Siderurgia Y Altos Hornos

Siderurgia y altos hornos; industria metalúrgica del hierro y el acero.


Introducción. Diferencia entre siderurgia y metalurgia.
La siderúrgia trata de la extracción de metales de sus menas, sus fusiones, aleaciones, y como final presentar los lingotes de metal.
La metalurgia es a partir de los lingotes de metal y sus aleaciones, el transformarlos en objetos metálicos (barras, laminas,chapas, vigas, etc.) para su posterior transformación final.

Siderúrgia y procesos de transformación del hierro y el acero.
Siderurgia se entiende el conjunto de operaciones técnicas que se realizan para obtener el hierro a partir de los minerales que lo contienen (menas, principalmente óxidos), así como del trabajo del mismo. Se ocupa también de estudiar los procesos de elaboración de todos losderivados del hierro, principalmente de los aceros y las fundiciones. La siderurgia constituye la base de todas la economía industrial.
La obtención del hierro industrial se realiza en hornos altos, y el primer producto obtenido, se denomina arrabio.
La producción de arrabio de un moderno alto horno es superior a 3000 Tm/día. Su trabajo es ininterrumpido, ya que de pararse, el refractario delhorno se destruye y se tendría que cambiar. En condiciones normales de marcha funciona durante unos 10 años.


Historia.
No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los arqueólogos en Egipto datan del año 3000 a.C., y se sabe que antes de esaépoca se empleaban adornos de hierro. Los griegos ya conocían hacia el 1000 a.C. la técnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico.
Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de hecho, todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.C.) se clasificarían en la actualidad como hierro forjado. Para producir esasaleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un horno o forja con tiro forzado. Ese tratamiento reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico llena de una escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la escoria ysoldar y consolidar el hierro. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero auténtico.
Después del siglo XIV se aumentó el tamaño de los hornos utilizados para la fundición y se incrementó el tiro para forzar el paso de los gasesde combustión por la carga o mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabiose refinaba después para fabricar acero.
La producción moderna de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios minihornos que empleanelectricidad para producir acero a partir de material de chatarra. Sin embargo, las grandes instalaciones de altos hornos continúan siendo esenciales para producir acero a partir de mineral de hierro.
Producción de arrabio.
Los materiales básicos empleados para fabricar arrabio son mineral de hierro, coque y caliza. El coque se quema como combustible para calentar el horno, y al arder libera monóxido de...