PROCESO DE SOLDADURA

Soldadura  La soldadura es un proceso de unión de materiales en la cual se funden las superficies de contacto de dos (o más) partes mediante la aplicación conveniente de calor o presión. La soldadura es un proceso relativamente nuevo, su importancia comercial y tecnológica se deriva de los siguiente: La soldadura proporciona unión permanente La unión soldada puede ser más fuerte que los materiales originales. En general, la soldadura es una forma más económica de unir componentes, en términos de uso de materiales y costos de fabricación. La soldadura no se limita al ambiente de fábrica. Puede realizarse en el campo. Tipos de Soldadura Soldadura por fusión – estos procesos usan el calor para fundir los materiales base. En muchas operaciones de soldadura por fusión, se añade un metal de aporte a la combinación fundida para facilitar el proceso y aportar volumen y resistencia a la unión soldada. Soldadura de estado sólido – este proceso se refiere a los procesos de unión en los cuales la fusión proviene de la aplicación de presión solamente o una combinación de calor y presión. Algunos procesos representativos de este proceso son: ·    Soldadura por difusión, las partes se colocan juntas bajo presión a una temperatura elevada. ·    Soldadura por fricción, es un proceso similar al de difusión, solo que la temperatura se obtiene al friccionar las partes a unir. ·   Soldadura ultrasónica – se realiza aplicando una presión moderada entre las dos partes y un movimiento oscilatorio a frecuencias ultrasónicas en una dirección paralela a las superficies de contacto. La combinación de las fuerzas normales y vibratorias produce intensas tensiones que remueven las películas superficiales y obtienen la unión atómica de las partes. La Unión por Soladura La soldadura produce una conexión sólida entre dos partes denominada unión por soldadura, así es como se denomina a este contacto de los bordes o superficies de las partes que han sido unidas.  Tipos de uniones    (a)    Unión empalmada – en esta unión, las partes se encuentran en el mismo plano y                   unen sus bordes.    (b)    Unión de esquina – Las partes en una unión de esquina forman un ángulo recto y se            unen en la esquina del ángulo.      (c)    Unión superpuesta – Esta unión consiste de dos partes que se sobreponen    (d)    Unión T – Una parte es perpendicular a la otra cuando se unen    (e)    Unión de bordes – las partes en una unión de bordes están paralelas con al menos               uno de sus bordes en común y la unión se hace en el borde común. Existe otros tipos de soldadura como: Soldadura metálica con arco protegido Soldadura metálica con arco eléctrico y gas Soldadura con núcleo fundente Soldadura electro gaseosa Soldadura con arco sumergido La soldadura por resistencia es principalmente un tipo de soldadura por fusión donde el calor se obtiene mediante la generación de un gran resistencia eléctrica dirigida hacia el flujo de corriente en la unión que se va a soldar Sistemas de soldadura Soldadura eléctrica Se trata del uso de la electricidad como fuente de energía para la unión metálica, sin requerir de material de aporte. Soldadura por arco Se trata, en realidad, de distintos sistemas de soldadura, que tienen en común el uso de una fuente de alimentación eléctrica. Ésta se usa para generar un arco voltaico entre un electrodo y el material base, que derrite los metales en el punto de la soldadura. Se puede usar tanto corriente continua (CC) como alterna (AC), e incluyen electrodos consumibles o no consumibles, los cuales se encuentran cubiertos por un material llamado revestimiento. A veces, la zona de la soldadura es protegida por un cierto tipo de gas inerte o semi  inerte, conocido como gas de protección, y, en ocasiones, se usa un material de relleno. Soldeo blando y fuerte El soldeo blando y fuerte es un proceso en el cuál no se produce la fusión de los metales base, sino únicamente del metal de aportación. Siendo el primer proceso de soldeo utilizado por el hombre. El soldeo blando se da a temperaturas inferiores a 450 ºC. El soldeo fuerte se da a temperaturas superiores a 450 ºC. Y el soldeo fuerte a altas temperaturas se da a temperaturas superiores a 900 ºC. Fuentes de energía Para proveer la energía eléctrica necesaria para los procesos de la soldadura de arco, pueden ser usadas diferentes fuentes de alimentación. La clasificación más común de dichas fuentes consiste en separar las de corriente constante y las de voltaje constante. En la soldadura de arco, la longitud del arco está directamente relacionada con el voltaje, y la cantidad de calor generado está relacionada con la intensidad de la corriente. Las fuentes de alimentación de corriente constante son usadas con más frecuencia para los procesos manuales de soldadura tales como la soldadura de arco de gas con electrodo de tungsteno y la soldadura de arco metálico blindado, porque ellas mantienen una corriente constante incluso mientras el voltaje varía. Esto es importante en la soldadura manual, ya que puede ser difícil sostener el electrodo perfectamente estable, y como resultado, la longitud del arco y el voltaje tienden a fluctuar. Las fuentes de alimentación