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CLASE 05 SIDERURGIA II SEMANA 05 CONTENIDO 1. 2. 3. 4.

CONVERTIDORES. ANTECEDENTES, OXICONVERTIDORES, PROCESO NO CONVENCIONAL PARA LA OBTENCIÓN DEL ACERO. CONVERTIDOR: H. BESSEMER THOMAS SIEMENS* LD BOF BOP BOS LD-AC OLP KALDO ROTOR OBM Q-BOP*DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO PECULIARIDADES DISTINTIVAS. EXIGENCIAS DE COMPOSICIÓN DEL ARRABIO. MECANISMO DE ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO. MARCHA DE LA OPERACIÓN: FASES DE LA MISMA

DESARROLLO

1. CONVERTIDORES. ANTECEDENTES, OXICONVERTIDORES, PROCESO NO CONVENCIONAL PARA LA OBTENCIÓN DEL ACERO El primer paso para lograr la transformación masiva del arrabio en acero lo dio el inglés Henry Bessemer en 1856. La idea era eliminar las impurezas del arrabio líquido y reducir su contenido de carbono mediante la inyección de aire en un convertidor de arrabio en acero. Una especie de crisol, como el que muestra en la figura 1, forrado de refractario de línea acida o básica, y donde se inyecta aire a alta presión soplado desde la parte inferior, que a su paso a través del arrabio liquido logra la oxidación de carbono, además de elevar la temperatura por arriba del punto de fusión del hierro, haciéndolo hervir. Así, el contenido de C se reduce de un 4 o 5% hasta un ~ 0,5 %C. Además, el oxígeno reacciona con las impurezas del arrabio produciendo una escoria menos densa que asciende y flota en la superficie del acero liquido, aumentando su calidad. Como la combinación de oxigeno con el carbono del arrabio es una combustión (reacción exotérmica), Bessemer sostenía que el proceso estaba exento de costes por energía, pues el calor desprendido los favorecía.

Figura 1. Convertidor de arrabio en acero inventado por Henry Bessemer. Un flujo de aire se inyecta por la parte inferior del horno para que elimine gran parte del carbono y otras impurezas del arrabio por oxidación. Este diseño fracasó inicialmente porque el refractario que cubría las paredes del horno era de tipo ácido. Bessemer logro convencer a los grandes empresarios del hierro de la época victoriana para que aplicaran industrialmente los procedimientos que el había desarrollado a escala de laboratorio. Se invirtieron enormes recursos en el proyecto, cuyo resultado fue un escandaloso fracaso. Bessemer fue obligado a reponer el dinero a los industriales y se hundió en el mayor descredito. Pero Bessemer no se dio por vencido. Le costó mucho darse cuenta de que el arrabio que el había empleado en sus experimentos de laboratorio era distinto al que explotaban industrialmente los fundidores ingleses. Por alguna razón, Bessemer había empleado un arrabio de bajo contenido de fosforo que contrastaba con el arrabio obtenido de muchos minerales nativos de Inglaterra y Europa que eran muy ricos en este elemento. La pared del convertidor de Bessemer estaba recubierta con ladrillos refractarios ricos en oxido de silicio o sílice (SiO 2), perteneciente al grupo de refractarios ácidos (en contraposición con los básicos, compuestos fundamentalmente por los óxidos alcalinos y alcalinotérreos). La experiencia del primer intento de Bessemer sirvió para demostrar que los refractarios ácidos entorpecen la eliminación del fosforo del arrabio. Más tarde Thomas y Gilchrist, también ingleses, probaron que el convertidor de Bessemer transformaba exitosamente el arrabio en acero si la pared del horno se recubría con refractarios básicos (de oxido de magnesio, por ejemplo). Para eliminar el fosforo y la sílice del arrabio, añadieron trozos de piedra caliza que reacciona con ambos para producir compuestos que flotan en la escoria. Esto no se podía hacer en el convertidor acido de Bessemer porque la piedra caliza podría reaccionar con los ladrillos de sílice de sus paredes, consumiéndolos progresivamente.

