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HORNO DE OXIGENO BASICO (BOF)
El nombre de: horno basico de oxigeno se debe a que tiene un
recubrimiento de refractario de la línea básica y a la inyección del
oxígeno.
Este horno fue inventado por Sir Henrry essemer! a mediados de
"#$$.
El %roceso &' se origino en (ustria en ")*+! fue hecho para
convertir arrabio con ba,o contenido de fosforo -$./0 se bauti1o con
las iniciales 23 2an1a de 2in1! 2uego la t4cnica se extendió para
arrabios de alto fosforo! mediante la adición al chorro de oxigeno de
polvo de piedra cali1a. Entonces se logro la producción de aceros con
arrabio de contenidos con alto fosforo que llegan al +/.
PARTES CONSTITUYENTES
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". Entrada de flu,os y refrigerantes+. 5ierre movil. &rificio de colado6. 5arcasa de acero*. Entrada de vapores de limpie1a7. 8efrigerante por agua9. 2an1a refrigerante por agua#. 8evestimiento refactario
FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO
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En las plantas siderrgicas integradas se transfiere el arrabio desde el
alto horno al &' en carros de ferrocarril llamados ;carros cuchara de
hierro caliente
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2os gases de 5& y 5&+ que se producen en la primera
reacción. Escapan a trav4s de la boca del recipiente del &' y
se captan en la campana de emisionesB los productos de las
otras tres reacciones se retiran como escoria! con el uso de cal
como elemento fundente.
3urante el proceso! el contenido de 5 en el hierro disminuye en
forma casi lineal con el tiempo! lo que permite un control muy
predecible de los niveles de carbono en el acero.
3espu4s de refinarlo al nivel que se desea! el acero fundido se
extraeB a la colada se vierten ingredientes de aleación y otros
aditivosB despu4s se extrae la escoria. En +$ minutos es posible
procesar una colada de +$$ toneladas de acero! aunque el ciclo
completo toma 6* minutos! aproximadamente.
Es un horno muy parecido al essemer con la gran diferencia de
que a este horno en lugar de inyectar aire a presión se le inyecta
oxígeno a presión! con lo que se eleva mucho más la
temperatura que en el essemer y en un tiempo muy reducido.
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2a carga del horno está constituida por 9*/ de arrabio
procedente del alto horno y el resto es chatarra y cal. 2a
temperatura de operación del horno es superior a los "7*$C5 y
es considerado como el sistema más eficiente para la producción
de acero de alta calidad.
( trav4s de este proceso obtenemos del convertidor dos
productos:
a0 Escorias: el fundente se pega a las impure1as y las hace flotar
formando la escoria.
b0 Acero: en la parte inferior del convertidor quedara el hierro y el
carbón que no se ha quemado
2os aceros se pueden me1clar con otros elementos químicos -silicio!
cromo! níquel! manganeso!D0para obtener aceros aleados! pudiendo
obtener en función del elemento con el que ,untemos y su cantidad
podemos obtener acero con mltiples propiedades y para mltiples
aplicaciones.
na de las venta,as de este tipo de hornos es que pueden
producirse algunos grados de acero inoxidable y alta aleación los
cuales no pueden hacerse en el horno básico y de hogar abierto.
2a calidad del producto es tan buena o me,or de la del acero
producido en horno básico de hogar abierto.
5erca de la mitad del acero producido por el proceso básico de
oxígeno se usa en láminas! placas y acera estructural de calidad
para soldadura. 2a otra mitad se utili1a para acero efervescente
o agitado! mediante el cual se hacen partes de embutido
profundo! como partes de carrocería de automóviles.
(unque se pueden producir algunos aceros de aleación con este
proceso! el ciclo de tiempo aumenta considerablemente!
eliminando así su venta,a principal. 5onsecuentemente! el
proceso de oxígeno básico! como el del hogar abierto! se emplea
generalmente para producir altos tonela,es de acero con un ba,o
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nivel de carbono! que son los de mayor consumo. Estos aceros
con ba,o nivel de carbono se utili1an para barras! perfiles y
planchas gruesas y delgadas.
HORNO DE ARCO ELECTRICO DIRECTO
n horno de arco el4ctrico es aquel horno! que como su nombre lo dice! se
calienta a trave1 de un arco el4ctrico.
El ob,etivo del horno de arco el4ctrico ! es transformar la chatarra en acero
industrial de alto grado.
%uede producir todo tipo de aceros! desde aceros con regular contenido de
carbono hasta aceros de alta aleación! tales como aceros para herramientos!inoxidables y aceros especiales.
Su chatarra es cuidadosamente seleccionada. El arrabio fundido raramente se
ocupa.
Son los más usados en la industria del acero y fundición.
En el monofásico -o de corriente continua0 hay dos calentamientos. no es
producido por el arco radiante indirecto! al igual que el Stassano! y el otro se
deriva del efecto Foule producido por la corriente a su paso por el baGo de acero
hasta el electrodo de retorno.
%ueden traba,ar con el arco sumergido en la escorio! lo cual ahorra energía.
En el trifásico! por otro lado! el arco salta entre los tres electrodos a trav4s del
baGo de acero. En este caso! hay un calentamiento por radiación del arco el4ctrico
al baGo y otro Foule por el paso de la corriente por el propio baGo. %uede traba,ar
tambien sumergido en la escoria.
