Elaboración de acero en convertidores
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Elaboración de acero en convertidores. La elaboración de acero en convertidores es un método desarrollado en el año 1855 por el metalúrgico ingles H. Bessemer, y consiste fundamentalmente en soplar aire comprimido al arrabio vertido en un recipiente especial llamado convertidor.
Sumario
Generalidades
Para la producción de aceros, se emplean como materias primas fundamentales, el arrabio y la chatarra de metales ferrosos. El acero, comparado con el hierro fundido obtenido en los altos hornos, contiene mucho menos cantidad de carbono e impurezas, debido a que estas últimas se eliminan por oxidación durante el proceso de elaboración del acero. Los métodos comúnmente utilizados para obtener aceros son: de convertidores; producción en hornos Martin y producción en hornos eléctricos.
Método de convertidores
El convertidor es un recipiente en forma de pera, hecho con chapas de acero remachadas de 15 a 30 cm de espesor. Su cavidad interior se encuentra revestida de material refractario que forma una capa de alrededor de 300 mm de espesor. Su volumen útil promedio es de alrededor de 30 t.
El aire comprimido entra por agujeros en el fondo del convertidor, que tienen un sistema para controlar y/o regular su entrada. Mediante mecanismos, el convertidor puede tomar una posición horizontal para cargar la materia prima y descargar el acero, llevándose a la posición vertical que será la de trabajo y coincidirá con el mayor suministro de aire.
Método Bessemer
El método Bessemer o de converción ácida, se obtiene en un convertidor que está revestido de ladrillos Dinas, lo que hace un revestimiento ácido. Este es un material refractario que contiene de un 90 a un 97% de SiO2. El revestimiento se corroe por las escorias, por lo que por este método solo se pueden tratar arrabios silíceos, y el hierro que se transforma debe tener contenidos mínimos de fósforo y azufre.
El convertidor se coloca horizontal, se calienta y se carga con arrabio líquido; se suministra aire y se lleva a la posición vertical o de trabajo.
En un primer periodo comienza la oxidación de las impurezas de hierro por la reacción entre el óxido de hierro formado y el silicio y manganeso que hay en el hierro. La oxidación del silicio desprende grandes cantidades de calor, aumentando la temperatura de la fundición.
El segundo periodo se caracteriza por un aumento de temperatura de hasta 1500°C, creándose una combustión intensa del carbono, hasta formarse CO2.
En el tercero y último periodo, se produce un humo pardo que indica la oxidación del hierro. Aquí termina el proceso; se lleva el horno a la posición horizontal, reduciéndose el suministro de aire.
Método Thomas
Fue creado en 1878 por el inglés Thomas y se usa para hierros ricos en fósforo. El revestimiento de este convertidor se hace de dolomita, que es un material refractario compuesto de MgCO3.CaCO3.
La capacidad de estos convertidores es mayor que la de los Bessemer, pues a la materia prima empleada hay que agregarle cal. En este caso, el convertidor se calienta y se carga con la cal, después se vierte el arrabio y se suministra el aire.
Ventajas del acero logrado en convertidores
- Alta capacidad de producción
- No es necesario combustible, pues la temperatura se logra a partir del desprendimiento de calor del proceso de oxidación.
- Bajo costo del acero obtenido.
Desventajas
- No se pueden transformar grandes cantidades de chatarra.
- Las fundiciones deben ser de una determinada composición.
- Hay grandes pérdidas de metal al quemarse.
- Se hace difícil regular el proceso, obteniéndose aceros con elevados contenidos de óxido de hierro y nitrógeno.
Los aceros de convertidores
Estos aceros pertenecen a los de calidad corriente y se emplean para elaborar chapas de aceros, tubos soldados, perfiles laminados para construcción, alambres, etc.
Fuente
- Malishev, A. y col. Tecnología de los Metales. Edit. Mir. Moscú. 1987