de voltaje constante mantienen éste y varían la corriente. Como resultado, son usadas más a menudo para los procesos de soldadura automatizados tales como la soldadura de arco metálico con gas, soldadura por arco de núcleo fundente, y la soldadura de arco sumergido. En estos procesos, la longitud del arco es mantenida constante, puesto que cualquier fluctuación en la distancia entre electrodo y material base es rápidamente rectificado por un cambio grande en la corriente. Si el alambre y el material base se acercan demasiado, la corriente aumentará rápidamente, lo que, a su vez, causa un aumento del calor y éste hace que la extremidad del alambre se funda, haciéndolo, así, volver a su distancia de separación original. El tipo de corriente usado en la soldadura de arco también juega un papel importante. Los electrodos de proceso consumibles como los de la soldadura de arco de metal blindado y la soldadura de arco metálico con gas generalmente usan corriente directa (continua), por lo que el electrodo puede ser cargado positiva o negativamente, dependiendo de cómo se realicen las conexiones de los electrodos. En la soldadura, en caso de cargar el electrodo positivamente generará mayor de calor en el mismo, y como resultado, la soldadura resulta más superficial (al no fundirse casi el material base). Si el electrodo es cargado negativamente, el metal base estará más caliente, incrementando la penetración del aporte y la velocidad de la soldadura .Este procesos de electrodo no consumible, tales como la soldadura de arco de gas y electrodo de tungsteno, pueden usar ambos tipos de corriente directa, así como corriente alterna. Como en el caso antes citado, un electrodo positivamente cargado causa soldaduras superficiales y un electrodo negativamente cargado, también provoca soldaduras más profundas. En caso de utilizar corriente alterna, al invertirse constante y rápidamente la polaridad eléctrica, se consiguen soldaduras de penetración intermedia. Una desventaja de la CA, el hecho de que el arco se anule a cada inversión de polaridad, se ha superado con la invención de unidades de energía especiales que producen un patrón cuadrado de onda, en vez del patrón normal de onda sinusoidal, generando pasos por cero muy rápidos que minimizan los efectos del problema de la desaparición del arco voltaico. Soldadura a gas es usada extensamente para soldar tuberías y tubos, como también para trabajo de reparación. El equipo es relativamente barato y simple, generalmente empleando la combustión del acetileno en oxígeno para producir una temperatura de la llama de soldadura de cerca de 3100 °C. Puesto que la llama es menos concentrada que un arco eléctrico, causa un enfriamiento más lento de la soldadura, que puede conducir a mayores tensiones residuales y distorsión de soldadura, aunque facilita la soldadura de aceros de alta aleación. Un proceso similar, generalmente llamado corte de oxicombustible, es usado para cortar los metales. Otros métodos de la soldadura a gas, tales como soldadura de acetileno y aire, soldadura de hidrógeno y oxígeno, y soldadura de gas a presión son muy similares, generalmente diferenciándose solamente en el tipo de gases usados. Una antorcha de agua a veces es usada para la soldadura de precisión de artículos como joyería. La soldadura a gas también es usada en la soldadura de plástico, aunque la sustancia calentada es el aire, y las temperaturas son mucho más bajas. Soldadura por resistencia La soldadura por resistencia implica la generación de calor al atravesar la corriente eléctrica dos o más superficies de metal. Se forman pequeños charcos de metal fundido en el área de soldadura a medida que la elevada corriente (1.000 a 100.000 A) traspasa el metal. En general, los métodos de la soldadura por resistencia son eficientes y causan poca contaminación, pero sus aplicaciones son algo limitadas y el costo del equipo puede ser alto. Como la soldadura de punto, la soldadura de costura confía en dos electrodos para aplicar la presión y la corriente para juntar hojas de metal. Sin embargo, en vez de electrodos de punto, los electrodos con forma de rueda, ruedan a lo largo y a menudo alimentan la pieza de trabajo, haciendo posible las soldaduras continuas largas. En el pasado, este proceso fue usado en la fabricación de latas de bebidas, pero ahora sus usos son más limitados. Otros métodos de soldadura por resistencia incluyen la soldadura de destello, la soldadura de proyección, y la soldadura de volcado.La soldadura por puntos es un popular método de soldadura por resistencia usado para juntar hojas de metal solapadas de hasta 3mm de grueso. Dos electrodos son usados simultáneamente para sujetar las hojas de metal juntas y para pasar la corriente a través de ellas. Las ventajas del método incluyen el uso eficiente de la energía, una limitada deformación de la pieza de trabajo, altas velocidades de producción, fácil automatización, y el no requerimiento de materiales de relleno. La fuerza de la soldadura es perceptiblemente más baja que con otros métodos de soldadura, haciendo el proceso solamente conveniente para ciertas aplicaciones. Es usada extensivamente en la industria de automóviles -- Los coches ordinarios