TECNOLOGA DE LOS MATERIALES ELABORACIN DE ACEROS

1 E. LANCELLOTTI

ACEROS

Los aceros son aleaciones de hierro y carbono, con porcentajes de carbono variables entre 0,08 y 2,14%. Se distinguen de las fundiciones, que tambin son aleaciones de hierro y

carbono, en que en estas ltimas la proporcin de carbono puede variar entre 2,14% y 6,70%,

aunque comercialmente no superan el 4,5% de carbono.

La diferencia fundamental entre ambos materiales es que los aceros, por su ductilidad,

son fcilmente deformables en caliente mediante forjado, laminacin o extrusin, mientras que las fundiciones son frgiles y se elaboran por moldeo.

Adems de los componentes principales ya indicados, los aceros incorporan otros

elementos qumicos. Algunos son perjudiciales (impurezas) y provienen de la chatarra, el mineral o el combustible empleado en el proceso de fabricacin, y es el caso del azufre y el

fsforo. Otros se aaden intencionalmente para la mejora de alguna de las caractersticas del acero (aleantes), y pueden utilizarse para incrementar la resistencia, la ductilidad, la dureza, etctera, o para facilitar algn proceso de fabricacin como puede ser el mecanizado.

Elementos habituales para estos fines son el nquel, el cromo, el molibdeno y otros. La

densidad promedio del acero es 7,850 kg/dm3.

El mtodo ms difundido para la fabricacin de los aceros consiste en el empleo del Alto

Horno, en el cual se introducen Mineral de Hierro, Carbn de Coque y Fundentes, y se obtiene

Fundicin de Primera Colada o Arrabio, con elevado porcentaje de carbono, adems de escorias y gas de Alto Horno.

Inmediatamente el Arrabio en estado lquido es enviado al Convertidor, donde se reduce

la elevada cantidad de carbono quemndola con oxgeno (convertidor LD) o aire (convertidor Thomas o Bssemer), y adems diluyndola mediante el agregado de chatarra. Este mtodo es rpido y permite obtener aceros de mediana calidad pero con elevada produccin.

Tambin se puede enviar Arrabio en estado lquido al Horno Siemens Martins, donde se

obtiene acero mediante un proceso ms lento que el correspondiente al Convertidor pero de

mayor control y calidad, y que permite la recuperacin de los gases calientes que se generan.

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En este horno se reduce el contenido de carbono del arrabio por la decarburacin con

aire, y por la dilucin con chatarra o mineral de hierro.

Por ltimo, la mayor versatilidad para la elaboracin de aceros la permite el Horno

Elctrico, en donde no se utilizan corrientes de aire u oxgeno para la decarburacin, sino que

se emplean xidos slidos. En ste horno se puede cargar arrabio lquido o slido (lingotes), el cual se diluye con chatarra y mineral de hierro y se agregan aleantes, hasta conseguir aceros

de la calidad requerida.

Tambin se puede proceder en el Horno elctrico a la purificacin de un acero obtenido

por cualquiera de los otros mtodos, o a la fabricacin de aceros especiales mediante el

agregado de distintos aleantes.

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Pro

ceso en una acera inte

gra

l

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Elaboracin de acero en horno elctrico

CARACTERISTICAS Y FUNCIONAMIENTO DEL HORNO ELCTRICO

El horno elctrico permite un calentamiento rpido a elevadas temperaturas, las cuales

son fcilmente controlables. En el horno no circulan corrientes de aire u oxgeno para

decarburar, lo cual constituye una ventaja dado que los aceros elaborados quedan excentos de inclusiones xidas, y a los efectos de lograr el producto deseado se emplean xidos slidos.

Uno de los usos ms difundidos del horno elctrico es para fabricar aceros especiales

partiendo de un acero ya refinado.

El tipo de horno elctrico ms utilizado en las aceras corresponde al de arco voltaico

con corriente alterna o contnua, provisto de dos o tres electrdos, con dimetros variables

entre 40 a 60 cm., y con un dispositivo automtico de tipo hidrulico o mecnico que regula

automtica-mente la distancia entre ellos y el bao lquido.

Todo el horno apoya sobre una cuna o balancin de base curva (no plana), que permite bascular el horno para descargar las escorias y realizar la colada del acero, mediante

movimientos controlados por dispositivos hidrulicos.

El suministro elctrico del horno lo proporciona un transformador de potencia adecuada,

con salidas variables a fin de poder regular la intensidad de la corriente elctrica segn las

necesidades de la operacin. La capacidad de carga de los hornos elctricos va en aumento

conforme los avances tecnolgicos lo permiten, y es as que actualmente se construyen hornos

de hasta 100 tn de capacidad con potencias elctricas de 25 MWatt, y un consumo de energa

elctrica entre 600 a 800 KWatt.hora por cada tn de acero producida, que requiere elevadas

corrientes de entre 10.000 a 12.000 amp, razn por la cual son tan numerosos los cables

elctricos que la conducen hasta los electrodos.

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Carga de Arrabio en un Horno Elctrico

Operacin de un Horno Elctrico

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Descarga de un Horno Elctrico