Procesos de Fabricación del Acero: Hornos, Convertidores y Tipos de Hierro

Hornos Eléctricos

Horno Eléctrico de Arco: La cubierta superior está atravesada por dos o tres electrodos de carbón. Una vez cargado con el acero que se desea afinar, se cierra el recipiente y se hacen saltar potentes arcos voltaicos entre los electrodos y el material. Se alcanzan temperaturas de hasta 3800°C que permiten fundir metales de elevada temperatura de fusión.

Horno de Inducción: Consiste en un recipiente cilíndrico de acero en cuya parte exterior lleva una bobina eléctrica de inducción. Una vez cargado con un material, se hace circular una corriente eléctrica de alta frecuencia por la bobina. Esta corriente induce en el interior del material del horno unas corrientes eléctricas denominadas corrientes de Foucault que producen un enorme aumento de temperatura capaz de fundirlo.

Mediante estos dispositivos se obtienen aceros especiales muy puros. Sus principales ventajas son: el rápido calentamiento que permiten, el buen control de la temperatura y la ausencia de gases combustibles que puedan originar impurezas. Su mayor inconveniente radica en el elevado coste de la energía eléctrica cuando se emplea para producir calor.

Tipos de Hierro

Hierro Dulce: Se denomina así al hierro cuyo contenido en carbono es inferior al 0.1%. Es un material de color plateado de gran permeabilidad magnética, dúctil y maleable. Puede obtenerse por procedimientos electrolíticos a partir de baños de sulfato, resulta muy poroso y se oxida con gran facilidad, y con frecuencia presenta grietas internas.

Convertidores para la Producción de Acero

Convertidor de Bessemer y Thomas: Tenía tres fases:

1. En la fase de llenado se inclinaba el convertidor para facilitar su llenado con el arrabio fundido procedente del horno alto.
2. En la fase de soplado se situaba el convertidor en posición vertical y se inyectaba aire a presión a través de unos orificios practicados en el fondo. El aire pasaba a través de la masa fundida y oxidaba el carbono, el silicio y el manganeso, permitiendo mantener la temperatura de fusión del arrabio.
3. La fase de vaciado se iniciaba una vez quemadas las impurezas, se inclinaba de nuevo el convertidor y se vertía el acero en las lingoteras.

Principal ventaja: poder detenerlo con sólo cerrar la entrada del aire.

Convertidor LD: Se trata de un dispositivo que permite obtener acero por soplado de oxígeno. No se inyecta aire por la parte inferior sino que se insufla oxígeno a presión hasta la superficie del material fundido por medio de una lanza refrigerada por agua. Tiene tres fases:

1. La fase de llenado: se introduce en primer lugar arrabio líquido procedente del horno alto, a continuación la chatarra de acero y finalmente el fundente encargado de formar y arrastrar la escoria.
2. La fase de afino: se inyecta oxígeno, este provoca la oxidación del carbono, al mismo tiempo se elimina el exceso de fósforo, azufre y silicio. Al final del proceso se añaden en el interior del convertidor los aleantes en la proporción adecuada para conseguir el acero que se desea.
3. La fase de vaciado: se elimina la escoria que sobrenada y después se bascula totalmente para vaciar el acero.