puede tener varios miles de puntos soldados hechos por robots industriales. Un proceso especializado, llamado soldadura de choque, puede ser usada para los puntos de soldadura del acero inoxidable. Soldadura por rayo de energía Los métodos de soldadura por rayo de energía, llamados soldadura por rayo láser y soldadura con rayo de electrones, son procesos relativamente nuevos que han llegado a ser absolutamente populares en aplicaciones de alta producción. Los dos procesos son muy similares, diferenciándose más notablemente en su fuente de energía. La soldadura de rayo láser emplea un rayo láser altamente enfocado, mientras que la soldadura de rayo de electrones es hecha en un vacío y usa un haz de electrones. Ambas tienen una muy alta densidad de energía, haciendo posible la penetración de soldadura profunda y minimizando el tamaño del área de la soldadura. Ambos procesos son extremadamente rápidos, y son fáciles de automatizar, haciéndolos altamente productivos. Las desventajas primarias son sus muy altos costos de equipo (aunque éstos están disminuyendo) y una susceptibilidad al agrietamiento. Los desarrollos en esta área incluyen la soldadura de láser híbrido, que usa los principios de la soldadura de rayo láser y de la soldadura de arco para incluso mejores propiedades de soldadura. Soldadura de estado sólido Como el primer proceso de soldadura, la soldadura de fragua, algunos métodos modernos de soldadura no implican derretimiento de los materiales que son juntados. Uno de los más populares, la soldadura ultrasónica, es usada para conectar hojas o alambres finos hechos de metal o termoplásticos, haciéndolos vibrar en alta frecuencia y bajo alta presión. El equipo y los métodos implicados son similares a los de la soldadura por resistencia, pero en vez de corriente eléctrica, la vibración proporciona la fuente de energía. Soldar metales con este proceso no implica el derretimiento de los materiales; en su lugar, la soldadura se forma introduciendo vibraciones mecánicas horizontalmente bajo presión. Cuando se están soldando plásticos, los materiales deben tener similares temperaturas de fusión, y las vibraciones son introducidas verticalmente. La soldadura ultrasónica se usa comúnmente para hacer conexiones eléctricas de aluminio o cobre, y también es un muy común proceso de soldadura de polímeros. Otro proceso común, la soldadura explosiva, implica juntar materiales empujándolos juntos bajo una presión extremadamente alta. La energía del impacto plastifica los materiales, formando una soldadura, aunque solamente una limitada cantidad de calor sea generada. El proceso es usado comúnmente para materiales disímiles de soldadura, tales como la soldadura del aluminio con acero en cascos de naves o placas compuestas. Otros procesos de soldadura de estado sólido incluyen la soldadura de coextrusión, la soldadura en frío, la soldadura de difusión, la soldadura por fricción  Geometría las soldaduras pueden ser preparadas geométricamente de muchas maneras diferentes. Los cinco tipos básicos de juntas de soldadura son la junta de extremo, la junta de regazo, la junta de esquina, la junta de borde, y la junta-T. Existen otras variaciones, como por ejemplo la preparación de juntas doble-V, caracterizadas por las dos piezas de material cada una que afilándose a un solo punto central en la mitad de su altura. La preparación de juntas solo-U y doble-U son también bastante comunes —en lugar de tener bordes rectos como la preparación de juntas solo-V y doble-V, ellas son curvadas, teniendo la forma de una U. Las juntas de regazo también son comúnmente más que dos piezas gruesas —dependiendo del proceso usado y del grosor del material, muchas piezas pueden ser soldadas juntas en una geometría de junta de regazo.25 A menudo, ciertos procesos de soldadura usan exclusivamente o casi exclusivamente diseños de junta particulares. Por ejemplo, la soldadura de punto de resistencia, la soldadura de rayo láser, y la soldadura de rayo de electrones son realizadas más frecuentemente con juntas de regazo. Sin embargo, algunos métodos de soldadura, como la soldadura por arco de metal blindado, son extremadamente versátiles y pueden soldar virtualmente cualquier tipo de junta. Adicionalmente, algunos procesos pueden ser usados para hacer soldaduras multi pasos, en las que se permite enfriar una soldadura, y entonces otra soldadura es realizada encima de la primera. Esto permite, por ejemplo, la soldadura de secciones gruesas dispuestas en una preparación de junta solo Después de soldar, un número de distintas regiones pueden ser identificadas en el área de la soldadura. La soldadura en sí misma es llamada la zona de fusión —más específicamente, ésta es donde el metal de relleno fue puesto durante el proceso de la soldadura. Las propiedades de la zona de fusión dependen primariamente del metal de relleno usado, y su compatibilidad con los materiales base. Es rodeada por la zona afectada de calor, el área que tuvo su microestructura y propiedades alteradas por la soldadura. Estas propiedades dependen del comportamiento del material base cuando está sujeto al calor. El metal en esta área es con frecuencia más débil que el material base y la zona de fusión.

