Producción y Tipos de Acero: Guía completa

Producción del Acero

Afino del Acero

El conjunto de operaciones de oxidación y reducción recibe el nombre de afino. Afinar el acero es limpiarlo, es decir, reducir las sustancias acompañantes como el azufre, silicio, manganeso y fósforo.

Recarburarlo: Fijar el contenido correcto de carbono.

Alearlo: Añadir elementos de aleación.

Producción del Arrabio

El primer paso en la producción de cualquier metal ferroso es la del arrabio, que se obtiene en los altos hornos. Estos tienen aproximadamente 40 metros de altura y son un enorme casco de acero revestido con ladrillos refractarios.

Una vez que se enciende el alto horno, no se vuelve a apagar hasta que haya que cambiar el revestimiento de refractario o no haya demanda de arrabio. El mineral de hierro, coque y piedra caliza se dosifican con cuidado y se transportan hasta la parte superior del alto horno por medio de carros.

Después de cargar el horno, se enciende el coque y una corriente continua de aire caliente a 650 °C. La temperatura en la parte inferior del alto horno llega a unos 1650 °C o más.

El carbono del coque se combina con el oxígeno del aire para formar monóxido de carbono, que elimina el oxígeno del mineral de hierro y libera hierro metálico. El hierro fundido baja a través de la carga y se recolecta en el fondo del horno.

El intenso calor también funde la piedra caliza, que se combina con las impurezas del mineral de hierro y el coque para formar la escoria, la cual también cae al fondo del horno y flota sobre el arrabio. Este horno se sangra para retirar el hierro fundido (arrabio) para la producción de hierro.

Tipos de Fundición

Fundición Gris

Hecha con una mezcla de arrabio y chatarra de acero, es la fundición que tiene mayor uso. Se utiliza para una gran variedad de productos, incluso en piezas para vehículos, locomotoras y maquinaria.

Fundición Dura

Este tipo de fundición se consigue haciendo colar el hierro fundido en moldes metálicos para que la superficie se enfríe con gran rapidez. Las superficies de estas piezas fundidas son muy duras y difíciles de maquinar. Se utilizan en rodillos trituradores o cualquier otro producto que requiera una superficie dura y resistencia al desgaste.

Fundición Maleable

Se hace con un grado especial de arrabio y chatarra de fundición. Una vez que las piezas se solidifican, se someten a recocido durante algunos días en un horno especial. Esto hace que el hierro maleable sea resistente a los choques.

Elementos Químicos en el Acero

En la producción del acero, debemos bajar el contenido de carbono, así como los diferentes elementos como el manganeso, fósforo, silicio y azufre:

El Carbono

En el acero puede variar desde 0,01 hasta el 1,7 %. La cantidad de carbono determinará la fragilidad, dureza y resistencia del acero.

El Manganeso

En el acero de bajo carbono, lo hace dúctil y fácil de doblar, al contrario que el acero de alta velocidad o rápido, que lo hace más tenaz. El contenido de manganeso suele ser entre 0,30 % y 0,80 %, pero puede ser mayor en aceros especiales.

El Fósforo

Es un elemento indeseable que lo hace quebradizo y le reduce la ductibilidad. En los aceros de alta calidad, el contenido de fósforo no debe exceder de 0,05 %.

El Silicio

Se agrega al acero para eliminar los gases y los óxidos para evitar la porosidad y la oxidación. Este lo hace más duro y tenaz. El acero de bajo carbono contiene alrededor de 0,20 % de silicio.

El Azufre

Es un elemento indeseable y ocasiona la cristalización del acero al calentarlo al rojo. El acero de buena calidad no debe contener más de 0,04 %.