Acero

1.
 El proceso de obtención consiste en la reducción de óxido de hierro (concretamente de las menas), generalmente de Fe2O3, que se suelen encontrar impuras mezcladas con silicatos. La reducción se lleva a cabo mediante el monóxido de carbono, el cual se general a través de la reacción del coque con aire, a la misma ves que se le proporciona calor. Se presentan de manera global las siguientesreacciones:
Fe2O3 (s) + 3CO (g) → 2 Fe (s) + 3CO2 (g)
2C (s) + O2 (g) → 2 CO (g)
Un horno alto suele tener varias decenas de metros de alto, y son cargados por la parte alta de este, con una mezcla de áxidos de hierro, junto con coque y caliza, mientras que se insufla aire por la parte inferior del horno con el fin de facilitar la combustión del coque. El CaCo3 ( caliza), que es el mineral nosíliceo con mayor abundancia de la corteza de la Tierra, se añade para eliminar los silicatos, reaccionando con el óxido de caldio que se forma por la descomposición térmica de la caliza:
CaCO3 → CaO + CO2
CaO + SiO2 → CaSiO3
El hierro fundido que se obtiene es protegido del aire por la escoria, que se obtiene del silicato de calcio, el cual al tener un punto de fusión bajo se puede extraerfácilmente pues el hierro fundido posee una mayor densidad que ésta.
El hierro fundido tiene un cantidad de un 4% aproximadamente de carbono, junto a otras impurezas, que le confieren unas propiedades mecánicas no muy eficientes. Es por esto que se necesita eliminar, o reducir, la concentración de las impurezas, que son generalmente carbono, silicio, fósforo y azufre. Para ello se insufla oxígeno, através del hierro fundido, provocándose así la eliminación del carbono y del azufre, en cambio el silicio y el fósforo, forman óxidos que por reacción con el correspondiendo óxido de calcio se eliminan en forma de escoria (CaSiO3 o Ca3(PO4)3 ) :
3 CaO + P2O5 → Ca3 (PO4)2
Es fácil entender el funcionamiento de un horno, sabiendo que el hierro (generalmente Fe2O3), se reduce en etapas que dependen dela temperatura. La parte alta del horno, es donde la temperatura es más baja, lo que facilita la formación de Fe3O4, el cual al descender a la parte más caliente, se reduce a FeO, que al final acaba por reducirse a Hierro en la parte más caliente, siguiendo las siguientes reacciones:
3Fe2O3 + CO → 2 Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2

2.
La obtención del acero pasa por laeliminación de las impurezas que se encuentran en el arrabio o en las chatarras, y por el control, dentro de unos límites especificados según el tipo de acero, de los contenidos de los elementos que influyen en sus propiedades.

Las reacciones químicas que se producen durante el proceso de fabricación del acero requieren temperaturas superiores a los 1000 ºC para poder eliminar las sustanciasperjudiciales, bien en forma gaseosa o bien trasladándolas del baño a la escoria.

El proceso de fabricación se divide básicamente en dos fases: la fase de fusión y la fase de afino.

Fase de fusión
Una vez introducida la chatarra en el horno y los agentes reactivos y escorificantes (principalmente cal) se desplaza la bóveda hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos hasta la distanciaapropiada, haciéndose saltar el arco hasta fundir completamente los materiales cargados. El proceso se repite hasta completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada.
Fase de afino
El afino se lleva a cabo en dos etapas. La primera en el propio horno y la segunda en un horno cuchara.

En el primer afino se analiza la composición del baño fundido y se procede a la eliminaciónde impurezas y elementos indeseables (silicio, manganeso, fósforo, etc.) y realizar un primer ajuste de la composición química por medio de la adición de ferroaleaciones que contienen los elementos necesarios (cromo, niquel, molibdeno, vanadio, titanio, etc.).

El acero obtenido se vacía en una cuchara de colada, revestida de material refractario, que hace la función de cuba de un segundo...