Bessemer instalo su propia acería en Sheffield, pago sus deudas, pronto logro una producción de un millón de toneladas por año y amaso una gran fortuna. Lo que nunca pudo recuperar fue la confianza de los industriales ingleses. De muy mala manera fue rechazado su proyecto para sustituir los rieles de ferrocarril de "hierro" forjado de esa época por los de acero que ahora todo el mundo utiliza. La tecnología para producir arrabio siempre estuvo inmersa en un proceso evolutivo. Un paso de una gran trascendencia se dio en el siglo XVIII, cuando el carbón mineral sustituyo al carbón de leña en los hornos. El uso del carbón de leña en las acerías dejó secuelas dramáticas en muchos países. En Inglaterra la devastación fue tan brutal que para mediados del siglo XVIII los bosques ya se habían agotado. Por más de un siglo Inglaterra tuvo que importar hierro o arrabio de Suecia, Rusia y de sus colonias americanas, debido a su insuficiencia de carbón de leña. Para bien de los bosques, en el siglo XVIII se inicio el uso del carbón mineral para producir arrabio. El carbón mineral usualmente contiene sustancias volátiles indeseables para la fabricación del arrabio. Se desarrollo entonces un método que consiste en triturar y calentar el carbón mineral en hornos para que las sustancias volátiles sean expelidas, dando lugar a un carbón más refinado llamado coque. Cuando los convertidores básicos de arrabio en acero entraron en operación, ya se producía carbón mineral coquizado en plantas avanzada donde además de purificar el carbón, se aprovechaban los gases generados. Se obtenían como subproductos amoniaco, benceno, tolueno, nafta aromática y brea de alquitrán. 1.1.3. LOS ACEREROS CLÁSICOS Una vez desatada la producción masiva de acero durante la Revolución Industrial, la producción mundial creció vertiginosamente, como se indica en la figura 2, impulsada por una fiebre tecnológica sin precedentes y por una demanda industrial insatisfecha.

Figura 2. Gráfica de la producción mundial de acero en los últimos siglos. El invento de Bessemer fue el punto de partida del vertiginoso crecimiento. El fenómeno nunca estuvo limitado al ámbito ingles. Diez años antes de registrarse la patente de Bessemer, William Kelly había desarrollado la misma idea en Estados Unidos. Asimismo los hermanos Siemens, alemanes, y posteriormente los hermanos Martin, franceses, dieron grandes pasos en el desarrollo de convertidores de arrabio en acero que antes de terminar el siglo XIX ya habían superado la producción a los de Bessemer (figura 3).

Figura 5. Producción de acero en Inglaterra. Los convertidores de Bessemer, "ácidos" o "básicos", dominaron inicialmente. El sistema Siemens – Martin fue el más utilizado en las primeras siete décadas del siglo XX. Los convertidores BOF, sucesores de los Bessemer cobraron importancia en los últimos cuarenta años. La geografía de la producción de acero también evoluciono. A principios del siglo XVIII Suecia era el primer productor mundial de arrabio. Posteriormente Inglaterra tomo su lugar, manteniendo su hegemonía hasta finales del siglo XIX. En 1890 Estados Unidos rebaso a Gran Bretaña y se mantuvo como líder hasta 1971, cuando fue superado por la Unión Soviética. En la figura 6 se presentan los diez primeros productores del mundo en 1983. La situación reciente dista de ser estable. De 1976 a 1983 China paso del octavo al cuarto lugar, Japón desplazo a Estados Unidos del segundo lugar, Gran Bretaña paso del séptimo al decimo y Corea del Sur se movió del lugar 25o y se puso en el 15o.

Figura 6. Los diez mayores productores de acero en el mundo en 1983 2.2.1. OXICONVERTIDORES Los Oxiconvertidores (1953) fue adelanto más notable en la tecnología siderúrgica La tendencia a nivel mundial busca mejorar los procesos tecnológicos y otorgar más eficiencia a los sistemas de recolección de chatarra con el fin de reciclarla. Tasa de rehuso del acero (25 al 100% reciclado)

Económico Menor contaminación, Menor utilización de recursos naturales El oxiconvertidor es un horno que se utiliza para elevar la temperatura de la materia prima, con oxígeno. Este tipo de horno se utilizan para controlar el porcentaje de carbono en metales ferrosos (son oxidados el carbono, magnesio y silicio).

