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• Patricia Matos

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ACERO

El acero es una aleación de hierro y carbono fabricada por el hombre, de tal utilidad que constituye el material de uso más extendido en el mundo Constituido básicamente por hierro (Fe) y carbono (C), con un contenido máximo de 2% de este último elemento.

Sus características de dureza, resistencia y tenacidad, entre otras, están influenciadas, por el contenido de carbono (C). También está compuesto de otros elementos, cuyo contenido relativo depende de la cantidad en la que se encuentran en el mineral del cual se extrae el hierro (Fe), y de las adiciones que intencionalmente se agregan durante el proceso de fabricación para mejorar u obtener una determinada característica. Entre estos elementos destacan el manganeso (Mn), el fósforo (P), el azufre (S), y el silicio (Si).

Proceso de Producción El proceso de producción se lleva a cabo de la siguiente manera:

•Aglomeración (peletización). •Reducción (reducción directa). •Fusión, refinación y solidificación (horno eléctrico de arco, metalurgia secundaria y colada continua). •Transformación mecánica (laminación en caliente de productos planos y de productos largos y laminación en frío de productos planos).

AGLOMERACIÓN “PELETIZACIÓN” La peletización es un proceso que consiste en la aglomeración del mineral finamente molido o un concentrado por la adición de aglomerantes como el caso de la bentonita y determinada cantidad de agua para darle forma de partículas esféricas (Pellas verdes) las cuales son endurecidas por cocción en hornos rotatorios.

En pocas palabras la peletización consiste en procesar los finos de mineral de hierro, proveniente de la compañía minera, éstos son molidos para llevarlos a la granulometría apropiada. Posteriormente se les agrega agua, aglutinantes y aditivos, en una proporción de 70%-30%, para formar un compuesto pastoso plástico, el cual adquiere una forma esférica al hacerlo girar en un disco. Estas esferas son tratadas posteriormente en un horno a altas temperaturas para conferirles resistencia mecánica, consecuencia de los procesos termoquímicos y metalúrgicos que se llevan a cabo en esa instalación. Se produce así un aglomerado denominado pella.

• Las pellas están formadas por mineral de hierro más una ganga el cual esta compuesto por minerales tales como: • Hierro, oxido de sílice, oxido de aluminio (Al2O3) (alúmina), oxido de calcio (CaO) (cal), oxido de magnesio (MgO) (magnesia), fósforo, azufre y magnesio, todos en diferentes proporciones, siendo el de mayor predominio el Fe. • El Hierro se encuentra en mayor proporción ya que este representa la parte valiosa del producto. Los demás minerales representan el porcentaje restante, el cual debe guardar cierta proporción para que no se vean afectadas ningunas propiedades como la basicidad. • En cuanto al fósforo y el azufre existen en dosis adecuadas ya que de lo contrario perjudicarían las propiedades de las pellas y debilitaría la estructura del hierro. Se debe tener en cuenta que su desaparición no es posible ya que estos le proporcionan cualidades especiales a las pellas para su utilización en el proceso de reducción directa.

Área de Reducción Directa La pellas son cargadas en cualquiera de los procesos de Reducción Directa HyL o Midrex, donde se les hace reaccionar, a temperatura adecuada, con el producto de la reformación del gas natural, (gas reductor). Este gas fundamentalmente monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2), reduce el oxígeno presente en las pellas para obtener un producto llamado Hierro de Reducción Directa (HRD). El HRD mantiene la apariencia física de la pella

• La fabricación de acero en SIDOR se cumple mediante procesos de Reducción Directa y Hornos Eléctricos de Arco, complementados con Metalurgia Secundaria en los hornos de cuchara que garantizan la calidad interna del producto.

Finos de mineral, con alto contenido de hierro, se aglomeran en la Planta de Peletización. El producto resultante (las pellas) es procesado en dos plantas de Reducción Directa, una HyL II (dos módulos de lecho fijo) y otra Midrex (cuatro módulos de lecho móvil), que garantizan la obtención de Hierro de Reducción Directa (HRD). El HRD se carga a los Hornos Eléctricos de Arco para obtener acero líquido.

