Producción en hornos
El uso razonable del hierro fundido y la mas completa utilización de la chatarra ferrosa, se logra al producir aceros en horno.
A diferencia de los convertidores, los hornos de producción de acero son cámaras revestidas con material refractario donde se vierte arrabio en lingotes o líquido y chatarra ferrosa, junto con otros materiales que sirven de fundentes y aportadores de elementos necesarios para los procesos de oxidación. Luego el material se calienta por diversos métodos hasta su fundición con lo que comienzan los procesos de oxidación de las impurezas y del propio hierro y se va formando la escoria.
En estos hornos no se inyecta aire a la masa de metal fundido como en los convertidores, por el contrario los procesos de oxidación de las impurezas se realizan al interactuar los componentes de la escoria con el metal fundido de abajo.
Para lograr acero líquido dentro del horno se necesita una fuente intensa de calor que interactúe con el contenido del horno y pueda fundir el metal. Se distinguen dos tipos generales:
Los que usan combustible (hornos Martin).
Los que usan electricidad (de arco eléctrico y de inducción).
Hornos de combustible
Hornos Martin.
En los hornos Martin se elabora probablemente la mayor parte del acero producido en el mundo. En estos hornos el combustible utilizado puede ser gaseoso, líquido, sólido en polvo o sus combinaciones, la principales características que debe tener el combustible son:
Que pueda producir una llama muy caliente, 2000°C o más; ya que el metal fundido al final del proceso tiene una temperatura de cerca de 1650°C.
Que la llama sea lo mas radiante posible para que transmita calor por radiación al interior del horno, y así calentar el contenido de manera rápida y homogénea, y producir gases de escape mas fríos que afecten mínimamente los dispositivos de evacuación de gases.
Que no introduzca elementos nocivos al proceso.
Hornos eléctricos.
Los hornos eléctricos para la producción de acero son de dos tipos principales:
Hornos de arco.
Hornos de inducción.
Hornos de arco.
La construcción de los hornos de arco voltaico se basa en el calor generado por el arco eléctrico, formado entre los electrodos de grafito (o de carbón) y el baño metálico, que producen una temperatura de 3500°C o más.
En estos hornos se puede obtener acero de alta calidad, casi desprovistos de impurezas nocivas, con un contenido de carbono muy exacto y con elementos aleantes en proporciones definidas. Es decir acero especiales para altas prestaciones.
Hornos de inducción
Estos hornos se basan en el calor generado por elevadísimas corriente que se generan en la masa del metal. Estas corriente son inducidas por una bobina que rodea al crisol donde está el metal, y por la cual se hace circular corriente alterna de alta frecuencia. En esencia el horno recrea un transformador en el que el metal es el bobinado secundario en corto circuito.
En estos hornos el calor se genera en el metal y se trasmite a la escoria, por lo que la temperatura media de esta es menor que la del metal. Por eso no se efectúan las reacciones activas de intercambio entre la escoria y el metal, y por consecuencia, es imposible sustraer del metal las impurezas nocivas (fósforo y azufre).
La fundición se hace rápidamente y antes de terminar se introducen al horno los desoxidantes y si es necesario las adiciones de aleación.
Las ventajas de este método es que en él se puede calentar el metal a temperaturas muy altas y sin grandes dificultades hacer la fundición al vacío, por eso, además de producir aceros normales, se pueden producir aceros especiales como los inoxidables, los termorresistentes y otros de destinación muy especial.
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