La función principal de un oxiconvertidor es convertir la materia prima, siendo esta la chatarra, el arrabio y el hierro esponja, en un producto terminado que será en términos generales acero inoxidable. Entre los Oxiconvertidores se pueden mencionar el BESSEMER, el de OXÍGENO BÁSICO y con lanza de oxígeno. PROCEDIMIENTO BESSEMER El hierro en bruto fundido se vierte en un convertidor BESSEMER, revestido de silicio o magnesia (que actúa de fundente) y montado sobre cojinetes que permiten vaciar el producto acabado. A través del metal fundido se inyecta una corriente de aire. La oxidación del carbono, del manganeso y del silicio desprende calor suficiente para aumentar la temperatura de la masa hasta el punto de fusión de hierro dulce. Una vez quemadas las impurezas, se añade la cantidad necesaria de carbono y manganeso en forma de aleación llamada fundición especular. Luego se hace girar el convertidor sobre sus cojinetes, y el acero fundido se vierte en moldes. PROCEDIMIENTO BÁSICO DE OXÍGENO El proceso básico de oxígeno es un desarrollo del proceso BESSEMER, el primer método por el cual se produjeron toneladas de acero en gran escala. El proceso BESSEMER se basa en soplado de aire por agujeros en el fondo del convertidor para hacerlo circular en la carga fundida del arrabio. La oxidación de las impurezas suministra no sólo bastante calor para mantener fundida la carga, si no también lo suficiente para mantener un equilibrio químico favorable. En el proceso básico de oxígeno, el aire es reemplazado por oxígeno puro, que se introduce a través de una lanza cuyo extremo esta precisamente arriba de la superficie del metal fundido. El método básico de oxígeno de uso mas amplio se conoce como proceso L-D, cuyo nombre se deriva de las ciudades de Linz y Donowitg en Australia, donde se uso primero. El horno es un recipiente cilíndrico de cerca de 9 mts., de altura y un diámetro de 5.5 mts. Tiene un brocal de carga de 2.75 mts. Se inclina para vaciar la carga, primero chatarra y después el arrabio fundido, enseguida se lleva a la posición vertical bajo una campana enfriada por agua. La lanza de oxígeno se baja y se inicia el soplado. El oxígeno produce con rapidez óxido de hierro en el metal fundido, y esto a su vez, oxida al carbono causando una agitación del metal fundido conforme se produce el monóxido de carbono y el bióxido de carbono. Los agentes fundentes como la cal se dejan caer de una tolva a través de un canalón después de que ha comenzado el soplo de oxígeno. La lanza se remueve después de que se han oxidado las impurezas. Entonces el horno se inclina, primero a un lado para sangrar el acero a través de una sangradera y después al otro lado para verter la escoria. La capacidad de los hornos básicos de oxígeno fluctúa entre 50 y 350 toneladas. Usan del 12 al 30% de chatarra en la carga, lo cual esta abajo del mínimo aceptable para hornos básicos y de hogar abierto. Un horno básico de oxígeno puede producir acero a la velocidad de 360 toneladas métricas por hora en cada horno.

Una de las ventajas 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. La calidad del producto es tan buena o mejor de la del acero producido en horno básico de hogar abierto. Cerca de la mitad del acero producido por el proceso básico de oxígeno se usa en láminas, placas y acera estructural de calidad para soldadura. La otra mitad se utiliza para acero efervescente o agitado, mediante el cual se hacen partes de embutido profundo, como partes de carrocería de automóviles. 2.2.2 PROCESO NO CONVENCIONAL PARA LA OBTENCIÓN DEL ACERO Los procesos no convencionales son aquellos que no son empleados con mucha frecuencia para la producción del acero, por lo que su costo es mucho mayor que el de los procesos convencionales y además se obtienen aceros con gran calidad que satisfacen todas las normas de seguridad. Los procesos no convencionales para la producción del acero son:  Para la purificación de hierra esponja, por media del proceso de reducción directa (HYL).  Para la obtención de aceros aleados, no aleados y fundiciones; se utiliza el horno eléctrico. 2.2.2. REDUCCIÓN DIRECTA (HYL) En el método "HYL" se obtiene el llamado hierro esponja que posteriormente, junto con chatarra, se introduce a un horno eléctrico para su refinación. Se le llama HYL ya que fue desarrollado por la empresa HYLSA líder en empresas de la rama metal – mecánica, en 1957. Utiliza gas natural reformado con agente reductor.