Procesos siderurgico

PROCESO SIDERÚRGICO

Se denomina de esta manera a la serie de pasos consecutivos que nos llevarán desde una materia prima como el mineral de hierro y el carbón de coque, hasta un producto final como el acero.

El acero es una aleación en donde intervienen dos componentes fundamentales: hierro (Fe) y carbono (C). 

Extracción de mineral de hierro de yacimiento 

Yacimiento de mineral de hierro a cielo abierto

Minero en un yacimiento de carbón a profundidad

Carbón de coque

 MATERIA PRIMA DEL PROCESO SIDERÚRGICO

1.  Mineral de Hierro

Mineral que contiene hierro (mena), principalmente en forma de óxido, en proporción suficiente como para ser una fuente comercialmente viable de dicho elemento para su uso en procesos siderúrgicos.

Pocas veces se encuentra en la naturaleza en estado de pureza, como por ejemplo en los meteoritos que lo contiene en un 90%. Son abundantes en cambio los compuestos naturales o minerales de hierro, esparcidos sobre la tierra a poca profundidad o en yacimientos montañosos. La mayor parte de los minerales de hierro son óxidos, anhídridos y carbonatos. Bajo el punto de vista industrial, solo los óxidos son aptos para la metalurgia.

El hierro, se encuentra unido a otros componentes, que no intervienen en el proceso siderúrgico, llamados genéricamente “ganga”.

Los principales minerales de hierro son:

Hematita (Fe2O3), óxido férrico, contiene hasta un 70% de Fe. Se presenta en masas terrosas de color rojo. 

Limonita (Fe2O3.3H2O), óxido férrico hidratado con un 60% de Fe, masa terrosa de color variable del pardo al amarillo. 

Magnetita (Fe3O4), óxido magnético, 70% de Fe, se lo llama piedra imán. 

Siderita (CO3Fe), carbonato ferroso, 48% de Fe, de color blanco. 

Pirita (SFe2), disulfuro de Fe, no se utiliza en la producción del acero.

Mineral de hierro o "mena"

Pellets

Mineral de hierro o “mena”, donde se aprecian las impurezas del minera

Pellets o Pellas

 Aglomerados esféricos de partículas finas de mineral de hierro mezclado con diversos aglomerantes y aditivos (caliza, dolomita, combustibles sólidos, otros), los cuales son consolidados a altas temperaturas, para alimentación de altos hornos y hornos de reducción directa.

2.  Carbón de Coque

La hulla es un tipo de carbón mineral que contiene entre un 45 y un 85% de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Se formó durante los períodos Carbonífero y Pérmico. Este material surge como resultado de la descomposición de la materia vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de años.

Cuando la hulla se calienta desprende gases que son muy útiles industrialmente; entonces nos queda el carbón de coque. Es liviano y poroso.

