La fabricación del acero contempla diferentes procesos, mismos que un grupo acerero debe realizar para la obtención de esta aleación. ¿Te has preguntado cuáles son? ¡Continúa leyendo para conocerlos en 5 pasos!
¿Cuál es la materia prima para fabricar el acero?
La materia prima que utilizan los acereros para fabricar el acero contempla el mineral de hierro y el carbón, a los cuales se les añaden elementos llamados fundentes, mismos que favorecen la fusión y la formación de escorias. Los fundentes más utilizados son las piedras calizas.
En cuanto al mineral de hierro, contempla tanto rocas como minerales, de los cuales se puede extraer hierro metálico. Se compone principalmente de óxidos y carbonatos de hierro, es decir, hierro + oxígeno y hierro + carbono.
Por otro lado, con el carbón se crea el coque o coke siderúrgico, el cual es un combustible empleado para fabricar acero. Para ello, los carbones son destilados en un horno llamado de coquización, que es un compartimiento cerrado y diseñado para trabajar en ausencia de aire y a elevadas temperaturas.
¿Cómo se fabrica el acero?
El acero se fabrica a partir de elementos naturales o al utilizar reciclados: tanto chatarras férricas como inoxidables. En cuanto a su fabricación natural, el arrabio es un ingrediente fundamental; se trata de una fundición de hierro obtenida en el horno alto o alto horno, que es un reactor térmico de gran tamaño en el que se lleva a cabo la fundición.
Pero ¿qué relación guardan el mineral de hierro, el coque y los fundentes con el arrabio? Para contestar esta pregunta tenemos que ver uno a uno los procesos involucrados en la fabricación del acero. ¡Continúa leyendo para conocerlos!
Procesos de fabricación del acero
Los procesos de fabricación del acero son un conjunto de fases sucesivas involucradas en la obtención de esta aleación. En términos generales, podemos hablar de 5 pasos en la fabricación del acero, ¡veamos cuáles son!
1. Carga y depuración en el horno alto
El mineral de hierro, el coque y los fundentes se cargan en el horno alto, lo que ocasiona que el aire introducido a alta temperatura (más de 1.200 °C) haga combustión, posibilitando la depuración del mineral, ya que, al perder oxígeno, se reducen los óxidos de hierro, quedando hierro puro.
Sumado a ello, al mezclarse con el carbono del coque suscita una colada o chorro de metal líquido: el arrabio, que tiene una temperatura de 1.350 °C cuando recién sale del horno.
El arrabio se cuela de manera periódica por el crisol, que es una cavidad ubicada en la parte inferior del horno y que sirve para recibir el metal fundido. Esta acción posibilita la separación de la escoria, impureza producida por los desechos del proceso, la cual es menos densa.
2. Oxidación-reducción en el convertidor
Luego de la carga y depuración en el horno alto, la fundición resultante se vierte en un convertidor metalúrgico, aparato cilíndrico y refractario que posibilita la conversión de ésta en acero. En el convertidor es donde se lleva a cabo la oxidación-reducción de los contenidos de carbono, silicio, manganeso, azufre y fósforo.
En cuanto al arrabio, su transformación química es producida por una inyección de oxígeno, cuestión que hace que el carbono y las impurezas restantes se quemen. Esto ocasiona una temperatura de hasta 1.700 °C, la cual se controla y ajusta al añadir un porcentaje de chatarra del 20 al 30 %. Esta chatarra se origina de la industria siderúrgica y de otras fuentes, por ejemplo, los envases de hojalata.
3. Determinación del carbono
Este paso es definitorio, ya que el hierro, la colada y el acero son combinaciones químicas de hierro y carbono, cuya diferencia radica en el contenido de este último en cada uno. En concreto, el acero debe tener una tasa de carbono de entre 0,02 y 1 % máximo. Entre más alto sea su contenido de carbono, será más duro y resistente, y si su contenido es menor, será más plástico y manejable.
4. Proceso de colada continua
En este paso, el acero bruto es sometido al afino, un proceso en el que se eliminan aquellas impurezas que perjudican su empleo industrial y se optimiza su composición por medio de aditivos como el aluminio y el manganeso.
El chorro de metal o colada que surge del convertidor se vierte en moldes con forma rectangular, de los cuales sale continuamente a través del empleo de rodillos. Una vez que sale, su exterior ya se encuentra solidificado. Al final del proceso, los trozos o barras de metal que se formaron están completamente sólidos, teniendo un espesor de entre 20 y 25 cm. Posteriormente, se cortan para generar planchones de diversas medidas, según se desee.
5. Laminación
El paso final realizado por los acereros consiste en el proceso de laminación, el cual puede ser en caliente o en frío. En cuanto al primero, los planchones de acero se ablandan calentándose a 1.200 °C mientras se dirigen a un tren de bandas. De este modo, se estiran y afinan cuando pasan por los cilindros de laminación, los cuales comprimen los planchones.
Posteriormente, la lámina de acero resultante se enrolla en bobinas o cilindros dando origen al rollo de acero. Cuando este proceso concluye, el espesor de la pieza de acero es de tan sólo 1,2 a 5 mm.
Cuando termina el laminado en frío, las piezas se someten a un último recocido, ya que al ser calentadas a 800 °C, el acero recupera las propiedades disminuidas durante este tipo de laminado, recobrando en particular su ductilidad.
Como te habrás dado cuenta, cada uno de los pasos y procesos presentes en la fabricación del acero es de suma importancia. Asimismo, la precisión en el desarrollo de éstos otorga una enorme responsabilidad a los corporativos acereros, ya que tanto fabricantes como distribuidores tienen la tarea de obtener y distribuir acero de calidad, cuestión de enorme relevancia al tratarse de un material utilizado en grandes sectores, entre ellos la industria de la construcción.
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