Proceso de obtención del acero

Horno alto

1. La materia prima, formada por mineral de hierro (60%), carbón de coque (30%) y fundente (10%), se introduce en el horno alto.
2. Una vez encendido, funciona ininterrumpidamente.
3. A medida que se introduce la carga por la parte superior, esta baja y su temperatura aumenta hasta llegar al etalaje. Aquí, la temperatura es de 1650 ºC para que el hierro se haga líquido y se deposite en el crisol.
4. El fundente reacciona con la ganga formando escoria, que flota sobre el hierro fundido. La escoria se extrae por un agujero llamado piquera de escoria y se emplea para fabricación de cementos o aislantes térmicos.
5. Periódicamente, se abre la piquera de arrabio y se extrae hierro líquido del crisol. Este hierro se llama arrabio y contiene impurezas.
6. Casi todo el arrabio se convierte en acero a través del convertidor. A veces, se forman lingotes.
7. Rodeando el horno alto, se encuentra el anillo del cual se extrae aire caliente que se introduce en el horno a través de toberas.

Horno eléctrico

Es el único horno que convierte la chatarra en acero.

1. Se quita la tapadera y se introduce chatarra y fundente.
2. Se cierra el horno y se acercan los electrodos a la chatarra para que se comience a fundir.
3. Cuando la chatarra está fundida, se inyecta oxígeno.
4. Se inclina el horno y se extrae la escoria. Después, se añade el carbono y ferroaleaciones, y se sigue calentando.
5. Se inclina el horno y se vierte el acero en la cuchara, que lo llevará al área de moldeo.

Colada del acero

El acero líquido obtenido a través del horno eléctrico se solidifica, empleando alguno de los siguientes métodos de colada:

• Colada convencional: consiste en verter acero líquido sobre moldes con la forma de la pieza a obtener, se deja enfriar y se extrae la pieza.
• Colada continua: procedimiento de colada más moderno y económico. Consiste en verter acero líquido sobre un molde sin fondo con forma de curva y sección transversal con la forma geométrica del producto. El acero se enfría a medida que se desplaza.
• Colada sobre lingoteras: cuando la demanda de productos es baja y no tienen salida comercial, se vierten en lingoteras y se deja enfriar. Luego, se extrae la lingotera y se almacenan los lingotes hasta que la demanda aumente.

Trenes de laminación

La laminación consiste en hacer pasar el material entre dos rodillos de manera que se reduce la sección transversal y aumenta la longitud.

Existen dos tipos: laminación en caliente (la temperatura del material suele ser de 1000 ºC) y laminación en frío (se realiza a temperatura ambiente).

Productos ferrosos

• Hierro: son aquellos productos ferrosos cuyo porcentaje de carbono está comprendido entre 0,01 y 0,03%. Son blandos y difíciles de obtener, por lo que tienen pocas aplicaciones comerciales.
• Aceros: son aleaciones hierro-carbono. El porcentaje de carbono está comprendido entre 0,03 y 1,76%.
• Fundiciones: son aleaciones hierro-carbono. El porcentaje de carbono está comprendido entre 1,76 y 6,67%.
• Grafitos: se obtienen cuando el porcentaje de carbono es mayor a 6,67%. No tienen aplicaciones porque son muy frágiles.

Tipos de acero

Se clasifican en:

• Aceros no aleados: cuando el porcentaje de los elementos químicos que intervienen en la aleación es menor o igual a 0,10%. Según el porcentaje de carbono, se clasifican en:
  • Acero extra suave: 0,1 a 0,2% C
  • Acero suave: 0,2 a 0,3% C
  • Acero semisuave: 0,3 a 0,4% C
  • Acero semiduro: 0,4 a 0,5% C
  • Acero duro: 0,5 a 0,6% C
  • Acero extra duro: 0,6 a 0,7% C
• Aceros aleados: son aquellos que, además de hierro y carbono, contienen algún otro elemento en proporciones mayores a 0,10%.

Presentaciones comerciales del acero

Las formas más comunes de los aceros que se emplean en la industria mecánica y metálica pueden clasificarse en:

• Palastros: son chapas laminadas que miden entre 1×2 m y 3×3 m.
• Barras: son piezas más largas que anchas, macizas y de secciones variables. Si la sección de la barra es redonda y su diámetro es menor a 5 mm, se denomina alambre. Cuando las pletinas tienen un espesor muy pequeño y gran longitud, se denominan flejes.
• Perfiles: son piezas huecas de secciones variables, cuya longitud puede oscilar entre 5 y 12 m.

Fundiciones

Son aleaciones hierro-carbono que, además, pueden contener otros elementos. El porcentaje de carbono oscila entre 1,76 y 6,67%.

Las fundiciones se clasifican atendiendo a la fractura, las propiedades y la composición:

• Ordinaria:
  1. Fundición blanca: muy dura y frágil, se emplea como materia prima para fabricar aleaciones maleables.
  2. Fundición gris: color gris porque el carbono está en forma de grafito, se usa en fundiciones maleables.
  3. Fundiciones atruchada: tiene propiedades intermedias entre las otras dos.
• Aleada: además de hierro y carbono, lleva otros elementos químicos que mejoran sus propiedades.
• Especial:
  1. Maleable de corazón blanco: se moldea la pieza en fundición blanca; se recubre la pieza de mineral de hierro y se introduce en horno a 1000 ºC; se va enfriando lentamente el horno hasta temperatura ambiente.
  2. Maleable perlítica: se moldea la pieza en fundición blanca; se recubre de arena y se mete en horno a 900 ºC; se enfría lentamente hasta temperatura ambiente.
  3. Maleable de grafito esferoidal o modular: a la fundición gris se le añade cerio y magnesio, luego se echa en un molde y se deja enfriar.