obtención del hierro
alto horno
El objeto del alto horno es la reducción del mineral de hierro.
Reducción: es la separación de todas las substancias extrañas que acompañan al metal especialmente del oxigeno. Esta operación es indispensable, pues los minerales, tales como se encuentran en las minas, no podrían ser trabajados y no tendrían directas aplicación.
Tampoco los lingotes de arrabio o de primera fusión obtenidos en el alto horno, podrían ser utilizados de inmediato en el taller, debido a la gran cantidad de carbono que contiene y por su poca homogeneidad. Sin embargo es indispensable que los minerales pasen previamente por el alto horno para poderse transformar luego en hierro, en acero o fundición.
La parte superior recibe el nombre de CUBA y la parte inferior es el ETALAJE, ambas partes se encuentran unidas por una zona intermedia denominada VIENTRE. La inferior, el CRISOL, es cilíndrica y termina con la dama, donde se encuentre el orificio de salida para el metal fundido. La parte superior de la cuba, llamada TRAGANTE, se mantiene cerrada herméticamente por medio de una tapa metálica de forma cónica. Esta se baja mecánicamente al descargarse sobre ella la vagoneta de mineral, carbón o fundente, y por la acción de un contrapeso vuelve a cerrarse impidiendo el escape de los gases. Más abajo del tragante existe un grueso caño que recoge los gases producidos en el horno para llevarlos al depurador y luego al recuperador. En lo alto del crisol hay unas hileras de TOBERAS por donde penetra el aire comprimido que debe que debe activar la combustión. Un poco más abajo se halla la salida para las escorias. Mide de 20 a 30 metros de alto y de 4 a 9 metros de diámetro.
Reducción: es la separación de todas las substancias extrañas que acompañan al metal especialmente del oxigeno. Esta operación es indispensable, pues los minerales, tales como se encuentran en las minas, no podrían ser trabajados y no tendrían directas aplicación.
Tampoco los lingotes de arrabio o de primera fusión obtenidos en el alto horno, podrían ser utilizados de inmediato en el taller, debido a la gran cantidad de carbono que contiene y por su poca homogeneidad. Sin embargo es indispensable que los minerales pasen previamente por el alto horno para poderse transformar luego en hierro, en acero o fundición.
La parte superior recibe el nombre de CUBA y la parte inferior es el ETALAJE, ambas partes se encuentran unidas por una zona intermedia denominada VIENTRE. La inferior, el CRISOL, es cilíndrica y termina con la dama, donde se encuentre el orificio de salida para el metal fundido. La parte superior de la cuba, llamada TRAGANTE, se mantiene cerrada herméticamente por medio de una tapa metálica de forma cónica. Esta se baja mecánicamente al descargarse sobre ella la vagoneta de mineral, carbón o fundente, y por la acción de un contrapeso vuelve a cerrarse impidiendo el escape de los gases. Más abajo del tragante existe un grueso caño que recoge los gases producidos en el horno para llevarlos al depurador y luego al recuperador. En lo alto del crisol hay unas hileras de TOBERAS por donde penetra el aire comprimido que debe que debe activar la combustión. Un poco más abajo se halla la salida para las escorias. Mide de 20 a 30 metros de alto y de 4 a 9 metros de diámetro.
FABRICACIÓN DEL ACERO
convertidor ld
Dispositivo que permite obtener acero mediante soplado de oxígeno. El oxigeno se inyecta en la superficie de material fundido por medio de una lanza refrigerada por agua.
Está construido en acero revestido y está montado de forma que pueda bascular por uno de sus costados para facilitar su carga y descarga.
Tiene tres fases:
-Llenado: Se inclina el convertidor y se introduce el arrabio fundido, chatarra de acero y el fundente que formará y arrastrará la escoria. Una vez cargado se coloca en posición vertical.
-Afino: Se inyecta oxígeno a 12 atmósferas a través de la lanza refrigerada, lo que provoca la oxidación del carbono, hasta dejarlo en una proporción del 1%. Esta reacción del oxígeno con el carbono es rápida que produce altas temperaturas, lo que hace mantener el material en estado líquido. Asimismo, se elimina el exceso de azufre, fósforo y silicio. Al final del proceso se añaden los aleantes al interior del horno en la proporción adecuada para conseguir el tipo de acero deseado.
-Vaciado: Se inclina el convertidor parcialmente hasta que salga toda la escoria que sobrenada, y después se bascula totalmente para obtener el acero.
Está construido en acero revestido y está montado de forma que pueda bascular por uno de sus costados para facilitar su carga y descarga.
Tiene tres fases:
-Llenado: Se inclina el convertidor y se introduce el arrabio fundido, chatarra de acero y el fundente que formará y arrastrará la escoria. Una vez cargado se coloca en posición vertical.
