Horno convertidor

Fue el primer horno ideado para producir acero en grandes cantidades a partir de arrabio. Su nombre designa el proceso ya que en pocas palabras es un convertidor de acero. Es un horno alto giratorio en forma ovalada con una abertura en su parte superior por donde se introduce el arrabio y también se extrae el producto final: acero de alta calidad. El proceso consiste en elevar la temperatura del hierro hasta más arriba del punto de fusión del mismo, librándolo de impurezas. Estos hornos son refractarios y están recubiertos por determinadas sustancias dependiendo del grado de fosforo que posea al arrabio. Si tiene altas cantidades de fosforo, el horno es recubierto con dolomita y un poco de alquitrán, este proceso se llama Bessemer básico. Si el arrabio posee bajas cantidades de fosforo, se recubre con arcilla y cuarcita, y se le llama Bessemer acido. De este tipo de horno se desprenden 2 clasificaciones: El convertidor de Bessemer y el horno básico de oxigeno (BOF). Cabe destacar que el convertidor de Bessemer ha sido reemplazado por el BOF:

Horno convertidor de Bessemer: el horno es hecho de palastro y el procedimiento para producir acero en el, va de la siguiente forma: El convertidor se carga con chatarra fría y se le vacía arrabio derretido. En la parte inferior del horno hay compartimientos con 9 y hasta 13 tubos cilíndricos por los que entra el aire a presión. Su función principal obtener arrabio exento de carbono mediante la penetración en el arrabio del aire a presión. La oxidación a causa del aire, mantiene el hierro fundido durante el proceso. El hierro queda desprovisto de carbono porque al aplicar aire a presión, el oxigeno se une con el carbono, volviéndose gaseoso. Cuando esto sucede, se detiene el soplado de aire y se introduce por la boca superior del horno una masa fundida de ferromanganeso, para así obtener acero. También se agregan las aleaciones con las que se unirá el hierro dependiendo del tipo de objeto que luego se vaya a fabricar. El horno puede llegar a temperaturas entre 1200ºC hasta 1600ºC.

Horno Básico de Oxigeno (BOF): El horno básico de oxigeno es un horno en general, muy parecido al Bessemer, con 2 grandes diferencias: en lugar de inyectar aire a presión, en este horno se usa el oxigeno a presión, esto eleva mucho mas la temperatura que en el Bessemer anterior y además, alcanza estas temperaturas en un tiempo mas reducido. El nombre de básico se debe al hecho de que las el horno está cubierto por un componente básico. En este horno además del arrabio, se incluyen otros compuestos al principio: Chatarra de acero y elementos que ayuden a formar escoria, como la cal. El horno alcanza temperaturas mayores a las del horno de Bessemer, alrededor de 2500ºC hasta 3000ºC. Es considerado el sistema más eficiente de producción de acero de alta calidad.

Horno Eléctrico

En algunos hornos el calor para fundir y refinar el acero procede de la electricidad y no de la combustión de gas. Los hornos eléctricos son sobre

todo útiles para producir acero inoxidable y aceros aleados que deben ser fabricados según unas especificaciones muy exigentes, debido a que las condiciones de refinamiento se pueden modificar y adaptar más fácilmente en este horno que en los demás. La materia primera de este horno para producir acero (a diferencia del horno convertidor en donde se usa el arrabio) es la chatarra, aunque también a veces se suele introducir una pequeña cantidad de carbono y cal. Antes de poder utilizarla, la chatarra debe ser analizada y clasificada, porque su contenido en aleaciones afecta a la composición del metal refinado. Después de esto, se puede proceder a calentar toda la materia prima a partir de electricidad. Existen 2 tipos de hornos eléctricos:

Hornos de inducción: Constan de un crisol de arcilla refractaria, en donde se deposita el material para después rodearlo con una bobina o espiral por el que se hace pasar la corriente eléctrica. Las corriente eléctrica en el interior de la bobina aumentan la temperatura lo suficiente como para fundir la materia prima que luego se transformará en acero. En este tipo de hornos la temperatura es un poco menor, sin embargo, puesto que la temperatura no necesita ser más alta que la requerida para fundir la carga, la chatarra puede ser refundida sin que sea “quemada” la calidad del material. El resultado serán aceros de alta calidad usados más que todo en la fabricación de herramientas de precisión e instrumentos más delicados.

Hornos de arco eléctrico: el proceso para estos es ligeramente diferente: luego de que la materia prima se deposita en los hornos se hacen descender hasta la superficie del metal 3 electrodos. La corriente eléctrica fluye por uno de los electrodos, forma un arco eléctrico hasta el material, recorre el metal y vuelve a formar un arco hasta el siguiente electrodo. La resistencia del metal al flujo de corriente genera calor, que junto con el producido por el arco eléctrico funde el metal con rapidez. Actualmente, se ha difundido también el uso de oxigeno para disminuir el contenido de carbono y aumentar la temperatura mas rápidamente. Es importante tener en cuenta que en este tipo de hornos, dependiendo del tipo de acero que se quiera producir se usan diferentes cubiertas de escoria. Si se quieren producir acero con elementos oxidables como el cromo, se usa 2 cubiertas de escoria. Además, una escoria de naturaleza oxidante favorece el efecto de los fundentes sobre el carbono, fósforo y silicio; en cambio, en el proceso de fusión reductora, una escoria con estas características elimina el oxido de hierro y el azufre. En este proceso suele haber grandes cantidades de nitrógeno, debido a las altas temperaturas por la corriente eléctrica (aproximadamente 3500ºC).

Referencias Bibliográficas

http://es.wikipedia.org/wiki/Convertidor_Thomas-Bessemer#cite_note-4

http://sena.blackboard.com/courses/1/289591/content/_11892221_1/dir_!53656d616e612034.zip/Semana%204/Semana%204/s4metmat/s4acobten4.htm

http://html.rincondelvago.com/siderurgia_altos-hornos.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Alto_horno_el%C3%A9ctrico

http://html.rincondelvago.com/acero-en-horno-electrico.html

http://www.sapiensman.com/ESDictionary/docs/d12.htm

http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/01/transformacion-del-arrabio-en-acero.pdf

http://thomasvillafana.blogspot.com/2005/07/produccin-del-hierro-y-el-acero-el.html

http://www.infoacero.cl/acero/que_es.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Acero