Tipos de hornos

TIPOS DE HORNOS

Introducción

Cualquier proceso de producción de acero a partir del Arrabio consiste en quemar el exceso de carbono y otras impurezas presentes en el hierro.
Una dificultad para la fabricación del acero es su elevado punto de fusión, 1,400ºC aproximadamente, que impide utilizar combustibles y hornos convencionales.
Para superar esta dificultad, se han desarrollado 3importantes tipos de hornos para el refinamiento del Acero, en cada uno de estos procesos el oxígeno se combina con las impurezas y el carbono en el metal fundido. El oxígeno puede introducirse directamente mediante presión dentro o sobre la carga a través del oxígeno en el aire, o en forma de óxidos de hierro o herrumbre en la chatarra. Esto oxidará algunas impurezas, las que se perderán como gases,mientras otras impurezas reaccionarán con la piedra caliza fundida para formar una escoria que será colada posteriormente.

Alto horno

El alto horno es un horno que trabaja en forma continua y que posee un revestimiento interior constituido por ladrillos refractarios. Las dimensiones del alto horno dependen de las cantidades que se planea producir. Los altos hornos de grandes dimensionespermiten elaborar más de 11,000 toneladas de arrabio por día.
En un primer paso de trabajo, en su camino desde arriba hacia abajo del alto horno, los productos para el alto horno se precalientan y se secan. A continuación, las uniones químicas del hierro con el oxígeno contenidas en el mineral de hierro se van reduciendo (disolviendo) paso a paso. En la parte superior del alto horno, esto se producegracias al monóxido de carbono, un gas que se genera debido a la combustión del coque en la parte inferior del alto horno. En esta parte inferior, el carbono del coque reduce los óxidos restantes a temperaturas de 1400 a 1600 ºC. Abajo del todo, en el crisol, se recogen el arrabio líquido y la escoria, que por ser más ligera flota sobre éste. A intervalos alternativos, se hace fluir ambas sustanciasa través de orificios de salida, que se cierran nuevamente tras cada sangría. El arrabio contiene un porcentaje de carbono del 3 al 4 %.
La proporción de carbono superfluo y de impurezas existentes en el arrabio se elimina en el paso siguiente, es decir, durante la obtención del acero.
El proceso de la combustión del carbono y de una parte de los elementos adicionales innecesarios se conoce conel nombre de afino. Al término de dicho proceso se obtiene acero con un contenido mínimo de carbono, cuyos porcentaje puede predefinirse de manera precisa en función del tipo de acero.
Otras sustancias adicionales para la obtención del acero, además del arrabio y la esponja de hierro sólida, son:
• la chatarra,
• los fundentes (cal, bauxita, espato, mineral de hierro) y
• aditivosde aleación.

Los procedimientos de afino antes más comunes, como el procedimiento Bessemer, el procedimiento Thomas y el procedimiento Siemens-Martin, carecen de importancia hoy en día.

Los grupos de procedimientos que, en nuestros días, son importantes para realizar el afino del acero a partir del arrabio y de la chatarra o bien a partir de la esponja de hierro, son diversos métodos queaplican el insuflado de oxígeno y el procedimiento del horno de arco voltaico. Aquellos en los cuales se aplica el insuflado de oxígeno permiten procesar, sobre todo, el arrabio y determinados porcentajes de chatarra. En el horno de arco voltaico se convierte normalmente la chatarra o la esponja de hierro en acero.
Existen varios tipos de procedimientos con insuflado de oxígeno, los cuales sedistinguen sobre todo por la manera de soplar el oxígeno puro. Los recipientes en los que se realizan estos procedimientos se denominan convertidores. En cada colada es posible producir hasta 400 toneladas de acero. El oxígeno insuflado permite lograr, en el foco, temperaturas entre 2500 y 3000 ºC, quemándose así el carbono y los componentes adicionales innecesarios. La colada completa, junto con los...