El Coque metalúrgico es obtenido en las plantas de coquización, con recuperación de subproductos, a partir de una cuidadosa selección de carbones para cumplir con las estrictas propiedades químicas y granulométricas que exige su uso en la industria de la fundición. El proceso de generación de coque no es más que la introducción de carbón en un horno de la batería y dejarlo coquizando (calentando / quemando) durante un tiempo entre 10-24 horas (dependiendo del tamaño del horno).

COQUERÍA

La coquización consiste en la destilación del carbón en ausencia de oxígeno, para obtener coque metalúrgico.

El proceso de Coquización comienza con el transporte del carbón desde la playa de minerales hasta los molinos, para obtener la granulometría adecuada. Los distintos tipos de carbón se almacenan en silos donde se mezclan para lograr el mix (mezcla) requerido. La conversión se realiza en Hornos. El calentamiento en dichos Hornos es indirecto realizándose a través de quemadores ubicados entre las paredes de refractarios que forman el cubículo del Horno, llegando a temperaturas de 1300º C en promedio. Cuando se eleva la temperatura, a 350º C aproximadamente, el carbón pierde su estado sólido para resblandecerse, formando una masa viscosa que permite la unión más intima de sus moléculas y la posterior solidificación, lo que hace que el carbón pierda gran contenido de volátiles, para aumentar la concentración del carbono fijo, dando lo que se denomina coque.

Posteriormente se realiza la descarga del coque, por medio de un pistón de descarga que atraviesa longitudinalmente todo el volumen del Horno, derivándolo (a una temperatura de 1000º C en promedio) a un vagón de apagado, sobre el cual se descarga agua (33.300 lts./ min.) para enfriarlo. El tiempo de apagado es de 60 segundos por vagón. La operación de secado se completa con el calor residual. Luego, el coque se destina a una planta de Cribado, donde se realiza una clasificación por tamaño, para su posterior uso en el Alto Horno.

Descarga del coque en los vagones

Vista del proceso de producción de coque metalúrgico.

SINTER

El SINTER, que se utiliza como portador de hierro en la carga del Alto Horno, es en parte un material reciclado.

Es un aglomerado en caliente de finos (partículas que no cumplen con la granulometría adecuada para el proceso en el cual se requieren).

Los finos se cargan a un mezclador junto con agua y luego esa mezcla es volcada a la cadena de sinterización. La Sinterización es la operación por la cual los finos de mineral de hierro, el fino de coque, el fundente y material de reciclo industrial, mediante un proceso de fusión por el calor aportado por el coque fino, se transforman en un producto poroso, resistente y de alta concentración de hierro.

Al salir de la cadena de sinterización, dicho producto pasa por un quebrantador y por una zaranda que lo clasifica en dos granulometrías. Los finos que pasan la zaranda son reciclados, el resto del material es enviado al Alto Horno.

REDUCCIÓN: PROCESO DE REDUCCIÓN DEL ALTO HORNO

Se llama de esta manera al proceso mediante el cual le extraemos el exceso de oxígeno al metal

Al proceso de Reducción lo podemos definir como aquel mediante el cual se obtiene Hierro Metálico por reducción de minerales de hierro, siempre que la temperatura involucrada en el proceso supere la temperatura de fusión de cualquiera de los componentes.

El sector de Reducción integra todos los procesos destinados a la producción del arrabio.

Abarca Coquería, Sinterización y Alto Horno pero también podemos mencionar aquí los sectores de Puerto y Playas de Materia Primas, ya que se encuentran íntimamente relacionados con los procesos de Reducción.

ALTO HORNO

El ALTO HORNO es un horno vertical, alto, ensanchado en el vientre, cuyo objetivo principal es producir arrabio líquido de composición constante.

Los elementos que salen del Alto Horno son: Gas de Alto Horno, Polvo de trampa, Escoria líquida y

Arrabio líquido

El arrabio se produce en el Alto Horno y está compuesto por: Hierro con un contenido de Carbono de aproximadamente 4% a 4,6% y otros componentes de impurezas tales como: Azufre (proviene fundamentalmente de la ceniza del coque, de la ganga del mineral de hierro y de los fundentes) Fósforo (proviene del mineral de hierro) Silicio (proviene de la ganga y de la ceniza de coque) y Manganeso (proviene del mineral de manganeso que se le carga al Horno)

La escoria producida en los Altos Hornos, tiene por finalidad proteger al hierro de la oxidación, sobrenadando en el crisol ya que es más liviana que el hierro. Una vez enfriada, se utiliza en la industria del cemento y como abono agroquímico. Sus atributos fundamentales son: índice de vitrificación, contenido de azufre, índice de escoria y contenido metálico.