El acero líquido resultante, con alta calidad y bajos contenidos de impurezas y residuales, tiene una mayor participación de HRD y una menor proporción de chatarra (20% máximo). Su refinación se realiza en las Estaciones de Metalurgia Secundaria, donde se le incorporan las ferro-aleaciones. Posteriormente, pasa a las máquinas de Colada Continua para su solidificación, obteniéndose semielaborados Planchones o Palanquillas que se destinan a la fabricación de Productos Planos y Productos Largos, respectivamente

Acería de Palanquillas Colada Contínua

• Finalizado el afino, la cuchara de colada se lleva hasta la artesa receptora de la colada continua, donde vacía su contenido en una artesa receptora dispuesta al efecto. • La colada continua es un procedimiento siderúrgico en el que el acero se vierte directamente en un molde de fondo desplazable, cuya sección transversal tiene la forma geométrica del semiproducto que se desea fabricar; en nuestro caso la palanquilla

• La artesa receptora tiene un orificio de fondo, o buza, por el que distribuye el acero líquido en varias líneas de colada, cada una de las cuales dispone de su lingotera o molde, generalmente de cobre y paredes huecas para permitir su refrigeración con agua, que sirve para dar forma al producto. Durante el proceso la lingotera se mueve alternativamente hacia arriba y hacia abajo, con el fin de despegar la costra sólida que se va formando durante el enfriamiento

• Posteriormente se aplica un sistema de enfriamiento controlado por medio de duchas de agua fría primero, y al aire después, cortándose el semiproducto en las longitudes deseadas mediante sopletes que se desplazan durante el corte. • En todo momento el semiproducto se encuentra en movimiento continuo gracias a los rodillos de arrastre dispuestos a los largo de todo el sistema

Finalmente, se identifican todas las palanquillas con el número de referencia de la colada a la que pertenecen, como parte del sistema implantado para determinar la trazabilidad del producto, vigilándose la cuadratura de su sección, la sanidad interna, la ausencia de defectos externos y la longitud obtenida

• Palanquilla: Es un Producto Semi-terminado de acero, cuya sección transversal es menor o igual 16.900 milímetros cuadrados. Se obtiene por colada continua y se utiliza principalmente para fabricar barras, cabillas y Alambrón y en la industria metalmecánica

• Barra: Es un Producto de acero de sección uniforme, obtenido por laminación en caliente de palanquillas. Su sección puede ser circular, cuadrada, rectangular hexagonal, entre otros. En la actualidad SIDOR sólo fabrica barras de sección circular (Cabilla). Se utiliza en la fabricación de ejes calibrados, piezas forjadas, elementos estructurales, utensilios agrícolas y otros.

• Alambrón: Es un Producto de sección circular, presentado en rollos, que se obtiene por laminación en caliente de palanquillas. Se usa principalmente para fabricar alambre y mallas electro soldadas.

Acería de Planchones – Colada En la Acería Eléctrica de Planchones se cuenta con hornos eléctricos, máquinas de colada continua y hornos de metalurgia secundaria. La producción del acero líquido se inicia con la preparación del horno, labor que se realiza después de cada colada con la carga de la cesta con chatarra liviana, chatarra pesada, arrabio sólido y briquetas que se llevan al horno. Se inicia el proceso de fusión con el HRD alimentado continuamente y al finalizar la etapa, pasa a la etapa de Metalurgia Secundaria en los hornos cuchara para luego ser trasladado y vertido en la máquina de colada continua para la obtención de planchones

Los planchones provenientes de la acería son precalentados en los hornos de vigas galopantes de la planta durante un tiempo que varia de 105 a 140 minutos dependiendo la dureza del acero del planchón y hasta una temperatura de 1200 a 1240 °C. Estos planchones son deshornados a un ritmo que depende del ancho del planchón y del tiempo de transito y son dirigidos por una vía de rodillos hacia el dúo descamador, donde al planchón recalentado se le inyecta agua a altas presiones (140 BAR) sobre su superficie con el objeto de eliminar la cascarilla que se forma por la rápida oxidación del metal caliente con el oxigeno.

El HRD utilizado debe poseer un porcentaje de metalización, esto es, porcentaje de hierro puro (Fe) que hay en una muestra de HRD (Hierro de Reducción directa), dentro de un intervalo de 90%-98% 19. En la fase de acondicionado, los planchones pasan por una inspección, corte de rebabas, corte de punta y cola (si fuere el caso), identificación, almacén y envío al laminador en caliente.

Los planchones poseen forma rectangular, cuyas dimensiones van desde 175mm a 200mm de espesor, 949mm a 2000mm de ancho y 5000mm a 12500mm de largo, obtenido por colada continua y representa la materia prima para fabricar productos planos. Para el proceso de producción se requieren de diversos servicios auxiliares, tales como aire, agua, argón, carbón, etc. El Sistema de Inyección de Carbón es el encargado de introducir el carbón a las cubas de fusión de acero para garantizar la formación de la escoria espumosa en el proceso. Terminado el proceso de colada del acero para su introducción en el horno cuchara, se deja un remanente de acero líquido en el horno con la finalidad de conservar una cierta cantidad de energía calórica dentro del horno que facilite la próxima colada. Sin embargo, por razones operativas o de mantenimiento, se puede proceder al vaciado completo del horno, denominado también sangrado. Al realizar el sangrado se realiza medición de ciertas variables importantes, como el porcentaje de azufre al sangrado. Para esta variable se considera aceptable un intervalo de 0,008%-0,01