Los aceros de alta aleación (inoxidables para herramientas resistentes a la oxidación a alta temperatura), y otros para empleo importante se obtienen sólo de hornos eléctricos. Esto se explica por el hecho de que en los hornos eléctricos se puede elevar la temperatura rápidamente, evitar que el acero se ensucie por los productos de la combustión, fundir aleaciones especiales, obteniendo una temperatura de hasta 300 grados centígrados y realizar todo proceso metalúrgico creando en caso necesario una atmósfera oxidante, reductora neutra o al vacio.

2.2.2. HORNOS ELÉCTRICOS El horno eléctrico se utiliza para producir grados especiales de acero, tal como el acero para herramientas y troqueles, los inoxidables y resistentes al calor. Suele usarse una corriente trifásica en este horno y el calor se genera con el arco producido por la corriente. El calor se puede generar entre los electrodos. Por tanto, el acero de horno eléctrico es el más limpio de todos. El horno eléctrico puede ser de dos tipos: de arco y de inducción, pero la mayoría del acero se produce con horno de arco. El horno eléctrico es una envoltura de acero, circular en forma de taza o cóncavo, con refractarios en el interior. El horno se monta en balancines a fin de poder inclinarlo y descargar el acero fundido. La capacidad de los hornos de arco eléctrico varía entre 2 y 20 toneladas. El tiempo de ciclo por hornada varia entre 3 y 6 horas, según el tamaño de la carga y el tipo de acero por producir. La carga consiste en chatarra de acero muy seleccionada, piedra caliza y recortes de laminado, que se cargan por la puerta giratoria en la parte superior del horno. Se agregan pequeñas cantidades de elementos en el cazo, las cantidades grandes se incluyen en la carga. Se utilizan los métodos ácido y básico, el ácido suele ser para piezas de acero fundido y el básico para aceros especiales. El horno de arco eléctrico genera altas temperaturas, un control muy preciso de la composición y mínima contaminación. Pero, debido a la cantidad de electricidad que consume, este horno es más costoso en su operación que los otros procesos para producción de acero. Los diversos tipos de hornos eléctricos adoptados actualmente en las fundiciones pueden clasificarse como sigue: A) Hornos eléctricos de arco.  De arco directo monofásico y trifásico.  De arco indirecto monofásico.

b) Hornos eléctricos de resistencia  De resistencia metálica.  De resistencia no metálica.

C) HORNOS ELÉCTRICOS DE INDUCCIÓN  De baja frecuencia.  De alta frecuencia.

