contenido de Carbono

La clasificación se basa en el porcentaje de carbono y su resistencia asociada (Kg/mm²):

• Aceros Extrasuaves: 0,1% a 0,2 % de C (35 Kg/mm²).
• Aceros Suaves: 0,2% a 0,3 % de C (45 Kg/mm²).
• Aceros Semisuaves: 0,3% a 0,4 % de C (55 Kg/mm²).
• Aceros Semiduros: 0,4% a 0,5 % de C (65 Kg/mm²).
• Aceros Duros: 0,5% a 0,6 % de C (75 Kg/mm²).
• Aceros Extraduros: 0,6% a 0,7 % de C (85 Kg/mm²).

Presentación Comercial del Acero

Palastros

Chapas laminadas con dimensiones típicas de 1x2 m o 3x3 m.

Barras

Productos largos que pueden ser:

• Rectangulares (Pletinas)
• Triangulares, redondas, semicirculares (Media Caña)
• Cuadradas, hexagonales

Perfiles

Productos estructurales, generalmente huecos, con longitudes entre 5 y 12 metros. Incluyen:

• Angular (L)
• IPN (Doble T)
• En T, tubular, cuadrado, rectangular

Impacto Ambiental y Medidas de Mitigación

Impacto Medioambiental de la Siderurgia

El impacto se clasifica según la etapa del ciclo de vida:

• Obtención de Materia Prima: Contaminación acústica, impacto paisajístico y destrucción de hábitats.
• Transformación del Mineral: Emisión de metales pesados y gases residuales (gases de los hornos), generación de lodos de depuración, aguas residuales y contaminación acústica.
• Desecho o Reciclaje: Gestión del material ferroso usado.

Medidas de Mitigación

Para reducir el impacto ambiental, se implementan las siguientes acciones:

• Aislar las zonas donde se ubica la maquinaria ruidosa.
• Filtrar las partículas contaminantes.
• Separar las instalaciones industriales de los núcleos urbanos.