Producción de acero y hierro en hornos de arco electrico

TEMA 4 PRODUCCIÓN DE ACERO Y HIERRO EN
HORNOS DE ARCO ELECTRICO

4.1 Fusión del acero y el hierro en hornos de arco eléctrico

Para la fusión de hierro y acero se usan hornos de arco eléctrico (ver figura 64) y de inducción de alta, media y frecuencia industrial. En dependencia del carácter de las reacciones metalúrgicas que ocurren en el horno el revestimiento delmismo puede ser ácido o básico. El revestimiento básico se usa cuando es necesario obtener aleaciones con bajo contenido de fósforo y azufre. Cuando se funde en hornos ácidos la concentración de estas impurezas (P,S) en el transcurso de la fusión no varían y por lo tanto, es necesario utilizar una carga en la cual la concentración de estos elementos sea igual o inferior a la que se desea obteneren dependencia de la marca de la aleación.

El proceso de obtención de estas aleaciones se puede realizar mediante dos métodos: fusión y refusión. Mediante la fusión la composición del producto obtenido inmediatamente después del derretido se diferencia notablemente del producto que se quiera obtener al final, por lo tanto, es necesario lograr que ocurran procesos especiales (físico - químicos),los cuales le darán a la aleación la composición química y la temperatura necesaria. Durante la refusión la composición química de la carga se escoge de tal forma que después de fundida se obtenga prácticamente la composición deseada, y la necesidad de que ocurran procesos físico - químicos prácticamente es nula (excluyendo la temperatura exigida). Para obtener una aleación de una u otracomposición química la duración del proceso de refusión es menor que la de fusión, para la obtención de las aleaciones de alta calidad se usa como regla general el proceso básico. Sin embargo, sino se cesan las medidas complementarias, la calidad de la aleación obtenida puede ser peor que la del proceso de refusión.
La fusión en hornos de inducción logra aleaciones de mayor calidad que los hornos dearco eléctrico (cuando se utiliza una misma carga y se obtiene la misma composición química y temperatura).
[pic]
Figura 64 Horno de arco eléctrico C.A. con tres electrodos.
1. electrodo; 2. porta electrodo; 3. bóveda; 4. suspensión de la bóveda; 5. aro de la bóveda; 6. camisa cilíndrica; 7. plataforma de trabajo; 8. mecanismo de inclinación del horno; 9. bancada; 10. sector de apoyo; 11.piquera de vertido; 12. pórtico;
13. conductor de corriente; 14. montante del portaelectrodo; 15. manga de portaelectrodo; 16. tubos-barra de suministro de corriente.

4.2.1 Materiales de carga, fundentes, ferroaleaciones, elementos
desoxidantes, modificadores y microaleados

4.2.1.1 Materiales de carga

Para la fusión de hierro y acero en hornos de arco eléctrico como componentes de lacarga se encuentran: chatarra de hierro y acero, retorno de la propia producción, arrabio.
La chatarra de hierro y acero puede ser en pedazos o en paquetes de listones finos de acero, briquetas de virutas de hierro y acero, o en virutas sueltas. En los últimos tiempos parte de la chatarra de acero y hierro se sustituye (según las posibilidades) por hierro, obtenido por reducción directa loscuales contienen 85 - 95 % Fe; 0,2 - 2,0 % C (el resto en forma de óxidos de Fe, Si, Al y otros), o hierro esponjoso, el cual contiene 0,1 - 0,8 % C, 0,01 - 0,07 % S y P 8 - 12 % SiO2 y el resto de hierro. Sin embargo, en este caso aumenta la cantidad de escoria en el horno.
Obtención directa del hierro. La obtención directa del hierro del mineral se logra a partir de aglomerado, granalla defundición y en calidad de reductor combustible sólido o gas, que contenga hidrógeno y óxido de carbono(CO).

La ventaja de este método es la elevada pureza del metal, puesto que se excluye su contaminación con el azufre de la ceniza del coque y otras impurezas que pasan a la fundición líquida al formarse éste en el alto horno.
De este hierro de elevado grado de pureza pueden ser obtenidos aceros de...