En los hornos de arco eléctrico, el arco se forma entre los electrodos y el material se calienta por el calor de radiación del acero. En los hornos combinados el calentamiento del material se realiza a costa del arco eléctrico que aparece entre los electrodos y el metal. En los hornos de inducción el calentamiento del material conductor eléctrico se efectúa por las corrientes inducidas en el propio objeto a calentar o por la transmisión de calor procedente del calentador en que se excitan las corrientes inducidas. PROCESO TECNOLOGICO PARA LA OBTENCION DEL ACERO BOF HORNO ELECTRICO CONVERTIDORES BESSESMER THOMAS Desde el punto de vista químico−metalúrgico, todos los procesos de fabricación de acero se pueden clasificar en ácidos y básicos (según el refractario y composición de la escoria utilizada ), y cada proceso tiene funciones específicas según el tipo de afino que puede efectuar. Los procesos ácidos utilizan refractarios de sílice, y por las condiciones de trabajo del proceso hay que poder formar escorias que se saturen de sílice. Los procesos ácidos pueden utilizarse para eliminar carbono, manganeso y silicio; no son aptos para disminuir el contenido en fósforo y azufre, y por esto requieren el consumo de primeras materias seleccionadas, cuyo contenido en fósforo y azufre cumple las especificaciones del acero final que se desea obtener. Los procesos básicos utilizan refractarios de magnesita y dolomía en las partes del horno que están en contacto con la escoria fundida y el metal. La escoria que se forma es de bajo contenido de sílice compensada con la cantidad necesaria de cal. El proceso básico elimina, de manera tan eficaz como el proceso ácido, el carbono, manganeso y silicio, pero además eliminan el fósforo y apreciables contenidos de azufre. De aquí las grandes ventajas del proceso básico, por su gran flexibilidad par consumir diversas materias primas que contengan fósforo y azufre, y por los tipos y calidades de acero que con él se pueden obtener. Desde el punto de vista tecnológico existen tres tipos fundamentales de procesos: 1) Por soplado, en el cual todo el calor procede del calor inicial de los materiales de carga, principalmente en estado de fusión. 2) Con horno de solera abierta, en el cual la mayor parte del calor proviene de la combustión del gas o aceite pesado utilizado como combustible; el éxito de este proceso se basa en los recuperadores de calor para calentar el aire y así alcanzar las altas temperaturas eficaces para la fusión de la carga del horno. 3) Eléctrico, en el cual la fuente de calor más importante procede de la energía eléctrica ( arco, resistencia o ambos ); este calor puede obtenerse en presencia o ausencia de oxígeno; por ello los hornos eléctricos pueden trabajar en atmósferas no oxidantes o neutras y también en vacío, condición preferida cuando se utilizan aleaciones que contienen proporciones importantes de elementos oxidables. En la fabricación de acero existen las fases hierro, escoria y gases. Este sistema heterogéneo tiende a un estado de equilibrio si se adicionan unos elementos reaccionantes o varía la temperatura o la presión. Al fabricar un acero se pretende eliminar de la fase hierro los elementos perjudiciales en acceso y añadir los que faltan para conseguir el análisis final previsto. Por las reacciones reversibles entre las tres fases ( hierro, escoria y gases ) se consigue, al producirse un desequilibrio, la segregación o paso de elementos, eliminar del hierro la escoria, o viceversa. Es necesario un profundo conocimiento de estas reacciones para fabricar un acero con buen resultado. Todo el proceso de obtención de acero consta de un primer período oxidante o de afino, en el que se elimina el Carbono en fase gaseosa; el silicio y el manganeso se oxidan formando compuestos complejos con la escoria, que puede eliminarse; si la escoria es además básica, se elimina el fósforo. El segundo período es reductor y debe eliminar el exceso de óxido de hierro disuelto en el baño del hierro durante el período oxidante, a fín de poder eliminar después el azufre; o puede también recuperar el manganeso oxidado que pasó a la escoria. Finalmente, hay un período de desoxidación o refino por acción de las ferro−aleaciones de manganeso y silicio, que se adicionan en el baño a la cuchara, y de aluminio metálico, en la lingotera. Estos períodos pueden tener mayor o menor duración e importancia y realizarse netamente separados o entrelazados, y a mayor o menor velocidad en unos procesos que en otros. El desescoriado puede ser total o parcial en cada período, o transformar las primeras escorias oxidantes en reductoras. Todo ello dependerá del horno o proceso utilizado, de las condiciones de las materias primas, de los elementos que interesa que pasen a la escoria y no retornen de ésta al baño de hierro, etc. Proceso del horno eléctrico. El progreso de la electricidad permitió, hacia el año 1900, que el horno eléctrico se introdujera a escala industrial para fabricar acero ( 50 años después de los procesos de afino por soplado y por solera ). El horno de arco calienta directamente el baño de acero por debajo de la escoria y consigue la alta temperatura necesaria de trabajo. Sin requerir la presencia de oxígeno en su atmósfera, el horno eléctrico ocupa una posición privilegiada para la fabricación de una amplia gama de calidades de aceros finos aleados, con elevados contenidos de elementos de aleación oxidables, tales como el carbono, vanadio y wolframio. El horno de tres electrodos ha alcanzado gran auge y perfeccionamiento, no sólo por la alta calidad del acero que se obtiene, sino también en muchos casos por ser competitivo con el proceso de afino por solera