PARTES CONSTITUYENTES
2a instalación básica de un horno de arco el4ctrico consiste de una carcasa conun techo encima del mismo. 2a carcasa está revestida con ladrillos cerámicos
-normalmente con ladrillos refractarios de magnesita0 que actan como aislante
entre el horno y el acero líquido. En la parte superior de las paredes del crisol y las
paredes interiores del techo! elementos de enfriamiento por agua son utili1ados en
lugar de aislantes cerámicos. Estos paneles enfriados por agua se ubican de tal
manera que no exista un contacto directo con el acero líquido.
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2a cuba: Es la parte del horno que contiene la puerta de carga y la colada. Esta
hecha de planchas de acero dulce de 6mm de espesor.
oveda: 2a boveda es la tapa del horno! construido con anillos metálicos
refrigerados y revestidos con material refractario de alumina.
%aedes: 2as paredes del horno son que las que están en contacto con la masa
líquida hasta una determinada altura. Están revestidos de ladrillos de
magnesita y cromo?magnesita segn sea la parte que va a estar en contacto
con la escoria y la masa fundida.
Solera: Solera es la parte que contiene al metal fundido! esta revestido de
ladrillos refractarios de magnesita o dolomita de $$ a 6$$ mm.
Electrodos: Son de grafito y existen varios diametros y longitudes por e,emplo.
"$$ mm de diametro y +m de longitud se su,etan con morda1as de cobre
refrigeradas por agua a las barras longitudinales.
Aecanismo de basculación: %ara efectos de vaciar el acero fundido a la
cuchara de colada se tienen sistemas de basculación o giro hidralico.
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FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO
%revio al comien1o de las operaciones de fusión y calentamiento! el horno es
cargado con chatarra de acero reciclado! utili1ando una canasta de chatarra que
ha sido cuidadosamente cargada en el patio de chatarra. 2uego de la carga de la
chatarra! se cierra el techo y tres electrodos de grafito descienden hasta la
chatarra. 2a energía el4ctrica se enciende y al contacto se transforma en calor
cuando se produce el arco el4ctrico entre los electrodos y el material de carga
sólido. ( medida que la chatarra se funde! comien1a a formarse un baGo de acero
líquido en el fondo del horno.
2os electrodos son ba,ados a medida que la chatarra se funde y se hunde dentro
de la misma chatarra. El movimiento vertical de los electrodos se obtiene mediante
el a,uste de la posición de los bra1os de los electrodos! que son controlados por la
realimentación del sistema el4ctrico! supervisando constantemente el rendimientoel4ctrico y apuntando a un ingreso óptimo de energía en un punto específico
predefinido.
( medida que la chatarra se funde! se dispone de mayor volumen dentro del horno
y en un determinado momento la energía el4ctrica se corta! se abre el techo del
horno y otra canasta de chatarra es cargada en el horno. Se enciende otra ve1 la
energía el4ctrica y comien1a la fusión de la segunda canasta.
5uando todas las canastas de chatarra -normalmente + o 0 han sido fundidas! elcalentamiento contina por cierto tiempo a fin de sobrecalentar el acero hasta la
temperatura final de la colada. 3urante este período normalmente denominado
período de afino pueden reali1arse algunas operaciones metalrgicas tales
como la desulfuración! la defosforación y la decarburación.
5uando el acero ha logrado la composición y la temperatura adecuadas! se corta
el suministro de energía el4ctrica del horno y se procede al colado del mismo.
2o primero es seleccionar la chatarra en función de sus características! asícomo su peso.
3espu4s! se lleva la chatarra -por medio de electroimanes0 a una cuba que
posteriormente se verterá en el horno.
El paso siguiente es cuando se vierte la chatarra -que ahora se le denomina
crisol0 a la cuba del horno.
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Hay un m4todo para llenar la cubaB primero que nada se introducen los
materiales mas pesados en el fondo y los mas livianos en la parte superior!
para que los electrodos puedan perforar mas fácilmente y asi poder derretir los
materiales mas pesados del fondo.
El horno de arco el4ctrico esta formado por una cuba en la cual se introduce lachatarra a la que se denomina crisol.
na ve1 introducida la chatarra se procede al calentamiento del horno. El
calentamiento se reali1a mediante los electrodos de grafito o carbono para
resistir altas temperaturas y permitir la conducción de electricidad.
En esta caso! usaremos de e,empló el horno de arco el4ctrico directo trifásico!
que contiene tres electrodos que cuando llegan a la caldera descargan
""*$$$$$$ de Iats de electricidad. El arco el4ctrico funciona mediante el arco
de electricidad que salta entre ellos. 5ada electrodo los separa un gas - el aireque respiramos0 - 9#/ nitrógeno0 -+"/ oxigeno0 el grafito conduce electricidad
asi que salta de un electrodo a otro. Esta es la que derrite la carga de chatarra
con acero.
na ve1 fundida toda la chatarra! en el interior del horno tenemos hierro
fundido y escoria. 2a escoria está formada por todos aqu4llos materiales que
no han sido evaporados a "7$$ 5.
2lega el momento de reali1ar un análisis química para saber si el material
fundido rene las cualidades requeridas.
%ara ello! se anali1a la escoria ya que la calidad de la escoria nos refle,ará la
calidad del hierro fundido.
En caso de que no se adecuen las cualidades del metal se deberá introducir
carbono para enriquecer la fundición y dotarle de las propiedades necesarias
para su posterior utili1ación.
HORNO DE INDUCCION
• %(8=ES 5&JS=K=LEJ=ES
• 'J5K&J(AKEJ=& 3E2 %8&5ES&
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HORNO DE HOGAR ABIERTO
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HORNO DE CRISOL
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