Metalurgia Secundaria. Berciano
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ÍNDICE GENERAL 5
8. PROCESOS ATMOSFÉRICOS CON APORTACIÓN TÉRMICA121
8.1. Horno cuchara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
8.1.1. Calentamiento por arco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
8.1.2. Calentamiento por plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
8.1.3. Calentamiento por electroescoria . . . . . . . . . . . . . . . . 134
8.1.4. Horno GRAF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
8.1.5. BBC-CEM-IRSID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
8.1.6. Reacciones del afino en horno cuchara . . . . . . . . . . . . . 142
8.2. Proceso Argon Oxigen Decarburisation (AOD) . . . . . . . . . . . . . 144
8.2.1. Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
8.2.2. Oxidación de carbono y cromo en el baño de acero . . . . . . 146
8.2.3. Método operativo clásico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
8.2.4. Fusión de la carga sólida en horno de arco . . . . . . . . . . . 149
8.2.5. Tratamiento del baño en convertidor AOD . . . . . . . . . . . 154
8.2.6. Comparación entre prácticas operativas HEA y AOD . . . . 161
8.2.7. Aceros fabricados en AOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
8.3. Convertidor CLU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
8.4. Proceso CAS-OB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Bibliografía 164
6 ÍNDICE GENERAL
Capítulo 1
INTRODUCCIÓN
1.1. Antecedentes históricos
La segunda mitad del siglo XIX contempló el gran salto adelante del desarrollo
de los métodos y equipos de fabricación de acero. Primero había sido la optimización
del horno alto, tanto del equipo en sí como de la preparación de cargas, añadida a
la sustitución que se había producido del carbón vegetal por el coque; optimización
que comenzó a principios de ese mismo siglo.
Casi simultáneamente se produjo la aparición de los convertidores, Bessemer primero
y Thomas después, que hicieron posible la fabricación masiva de acero a partir
del arrabio elaborado en los hornos altos. Esta plétora de acero generó, como es
lógico suponer, grandes cantidades de chatarra. La aparición casi simultánea de los
hornos Siemens-Martin permitió reciclar esa chatarra, a la vez que podían actuar
como unidades de conversión de arrabio en acero en serie con el horno alto.
De esta forma surgieron las tres vías clásicas de fabricación de acero:
1. mineral ! horno alto ! arrabio ! convertidor ! acero líquido
2. mineral ! horno alto ! arrabio ! Siemens ! acero líquido
3. chatarra (y a veces arrabio y mineral) ! Siemens ! acero líquido
A comienzos del siglo XX se produjo el desarrollo y difusión de la electricidad
industrial que propició la aparición de los hornos eléctricos como aparato de fusión,
tanto los de arco como los de inducción. Durante la primera mitad de este siglo hubo
un mejoramiento de estos equipos, junto con aumento de tamaño de los mismos. Así
se llegó a hornos de arco de hasta 300 t de capacidad.
El costo de fabricación de acero en horno de arco era bastante elevado, lo que
sólo les hacía adecuados para fabricación de aceros aleados, de alto valor añadido.
El perfeccionamiento que se produjo, tanto en los propios hornos como en su operación,
hizo que la acería eléctrica llegara a competir con la siderurgia integral (horno
alto-convertidor) no sólo en calidad sino en costos. Y esto a pesar de la irrupción en
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8 1.2. SIDERURGIA MODERNA
la década de los cincuenta de los oxiconvertidores (LD y sus derivados) desarrollados
en Austria.
Paralelamente a estos fenómenos se produjo, a mediados del siglo XX, la desaparición
paulatina de los hornos Siemens-Martin, que no podían competir en productividad
con los convertidores ni en calidad con los hornos de arco. Por otro lado,
los problemas medioambientales que generaban los hornos de llama (lluvia ácida
provocada por el SO2 derivado de combustibles de baja calidad), como es el caso del
Siemens, aceleraron su desaparición.
1.2. Siderurgia moderna
Durante la segunda mitad del siglo XX se pusieron en juego esfuerzos considerables
en la exploración y desarrollo de equipos y procesos de acería eléctrica; el horno
de arco llegó a cifras inverosímilmente bajas de consumo de energía y electrodos, así
como a duraciones de colada «tap-to-tap» que no llegan a una hora, como puede
verse en el ábaco de la figura 1.1. Hasta entonces la colada se efectuaba íntegramente
en el horno de arco, según la secuencia
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