-Afino: Se inyecta oxígeno a 12 atmósferas a través de la lanza refrigerada, lo que provoca la oxidación del carbono, hasta dejarlo en una proporción del 1%. Esta reacción del oxígeno con el carbono es rápida que produce altas temperaturas, lo que hace mantener el material en estado líquido. Asimismo, se elimina el exceso de azufre, fósforo y silicio. Al final del proceso se añaden los aleantes al interior del horno en la proporción adecuada para conseguir el tipo de acero deseado.
-Vaciado: Se inclina el convertidor parcialmente hasta que salga toda la escoria que sobrenada, y después se bascula totalmente para obtener el acero.
CONVERTIDOR DE BESSEMER Y THOMAS
Recipiente metálico basculante de gran tamaño cuyo interior está recubierto de material refractario, y tenía tres fases:
-Llenado: Se inclina el convertidor para un llenado más fácil del arrabio, procedente del horno alto.
-Soplado: El horno se pone en posición vertical. Se inyecta aire a presión al arrabio por unos orificios realizados en la parte el fondo. El aire pasa por la masa fundida y óxida el carbono, manganeso y silicio desprendiendo calor y manteniendo la temperatura de fusión del arrabio.
-Vaciado: Se realizaba una vez quemadas las impurezas. Se inclinaba el convertidor y se vertía el acero en las lingoteras.
-Llenado: Se inclina el convertidor para un llenado más fácil del arrabio, procedente del horno alto.
-Soplado: El horno se pone en posición vertical. Se inyecta aire a presión al arrabio por unos orificios realizados en la parte el fondo. El aire pasa por la masa fundida y óxida el carbono, manganeso y silicio desprendiendo calor y manteniendo la temperatura de fusión del arrabio.
-Vaciado: Se realizaba una vez quemadas las impurezas. Se inclinaba el convertidor y se vertía el acero en las lingoteras.
horno siemens-martin
Los hornos Martin-Siemens son hornos de reverbero y se utilizan principalmente para la fusión y afino del acero destinado a la fabricación de lingotes. Su capacidad puede variar entre 25 y 500 toneladas. El horno Martin-Siemens es calentado con aceite, gas de coque...
Se carga con arrabio, procedente del horno alto. Este arrabio contiene hasta un 4% de carbono. Junto al arrabio se añaden material como la caliza, que facilita la formación de escorias, regulando de esa forma el contenido de azufre en la carga. En estos hornos se producen aceros comunes o poco aleados. Se quema el combustible hasta llegar a los 1800 ºC
Se carga con arrabio, procedente del horno alto. Este arrabio contiene hasta un 4% de carbono. Junto al arrabio se añaden material como la caliza, que facilita la formación de escorias, regulando de esa forma el contenido de azufre en la carga. En estos hornos se producen aceros comunes o poco aleados. Se quema el combustible hasta llegar a los 1800 ºC
hornos eléctricos
La producción de acero en hornos eléctricos, tiene la ventaja con relación a otros métodos, de obtener en el proceso temperaturas muy altas, que permitirán la eliminación casi completa del fósforo y azufre, rebajando además la quema del metal debido a que no existe llama oxidante.
-Horno de arco eléctrico: Como su nombre lo indica, estos hornos funcionan con el calor que desprende un arco eléctrico. Dentro de ellos se observan dos tipos: los de calefacción de arco indirecto y los directos.
En los del primer tipo, los electrodos se colocan encima del material a fundir, y los materiales se funden por el calor del arco excitado. En los hornos de calefacción directos, la fusión se logra a partir del arco entre los electrodos y el baño metálico.
-Horno de arco eléctrico: Como su nombre lo indica, estos hornos funcionan con el calor que desprende un arco eléctrico. Dentro de ellos se observan dos tipos: los de calefacción de arco indirecto y los directos.
En los del primer tipo, los electrodos se colocan encima del material a fundir, y los materiales se funden por el calor del arco excitado. En los hornos de calefacción directos, la fusión se logra a partir del arco entre los electrodos y el baño metálico.
-Horno de inducción: Los hornos de inducción funcionan con corriente a una frecuencia de 500 a 2000 Hz. El crisol refractario tiene un arrollamiento de tubo de cobre de sección rectangular, por el que circula el agua de refrigeración. Al pasar por este arrollamiento una corriente de alta frecuencia que es proporcionada por un generador especial, excita en el metal corrientes parásitas que lo calientan hasta su total fusión.En estos hornos se procesan materias primas de gran calidad, y debido a la velocidad del proceso, el metal no se oxida mucho, aunque al final del proceso se añaden cantidades de adiciones y desoxidantes. Los hornos de alta frecuencia tienen una capacidad que no rebasa las 8 toneladas, usándose para producir aceros perfilados y aleaciones de alta calidad, como aceros resistentes a altas temperaturas, inoxidables, etc.