para cualquier calidad de acero; parece que continúa aumentando su importancia, incluso para la producción de grandes tonelajes, merced a la menor inversión necesaria o también cuando se dispone de energía eléctrica a coste inferior o similar a la caloría gas. Existen asimismo las dos variedades, básico y ácido, con los mismos fundamentos que en los procesos anteriores, pero con notable predominio del horno básico dadas las dificultades y fluctuaciones que experimenta el mercado para poder adquirir primeras materias suficientes para el trabajo ácido. El tamaño del horno es muy variable, desde 500 kg hasta 200 tm. Los más pequeños tienden a desaparecer; los de 5 tm y más se utilizan para el moldeo y aceros aleados, y las grandes unidades para la producción en serie de lingotes. Normalmente trabajan con carga sólida; en algunas acerías lo hacen con carga de acero líquido en proceso duplex, conjunto de convertidor u horno de solera y horno eléctrico para el acabado. La carga de los grandes hornos es un factor determinante de su rendimiento; en general se ha adoptado la bóveda desplazable para carga por encima del horno abierto, con recipiente metálico de fondo de fácil abertura, o por otros rápidos procesos mecanizados. La marcha de la colada se inicia con la carga sólida de mineral, caliza o cal, según se disponga, chatarra y lingote de afino. La proporción de estos materiales dependerá del acero que se quiera fabricar y del análisis que convenga que tenga la carga fundida a la temperatura necesaria; para el afino oxidante, el mineral y las batiduras de laminación proporcionan el oxígeno que necesitan el silicio, manganeso, fósforo y carbono que contiene la carga; se introduce suficiente cal para que la escoria tenga la basicidad que requiere el fósforo para pasar a ella. En el horno eléctrico el aire de su atmósfera interior está en contacto con los electrodos de grafito, y su oxígeno es rápidamente consumido para mantener el equilibrio y conseguir la temperatura de régimen del horno. La escoria básica y oxidante contendrá el fósforo que fue oxidado durante el afino; se bascula el horno para facilitar el desescoriado. Eliminada la escoria, si la especificación de calidad del acero requiere adiciones de elementos aleables, la siguiente etapa es preparar una escoria reductora, añadiendo cal apagada y electrodos o coque triturados. En todo momento se pueden sacar muestras del baño para su análisis y ajustar los elementos aleados hasta que se cumpla la especificación pedida, y también regular la temperatura hasta que el baño esté a punto para colar. Aunque con menor intensidad que en otros procesos de obtención de aceros, es necesaria la adición de desoxidantes en la cuchara. Proceso por soplado, Bessemer ácido y Thomas básico. El proceso Bessemer ácido ha sido el primero utilizado y el más sencillo. Desde su inicio permite obtener en una sola operación, partiendo de hierro líquido, coladas de 10−25 tm al ritmo de 1 tm/ min. Por ser ácido, no defosfora ni desulfura y debe utilizar hierro líquido de análisis adecuado. La gran abundancia de mineral de hierro rico en fósforo, que al ser tratado en horno alto pasan gran parte al hierro líquido, provoca el desarrollode procesos que pueden defosforar, y ha sido causa de que los procesos básicos se empleen en Europa mucho más que el Bessemer ácido, limitado éste a utilizar hierro bajo en fósforo, mucho más escaso. La operación se realiza en el convertidor, cuba de acero revestida de refractario, con toberas en su fondo y abierta en su parte superior, montada sobre apoyo con mecanismo basculante. La carga de hierro líquido se realiza con el convertidor en posición horizontal, lo que deja abiertas las toberas. Se insufla el aire necesario a través de uno de los soportes huecos a la caja de viento, que lo distribuye a través de las toberas a una presión de 2 kg / cm2. Se inicia el soplado al mismo tiempo que se pone el convertidor vertical; el aire a presión pasa a través del hierro líquido, introduciéndose así el oxígeno necesario para el afino. El silicio contenido en el hierro líquido es el factor termoquímico más importante para regular y obtener la temperatura necesaria. La llama expulsada por la boca del convertidor cambia de color y luminosidad, lo que permite juzgar el desarrollo del afino e interrumpir el soplado en el momento final adecuado; entonces se hace bascular el convertidor y se cuela el acero líquido en una cuchara de transporte. El revestimiento ácido de este tipo de convertidores proporciona el exceso de sílice indispensable para formar escoria, además del silicio que contiene el hierro líquido. En el caso del convertidor básico, llamado proceso Thomas, el revestimiento es de magnesita o dolomía calcinada y alquitrán. Por la acción fuertemente oxidante del soplado se elimina primero el carbono y después se oxida el fósforo, que actúa de importante elemento termógeno. La cal necesaria se añade con la carga; se funde durante el soplado y se combina con el fósforo oxidado, formando la escoria Thomas, utilizada como fertilizante. Este proceso ha sido un factor muy importante del desarrollo industrial alcanzado en Europa a fines del siglo pasado. Se controla como el Bessemer por el aspecto de la llama. El tiempo necesario del soplado es sólo de 15 min, por lo que el éxito del proceso depende de la pericia del operario. Tan corto tiempo no permite efectuar control por análisis de muestras. BOF (BASIC OXIGEN FURNACE) Convertidores (BOF) - Soplado con Oxígeno