El proceso comienza con la carga del Alto Horno. Esta se realiza con dos carros skip que llevan las materias primas hasta la parte superior (boca del Alto Horno). Por medio de toberas se inyecta al horno aire a 1150º C que, en su interior y en contacto con el coque, forma el monóxido de carbono (CO), el cual en su ascenso a través de la carga, le quita el oxígeno al mineral (fenómeno de reducción) formando gas dióxido de carbono (CO2) que sale por el tope. No todo el gas monóxido se trasforma en gas dióxido de carbono, sólo un 50%.

El oxígeno y el coque producen el calor necesario para que el mineral de hierro se funda, favorecido por la alta convección provocada por el movimiento de los gases. El funcionamiento del Alto Horno es continuo, pero la carga y la colada se realizan en forma intermitente. Una vez fundido loscomponentes, estas se drenan del alto horno “pinchando” en mismo por dos lugares: uno superior donde extraemos la escoria, llamado escoriero; y otro inferior llamado piquera donde volcaremos el arrabio. El trasladado del arrabio hacia la Acería se realiza en vagones termo, que están especialmente diseñados (con materiales refractarios) para mantener y resistir las altas temperaturas.

ACERACION : CONVERTIDOR LD

En la ACERÍA se convierte el arrabio en acero, mediante una serie de procesos que cumplen la función de calentar y ajustar la composición de los elementos que contiene.

La aceración en el proceso LD, se basa en la reacción exotérmica que produce la inyección de oxígeno sobre elementos del arrabio líquido a alta temperatura, tales como Silicio, Carbono, etc. Al reducirse el porcentaje de estos elementos convertimos al arrabio en acero. 

PROCESO EN EL CONVERTIDOR LD

Cuando el vagón temo llega a la estación de vuelco, descarga el arrabio líquido en un recipiente llamado cuchara de colada. Luego, la cuchara pasa a la estación de desulfurado en donde se le extrae el azufre que es un elemento que perjudica las propiedades del acero.

De la estación de desulfurado la cuchara se vuelca dentro del convertidor, que es basculante, es decir se puede inclinar para los costados, previo ingreso de chatarra que se ingresa con anterioridad al arrabio para proteger los refractarios del convertidor y para evitar que se generen reacciones violentas que pueden despedir arrabio y escoria.

Se cargan con chatarra y arrabio y luego se agregan fundentes (cales) para lograr una escoria metalúrgicamente activa y captar azufre y demás impurezas del baño.

El proceso en Convertidor se inicia cuando se introduce una lanza de inyección de oxígeno por la boca del convertidor. La lanza es un tubo de 21 metros de largo y 30 cm. de diámetro con la cabeza de cobre de alta pureza.

El convertidor utiliza el oxígeno para oxidar los constituyentes del arrabio no deseados en el acero, como son el Carbono, el Silicio, el fósforo, etc.; mientras que para eliminar el azufre, se generan escorias metalúrgicamente activas mediante la adición de fundentes (presencia de óxidos de calcio y magnesio).

Esas oxidaciones son reacciones químicas que elevan la temperatura del baño líquido. Para regular ese calor que se libera en el baño, se carga alrededor de un 20% de chatarra sólida, que se funde en el baño líquido. El nivel de carbono baja desde el 4/4,6% hasta valores inferiores al 1%.

Volcado de arrabio líquido en el convertidor

Sopladura del convertidor y agregado de ferro aleaciones

El proceso dura entre 40 y 45 minutos pero el de soplado alrededor de 18 minutos.

Una vez que se termina el soplado, se vuelca en un pote la primera capa sobrenadante que es de escoria.

Después que el convertidor volcó la escoria, vuelca hacia el otro lado (por un orificio pequeño) el acero a una cuchara, la cual se enviará hacia la estación de afino, en donde se ajustarán las composiciones del acero para que reúna las propiedades deseadas. 

AFINADO DEL ACERO

El acero líquido, proveniente del convertidor, debe ser mejorado o acondicionado en su composición química. Este proceso se denomina “afinado” del acero.

Se puede reducir el índice de carbono (C) introduciéndole oxígeno puro (O2). El óxido de carbono (CO) y el dióxido de carbono (C O2) se evacuan como residuo.

