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En la actualidad, el acero, una forma purificada del mineral del hierro, se ha convertido en uno de los servidores más útiles de la humanidad. La naturaleza proporcionó las materias primas como son: mineral de hierro, el carbón mineral y la piedra caliza y el ingenio humano lo convirtió en un incontable número de productos.

El primer paso en la fabricación de cualquier hierro o acero es la producción del arrabio o hierro de primera fundición, en el alto horno. Con aproximadamente 40 m de altura, es un enorme cascarón de acero recubierto con ladrillo resistente al calor. Una vez encendido, el alto horno es de producción continua, hasta que necesite renovarse la capa de ladrillo, o hasta que disminuya la demanda de arrabio.

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La mezcla se va alimentando al horno a través de la parte superior, llamada tragante. En ella un mecanismo de trampillas permite la entrada de la materia prima evitando que escapen al exterior gases, humos y sustancias contaminantes.

Por la parte inferior del horno se inyecta por unas toberas aire caliente. Este aire reacciona en la zona de etalajes con el coque, el coque se transforma en CO generando una temperatura de 1800ºC.

Con esta temperatura la carga llega en la zona inferior del horno a la temperatura de fusión del hierro y debido a la diferencia de densidades entre el hierro y la escoria estos quedan separados en el fondo del horno, en una zona llamada crisol.

El hierro fundido queda en la capa inferior del crisol y la escoria en la superior. Posteriormente se rompe (pincha) el tapón cerámico que obtura la piquera de arrabio y es sangrado el horno, extrayéndose el hierro de primera fusión, hierro colado o arrabio y a continuación la escoria.

El arrabio se vierte en grandes recipientes llamados cucharas, éstas pueden ser abiertas o cerradas (torpedo), que es un vagón semicerrado recubierto en su interior por ladrillos refractarios que mantienen el arrabio fundido, mientras es transportado hasta el horno de afino LD, donde le quitarán al arrabio las impurezas que todavía contiene y que lo hacen poco adecuado para el uso industrial.

Lo que ocurre en las zonas superiores del horno (vientre y cuba) son procesos químicos complejos por los que el CO producido en la zona de etalajes reacciona con el mineral reduciéndolo y transformándolo a medida que la carga baja a través del horno en hierro metálico.

¿Qué función tienen los otros dos componentes de la mezcla?

•          El coque cumple tres papeles durante el proceso.

a) Combustible, aportando el calor necesario para la fusión de la escoria y del metal.

b) Soporte de la carga y responsable de la permeabilidad de la misma, dada su gran porosidad.

c) Reductor de los óxidos de hierro.

•          El fundente cumple una doble función.

a) Reduce la temperatura de fusión del hierro.

b) Reacciona con los elementos que acompañan al mineral para formar la escoria.

·         El hierro colado o arrabio obtenido del alto horno es un producto que todavía no está listo para ser utilizado industrialmente.

•          Por un lado contiene impurezas de elementos como azufre o silicio.

•          Por otro lado contiene un porcentaje demasiado alto de carbono y por último todavía arrastra restos de óxidos de hierro.

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¿Cuáles son los materiales que se utilizan?

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¿Cuáles son los materiales que se utilizan?

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Materias primas

- mineral de hierro, que lleva el metal.

- carbón de coque, combustible que aporta carbono.

- piedra calcarea o caliza, actúa como fundente.

El horno es alimentado con una mezcla de mineral de hierro, carbón de coque y fundente, generalmente piedra caliza. La proporción entre estas tres sustancias ha de ser:

2Tm de mineral - 0,5Tm de coque - 1Tm de fundente.

Mediante una cinta transportadora esta mezcla se lleva hasta una tolva situada en la parte superior del horno.

La mezcla se va alimentando al horno a través de la parte superior, llamada tragante. En ella un mecanismo de trampillas permite la entrada de la materia prima evitando que escapen al exterior gases, humos y sustancias contaminantes.

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¿Qué equipos se utilizan en este proceso?

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¿Qué equipos se utilizan en este proceso?

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Un alto horno es una instalación industrial en la que la mena contenida en el mineral de hierro es transformada en arrabio, también llamado hierro bruto.

Estas instalaciones reciben este nombre por su gran altura que suele estar en torno a los 30 metros. Un alto horno es un horno de cuba, formado por dos troncos de cono unidos por sus bases mayores. El tronco superior recibe el nombre de cuba, y el inferior se llama etalajes, la zona intermedia se llama vientre. La parte interior del horno está recubierta por material refractario y la exterior es de chapa de acero, entre ambas capas se dispone un circuito de refrigeración.

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¿Cuáles son los pasos en el proceso para convertir la mena de hierro en hierro o arrabio?

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¿Cuáles son los pasos en el proceso para convertir la mena de hierro en hierro o arrabio?

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El mineral que lleva por nombre mena, se encuentra formando parte de las rocas, las cuales además de la mena contienen contienen componentes no útiles llamados gangas. Ambas partes deben ser separadas, para lo que habitualmente se pueden emplear dos métodos:

•          Imantación: en primer lugar, se tritura la roca y se hace pasar por un campo magnético aquellos productos que contengan hierro se separarán de las otras rocas.

•          Separación por densidad: una vez triturada, la roca se sumerge en agua. Al tener la mena distinta densidad que la ganga, ésta se separa del mineral de hierro.

Independientemente de cuál sea el método utilizado, una vez realizada la separación del mineral de hierro, se le somete a un proceso por el que se forman una especie de aglomerado de mineral llamado pelets. Estos se transportan a la planta siderúrgica donde se procesarán en el alto horno.

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ACERO; Obtencion Alto Horno (Como lo hacen)