El Horno de Oxígeno Básico es un elemento muy eficaz para convertir los lingotes de hierro en acero inyectando oxígeno. Carburos Metálicos puede suministrar el gas, los sistemas de control de procesos y el caudal así como el know-how técnico (por ejemplo, en la colocación de lanzas). Convertidores (BOF) - Precalentamiento de la Chatarra Se han desarrollado equipos de control y quemadores para precalentar de forma eficaz la chatarra férrea mediante quemadores de oxi-combustible no refrigerados por agua. Se suelen conseguir ahorros de combustible del 70% y reducciones del 50% en tiempos de calentamiento. Convertidores (BOF) - Salpicadura de Escoria Mediante la inyección de nitrógeno en la zona inferior del horno a través de la misma lanza de oxígeno se consigue una capa de protecicón de escoria fundida en la pared del refractario reduciendo el “gunning consumption” y alargando la campaña. Convertidores (BOF) - Agitación Inferior El metal fundido se agita mediante una inyección de gas de alta presión con el fin de incrementar la producción de acero, la recuperación de los metales de aleación y alargar la duración de la campaña. 6.2 CONVERTIDOR: H. BESSEMER, THOMAS SIEMENS* LD BOF BOP BOS LD-AC OLP KALDO ROTOR OBM QBOP*DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO CONVERTIDOR: H. BESSEMER, THOMAS: El Proceso Bessemer Fue el Primer Proceso industrial barato para la fabricación en serie de acero de un hierro en lingotes fundido. El proceso es nombrado por su inventor, Henry Bessemer, Que saco una patente del Proceso en 1855.

Convertidor Bessemer, Kelham Island Museum, Sheffield, Inglaterra (2002) El proceso Independientemente Fue descubierto en 1851 por William Kelly.1 2 También el mismo había sido usado fuera de Europa Durante Cientos de años, pero no a una escala industrial.3 El principio clave es la retirada de impurezas del hierro Mediante la oxidación producida por el insuflado de aire en el hierro fundido. La oxidación causa la elevación de la temperatura de la masa de hierro y lo Mantiene fundido. 1 .- CONVERTIDOR BESSEMER (PROCESO) En el convertidor de Bessemer, La Fundición (frágil material e impuro con 3 a 4% de carbono) se transforma en acero de 0,10% de carbono aproximadamente, que es muy tenaz, dúctil y maleable. El método ideado por Bessemer consistió en hacer pasar un chorro de Aire a Través de la fundición en estado líquido que contenía un gran crisol en forma de pera. Al oxidarse el silicio, el Manganeso, Hierro y el que contiene el Carbono La Fundición se producía una Gran cantidad de calor y se elevaba la temperatura del baño metálico de 1250 A C. 1650 º Los

óxidos de Estos elementos se combinan entre si dando Lugar a silicatos complejos de poca densidad que formaban la Escoria. El óxido de carbono se quema al contacto con el aire. Problemas del PPROCESO. FÓSFORO: La Fundición usada contenía un elevado% de fósforo y se trasmitía completamente al acero, el Cual poseía una alta fragilidad. AZUFRE: En aceros con bajos contenidos de manganeso (0,1 a 0,4%) el azufre ejercía una acción muy perjudicial, Aparece en forma de sulfuro de hierro que Rodea los granos de Hierro, que por su baja temperatura de fusión, Durante la forja o laminación se agrieta el material. OXÍGENO: El oxígeno porosidades y causaba problemas de fabricación en aceros bajos en manganeso. El hierro y los aceros fundidos siempre disuelven una elevadas temperaturas Cantidades importantes de oxígeno. Refractario MATERIAL UTILIZADO EN EL CONVERTIDOR BESSEMER Si O 2 = 93% Al 2 O 3? = 4% Fe 2 O 3? = 2% Espesor de las paredes: 600 mm. (400 piñas) Espesor del fondo: 600 mm. (20 piñas) Presión del soplo: 1,5 a 1,75 Kg / cm 2. Etapas del proceso 1 .- Carga del horno 2 .- Giro Inicio del soplo y 3 .- Oxidación del silicio, manganeso y carbono 4 .- CARBURACION Y desoxidación del baño metálico 5 .- Colada. COMPOSICIÓN DE LA FUNDICIÓN C = 4%, Si = 2%, Mn = 1%, P