Proceso de Obtención del Acero y sus Productos Ferrosos

Metales Ferrosos

Metales ferrosos: Son aquellos que contienen hierro como elemento base, pueden llevar pequeñas proporciones de otros elementos.

Principales Yacimientos Minerales

• Polanco
• Coto Wagner
• Ojos Negros
• Agrominsa
• Jerez Villafranca
• Alquife Conjuro
• Riotinto
• Aznalcóllar
• Tharsis

Tipos de Mineral de Hierro

• Magnetita
• Hematites
• Limonita
• Siderita

Proceso de Obtención de Acero y Otros Productos

Materia Prima del Horno Alto

• Mineral de hierro: Antes de ser introducido en el horno alto, hay que triturar y moler el mineral para después separar la parte útil de la no aprovechable.
• Carbón de coque: Se ha creado artificialmente a partir de la hulla. Su misión es producir el calor necesario para fundir la mena y generar las reacciones químicas necesarias para que el óxido de hierro se convierta en arrabio, además de soportar el peso de la materia prima introducida.
• Fundente: Compuesto por cal, su misión es reaccionar químicamente con la ganga que haya podido quedar en el mineral para que se convierta en escoria y bajar el punto de fusión de la ganga para que la escoria sea líquida.

Funcionamiento del Horno Alto

A medida que se introduce la carga por la parte superior, esta va bajando y su temperatura aumenta. En el etalaje, la temperatura ronda los 1650 °C para que las gotitas de hierro se depositen en el crisol. La cal reacciona químicamente con la ganga formando escoria. Por la bigotera se extrae la escoria. Periódicamente se abre la piquera de arrabio y se extrae el hierro líquido del crisol. Este hierro líquido se llama arrabio. Casi todo el arrabio se convierte en acero a través del convertidor LD. A veces el arrabio se solidifica formando lingotes. Rodeando al horno alto a la altura del etalaje se encuentra el anillo del cual se extrae aire caliente que se introduce en el horno a través de las toberas.

Transformación del Arrabio en Acero: Convertidor LD

El arrabio tiene un exceso de impurezas, por eso se eliminan en hornos de afino. El más empleado es el convertidor LD.

Materia Prima que Emplea

• Arrabio líquido
• Fundente
• Ferroaleaciones

Características

• Interiormente recubierto de ladrillos refractarios.
• Producción de 300 toneladas de acero.
• Cada hornada dura 1 hora.

Funcionamiento

1. Se inclina el horno y se añade el arrabio, el fundente y la chatarra.
2. Se pone vertical y se baja la lanza para inyectar oxígeno en el metal fundido. Las impurezas se queman.
3. Se inclina el horno y se saca la escoria que flota.
4. Se vierte el acero sobre la cuchara y se añade ferroaleaciones y carbono.

Obtención de Acero a Través de la Chatarra: Horno Eléctrico

Las partes más importantes son:

• Transformador eléctrico: Convierte el voltaje a 900 V y transforma la corriente eléctrica alterna en continua.
• Cables flexibles: Conducen la electricidad hasta los electrodos.
• Brazos de los electrodos: Permite que los electrodos se acerquen o se alejen de la chatarra para que salte el arco eléctrico.
• Sujeción de electrodos
• Pórtico con brazos hidráulicos: Permite quitar y poner la tapadera del horno eléctrico para introducir la chatarra, ferroaleaciones y el fundente.
• Salida de humos refrigerada: Conduce los humos a un filtro, eliminando las partículas en suspensión.
• Estructura oscilante: Permite inclinar el horno para extraer el acero fundido.

Materias Primas que Utiliza

• Chatarra
• Fundente
• Ferroaleaciones

Características

• Interiormente recubierto de ladrillo refractario.
• Temperaturas de 3500 °C.
• Carga de horno de 100 toneladas.
• Cada hornada de 50 horas.

Funcionamiento

1. Se quita la tapadera y se introduce la chatarra y el fundente.
2. Se cierra el horno y se acercan los electrodos a la chatarra para que salte el arco eléctrico y empiece a fundir.
3. Cuando la chatarra está fundida, se inyecta oxígeno para eliminar elementos indeseables.
4. Se inclina el horno y se extrae la escoria. A continuación, se le añade carbono y ferroaleaciones, y se sigue calentando hasta que se disuelva.
5. Se inclina el horno y se vierte el acero en la cuchara que lo llevará al área de moldeo.

Colada de Acero

• Colada convencional: Consiste en verter el acero líquido sobre moldes con la forma de la pieza deseada.
• Colada continua: Consiste en verter el acero líquido sobre un molde sin fondo ni tapadera, con forma curva y sección transversal con la forma geométrica deseada.
• Colada sobre lingotes: Consiste en colar el acero líquido en el interior de lingoteras y dejarlo enfriar. Posteriormente, se extrae y se almacena.

Trenes de Laminación

Laminación: Consiste en hacer pasar el material entre dos rodillos que giran a la misma velocidad pero en sentido contrario. Hay dos tipos:

• Laminación caliente: La temperatura del material suele ser de 1000 °C.
• Laminación en frío: Se realiza a temperatura ambiente.

Productos Ferrosos: Clasificación

• Hierros: Son aquellos cuyo porcentaje de carbono está comprendido entre 0.01% y 0.03%.
• Aceros: Son aleaciones de hierro-carbono. El porcentaje de carbono oscila entre 0.03% y 1.76%.
• Fundiciones: Son aleaciones de hierro-carbono. El porcentaje de carbono oscila entre 1.76% y 6.67%.
• Grafitos: Se obtiene cuando el porcentaje de carbono es mayor del 6.67%.

Tipos de Aceros

• Aceros no aleados: Son aquellos en que el porcentaje de elementos químicos que intervienen está debajo del máximo indicado.
• Aceros aleados: Son aquellos que contienen proporciones superiores a las indicadas.

Presentación Comercial del Acero

• Palastros: Son chapas laminadas que miden 1x2 metros y 3x3 metros.
• Barras: Son piezas más largas que anchas y macizas. Si la barra es redonda y su diámetro menor de 5 mm se llama alambre. Cuando las pletinas tienen un espesor muy pequeño y gran longitud se le llama flejes.
• Perfiles: Son piezas huecas de sección variable cuya longitud oscila entre los 5 y 12 metros. Los más usados son: angular, IPN, tubular, cuadrado, en T, rectangular.

Fundiciones

Son aleaciones hierro-carbono que además pueden contener otros elementos.

Clasificación

Se clasifican mediante la fractura, las propiedades y la composición.