Se pueden añadir otros elementos como cromo (Cr) y níquel (Ni) para modificarle algunas propiedades al acero. Estos aceros, que tienen otros elementos además del hierro (Fe) y el carbono (C), se denominan aceros aleados. El acero se somete en esta etapa a controles de calidad y de temperatura que permiten dosificar de manera muy precisa la composición del acero, adaptándolo a las condiciones que se quieran conseguir.

COLADA CONTÍNUA

El acero proveniente de la cuchara de colada, es vertido en unos moldes sin fondo, llamados “lingoteras”, por donde fluye por gravedad. Estos moldes, son de cobre para evitar que se pegue el acero líquido en ellos, y es fuertemente refrigerado con chorros de agua a presión por fuera, para comenzar la solidificación del acero.

 A medida que desciende, solidifica primero por fuera, tomando la forma del molde, que puede ser de sección cuadrada, denominándose entonces “tochos”, o de sección rectangular, tomando el nombre de “desbastes planos”.

Debido a la forma de los moldes, las barras emergen en forma curva, debiendo ser enderezadas por rodillos enderezadores. Al final del proceso, son pulverizadas con agua para solidificar el núcleo que se mantenía líquido, y cortadas por sopletes de oxipropano, que acompañan a las barras en su desplazamiento, de longitudes variables. Al final, rodillos motorizados conducen a las barras a playas de enfriamiento.

LAMINACION  LAMINADO EN CALIENTE

Los desbastes o tochos, son llevados a un tren de cilindros laminadores, que en caliente le reducirán su espesor y lo conformarán a un perfil determinado.

Previamente son calentados en horno hasta unos 800 – 1200º C, y pasados por conjuntos de rodillos cilíndricos, los cuales van disminuyendo la distancia entre ejes, de manera de ir afinando las barras. Las mismas, que a medida que se aplanan se ensanchan, de forma que deben tener además rodilloslaterales que las contengan en su ancho. Esto provoca que su velocidad al final sea mayor que cuando ingresan al tren.

De acuerdo al perfil que tengan las canaladuras en los rodillos laminadores, obtendremos productos de distinto formato.

LAMINADO, LAMINACION EN FRIO

En esta etapa del proceso, las bobinas de chapas provenientes del laminado en caliente, pasan por un decapado con ácido sulfúrico para desprender el óxido formado y un lavado posterior, para ser introducidas en un tren laminador, que sin levantar la temperatura del acero, lo comprime hasta reducir su espesor de forma drástica, obteniendo chapas de hasta 0,1 mm.

Cuando el espesor es muy fino, se hace necesario un tratamiento de ablandamiento llamado recocida para poder afinarla, con un templado posterior para recuperar las condiciones mecánicas de la chapa.

Conseguido esto, se rocían con aceite pulverizado bobinándolas o cortándolas en hojas.

Estas chapas, pueden de ser necesario, pasar por otro proceso final que es del tratamiento electrolítico para preservarlas de la oxidación, como el estañado, zincado, niquelado, etc. Pero ese es otro tema de estudio.

Resumen del Proceso General

El proceso comienza con la obtención de materias primas: el mineral de hierro y el carbón de coque.

Prosigue con la coquización del carbón.

El coque obtenido se utiliza luego en el alto horno para reducir el mineral de hierro y obtener arrabio líquido, que es una solución de hierro con alto contenido en carbono e impurezas.

 El arrabio se envía en vagones termo a la acería para bajarle la concentración de carbono y eliminarle las impurezas de azufre y fósforo.

En un proceso de afino posterior se le adicionan los minerales y ferro-aleaciones que sean necesarios para obtener el tipo de acero que se necesita.

El acero líquido que se obtiene en la aceleración se solidifica en la máquina de colada continua.

A la salida de la máquina se obtienen productos planos, llamados desbastes, de variadas dimensiones y pesos que se exportan directamente o se envían al proceso de laminación en caliente (LAC) o de laminación en frío (LAF).

Bibliografia:

Revista “Acero” (Publicación interna de SoMiSA)

De la web:

www.ternium.com  (Siderar) 

www.acindar.com.ar

www.otua.org/v3/documentation/outil-pedagogique.htm 

www.apta.com.es/otua/otuaesp.html   

www.tecnotic.com

Video

www.youtube.com/watch?v=yXFraWbwhh0

www.youtube.com/watch?v=wvNWnGNJbfc&list=PL3A038F6A06B8F231&index=3