Para explicar cómo ocurre la refinación de aceros es necesario iniciar por entender qué sucede en el proceso de refinación en sí. Los metales se refinan para eliminar las impurezas de materiales en bruto. Luego de extraer las materias primas, los metales se ubican entre el 96 y 99 por ciento de pureza del metal principal, conformando el resto de impurezas.
Los metales en bruto no pueden utilizarse en
la industria en esta etapa debido a la característica inferior en propiedades físicas,
químicas, y propiedades mecánicas. Estas impurezas pueden tener un valor muy
elevado en sí mismos, el oro y la plata recuperable de cobre, por ejemplo,
pagar el costo total del proceso de refinación. Es por eso que este proceso
consiste en quemar el exceso de
carbono y otras impurezas presentes en los metales.
Ahora bien, una de las dificultades para la refinación de aceros es su elevado punto fusión -un aproximado de 1.400ºC- que impide utilizar combustible y hornos convencionales. Precisamente, para poder superar estas dificultades, existen tres importantes tipos de hornos para el refinamiento del acero.
En ese caso, el oxígeno se introduce directamente mediante presión dentro o sobre carga a través del oxígeno en el aire, o en forma de óxidos de hierro o herrumbre en la chatarra. En este momento, algunas impurezas se oxidará y se perderán como gases mientras otras impurezas reaccionan con la piedra caliza fundida para formar una escoria que será colada posteriormente.
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Tipos de horno para la refinación de aceros
Uno de los hornos más
comunes en la refinación de acero es el
horno de hogar abierto. Este semeja un horno enorme y se le denomina porque
contiene en el hogar -o fondo- una
especie de piscina larga y poco profunda. Aproximadamente 8m de ancho, 15m de
largo y 1m profundidad.
En ese sentido, el
horno se carga en un 30% a 40% con chatarra y piedra caliza. Emplea aire
precalentado, combustible líquido y gas para la combustión, largas lenguas de
fuego pasan sobre los materiales, fundiéndolos. Al mismo tiempo, se quema o se
oxida el exceso de carbono y otras impurezas como el fósforo, silicio y manganeso.
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Por otro lado, está el horno de oxígeno básico, el que tiene una forma de pera que es capaz de producir una cantidad de aproximadamente 300 toneladas de acero en alrededor de 45 minutos. El horno se inclina desde su posición vertical y se carga con chatarra de acero fría -cerca de un 25%- y luego con hierro derretido. Luego de ser devuelto a su posición vertical, se hace descender hacia la carga una lanza de oxígeno refrigerada por agua y se fuerza sobre ella un flujo de oxígeno puro a alta velocidad durante 20 minutos.
Por último, se
encuentra el horno de arco eléctrico
para la refinación de acero. Este es considerado como el
más versátil de todos los hornos para fabricar acero. No solamente puede
proporcionar altas temperaturas, hasta 1.930ºC, sino que también puede
controlarse eléctricamente con un alto grado de precisión.
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