PRODUCTOS •

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Productos Planos Bienes de forma rectangular, fabricados mediante la transformación mecánica en caliente y/o en frío de semielaborados de acero, proviniendo de allí su nombre. Su gran variedad de características mecánicas, los hace aptos para la fabricación de una amplia gama de componentes y productos industriales, incluyendo algunos tipos de productos largos. Son los productos de mayor utilización en la industria. Planchones. Productos semiterminado de acero de sección transversal rectangular con un área no menor a 10.300 mm² (16 in²), según definición ASTM. Son la materia prima para la fabricación de productos planos. Banda laminada en caliente. Obtenida por laminación en caliente de planchones. Lámina y bobina laminada en caliente. Obtenidas a partir de la banda laminada en caliente, a la cual se le efectúan procesos de acondicionamiento superficial y/o dimensional. Material decapado. Obtenido a partir de la banda laminada en caliente, a la cual se le elimina el óxido de la superficie, a través de un proceso químico con ácido clorhídrico. Material lagrimado. Bobinas y láminas con diseño especial que disminuye el riesgo de deslizamiento, utilizado para pisos, escaleras, etc. Calidad tubería: Uso final: tubería de conducción de petróleo, gas, perforación y para agua. Calidad estructural: Uso final: vigas soldadas, flejes, defensas y alcantarillas, galvanizados, tubos, implementos agrícolas. Calidad automotriz: Uso final: partes automotrices: largueros, rines, aros, travesaños, diferenciales. Calidad recipientes a presión: Uso final: tapas, fondos para bombonas, hidroneumáticos. Calidad naval: Uso final: construcción y reparaciones navales. Material lagrimado: Uso final: pisos y carrocería. Planos en Frío Material crudo (Full Hard). Producto plano de acero, suministrado en rollos, que se obtiene a partir de la bobina decapada procesada en los laminadores en frío (Tándem). Material recocido. Producto plano de acero, suministrado en bobinas o láminas, obtenido por laminación en frío de las bobinas en caliente decapadas, con procesos de limpieza, recocido y temple posteriores.

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Calidad comercial: Uso final: Galvanizado: industriales, eléctricos y domésticos, muebles metálicos, ductos, techos climatizados, tambores, cabinas. Calidad estampado: Uso final: radiadores, tubos, línea blanca, electrodomésticos, filtros de automóviles, ductos. Calidad estructural: Uso final: partes de calentadores, partes automotrices, perfiles livianos, marcos. Calidad esmaltado: Uso final: utensilios domésticos, piezas esmaltadas para línea blanca, tinas de lavadoras. Hojalata. Acero de bajo carbono, laminado en frío en espesores finos, recubierto con una capa de estaño mediante un proceso electrolítico. Hoja cromada. Acero de bajo carbono, laminado en frío en espesores finos, recubierto con una capa de cromo mediante un proceso electrolítico. Productos largos: Bienes de diversas formas geométricas, fabricados mediante la transformación, fundamentalmente en caliente, de semielaborados de acero y destinados a ser utilizados, por su variedad y características mecánicas, en aplicaciones tales como la construcción, estructuras, alambre, etc. Palanquillas Productos semiterminado de acero de sección transversal cuadrada y un área máxima de 23.200 mm² (36 in²), obtenidos por proceso de colada continúa. Cabillas o barras con resaltes para la construcción (También llamadas varillas en otros países de Iberoamérica) Productos de acero de sección circular con resaltes en su superficie, usados como refuerzo en las construcciones de concreto armado. Se obtienen por laminación en caliente de palanquillas. Calidad barras estriadas: Uso final: refuerzo para el concreto armado.

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Alambrón. Producto de menor sección transversal circular y superficie lisa, obtenido por laminación en caliente de palanquillas, destinado a procesos de trefilación o deformación en frío. SIDOR garantiza un producto libre de imperfecciones que afecten el proceso de trefilación, apto para ser descascarillado mecánicamente 5 a 10 g de cascarilla por Kg de alambrón. Calidades y usos del Alambrón: Calidad para electrodos: Uso final: varillas y alambre para electrodos. Calidad para trefilación: (bajo, medio y alto carbono) -Uso final: alambre fino, alambre galvanizado, mallas electrosoldadas, clavos, tornillos, alambre de púa, guayas, resortes, ganchos para ropa.