Proceso de obtención del acero

Actualmente en el mundo, la tecnología se

ha ido apoderando del modo
de vida de los seres humanos, casi en El acero es una aleación
cualquier parte de la tierra, se observan hierro-carbón, con otros
construcciones, edificios, vehículos, componentes que le
puentes y todo tipo de máquinas y súper
estructuras que hacen al planeta depender ayudan a definir su gran
de la fabricación de acero para variedad de propiedades
poder crearlas. Es así como la producción físico-químicas. Juegan
de acero de buena calidad y bajo un papel fundamental, el
costo se ha convertido en un reto para los manganeso y el silicio
profesionales de la metalurgia, en la resistencia
siendo uno de los mayores logros, la mecánica.
fabricación de acero mediante el proceso
de hornos
Acerista: Persona especialista en la fabricación de acero.

Horno: Es la instalación industrial donde se transforma o

trabaja el mineral de hierro.

Arrabio: Material fundido obtenido del alto horno mediante reducción del mineral
de hierro.

Bóveda Con este nombre se le conoce tanto a la tapadera del EAF como del LF y está
compuesta de una serie de tubos en forma circular enfriados por agua.

EAF Horno de Arco Eléctrico por sus siglas en inglés (Electric Arc Furnace). LF Horno
olla

Refractabilidad: Capacidad de un material para soportar temperaturas elevadas.

Sinterizar Producir piezas de gran resistencia y dureza mediante el calentamiento, sin

llegar a la temperatura de fusión.

Palanquilla Forma de acero semi terminado procesada de máquina de colado continuo

que se utiliza para productos largos: barras, canales u otras formas estructurales.

Ferroaleaciones Son compuestos formados de hierro y otro elemento como

manganeso, silicio, níquel, cromo o vanadio y se agregan al acero en el proceso de
refinación del mismo
 Materia prima
La materia prima para la fabricación de acero al carbón, es la chatarra, y esta se
clasifica de acuerdo a su densidad y contenido de residuales en los siguientes tipos:
❖ Chatarra de primera
Es la de mejor calidad, su espesor mínimo es de ¼ de pulgada, las densidades se
encuentran arriba de los 800 kilogramos por metro cúbico y en algunos casos contiene
bajos residuales. La figura muestra algunos ejemplos de la chatarra de primera más
utilizada y entre estas se puede mencionar:
o Chatarra fragmentada
o Riel de ferrocarril
o Maquinaria pesada
o Piezas automotrices
o Estructuras metálicas
o Hierro fundido
❖ Chatarra de segunda
Es la de mediana calidad, su
espesor máximo es de ¼ de
pulgada, las densidades se
encuentran debajo de los 700
kilogramos por metro cúbico y
contiene bajos residuales. La
figura muestra algunos
ejemplos de la chatarra de
segunda más utilizada y entre
estas se puede mencionar:
o Lâmina de carro limpia (no
oxidada)
o Perfiles livianos
o Tubería liviana
o Carrocerías livianas
o Angulares de estructuras
o Chatarra compactada de
material liviano en forma de
paca
❖ Chatarra de tercera
Es la de baja calidad, su
espesor puede ser menor de
1 milímetro, las
densidades son muy bajas y
los residuales muy altos. La
figura muestra un ejemplo de
chatarra de tercera y entre
estas se puede mencionar:
o Chatarra compactada de
estaño en forma de paca
o Chatarra troquelada a
granel
o Rollos de alambre
o Lámina muy delgada
o Chatarra compactada de
material de baja densidad en
forma de paca
 Proceso tecnológico del acero de primera fusión

Para la producción de acero son necesarios cuatro

elementos fundamentales:
Mineral de
hierro, que
lleva el
metal

Coque,
combustible
. Aire que aporta
carbón

Piedra
caliza,
actúa como Los tres primeros se extraen de
fundente minas y son transportados y
preparados antes de que se
introduzcan al sistema en el que
se producirá el arrabio.
Algunos elementos químicos en la fundición

Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro, sin embargo se debe
decir que es el elemento que da la dureza al hierro y por medio de sus
diferentes formas en las que se presenta, se pueden definir varias
propiedades de las aleaciones y su grado de maquinabilidad.

Silicio. Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador del

hierro y es el elemento predominante en la determinación de las
cantidades de carbono en las aleaciones de hierro.

Manganeso. Es un elemento que cuando se agrega a la fundición

arriba del 0.5% sirve para eliminar al azufre del hierro. Como la
mezcla producto del azufre y el manganeso tiene baja densidad
flota y se elimina en forma de escoria.

Azufre. No sirve de nada en el hierro, debe ser eliminado

y controlado.
 Proceso para obtención del arrabio

Preparación
Extracción Transporte del mineral
del mineral del mineral • Lavado
de hierro de hierro • Quebrado
• Cribado Aire

Preparación
Explotación Transporte de mineral Alto horno
de coque. del mineral de coque
de coque • Refinado
• Calentado Arrabio Escoria

Preparación
Explotación Transporte del mineral
de piedra de la piedra • Lavado
caliza caliza • Quebrado
• Cribado
 HORNO BASICO DE OXIGENO

Este horno fue inventado por Sir Henrry

Bessemer a mediados de 1800.HORNO
BASICO DE OXIGENO (BOF)Es un
horno muy parecido al Bessemer 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
Bessemer y en un tiempo muy reducido.

QUE SE LE AGREGA?• 75% de Arrabio

(Metal Caliente)• Chatarra• Carbono•
Ferroaleaciones• A través de la lanza se le
inyecta oxigeno y polvo de piedra caliza.

QUE RESULTA• Acero fundido•

Refinación del arrabio
Flujo del proceso del BOF
https://youtu.be/P36_JaUoJlg

NOTA IMPORTANTES.
• La carga y descarga de la olla se hace
por la parte superior
• La temperatura de operación del horno
es superior a los 1650°C y
• Es considerado como el sistema más
eficiente para la producción de acero de
alta calidad.

• La carga metálica para realizar una

colada de acero en un convertidor al
oxígeno (en un tiempo que varía de 45 a
55 minutos) consiste en arrabio y
chatarra; adicionalmente se cargan
fundentes como cal siderúrgica y cal
dolomítica para formar una escoria para
refinación.
Una acería BOF está dividida en secciones bien definidas de
acuerdo con las operaciones que se desarrollan en cada una de
ellas: nave de convertidores, nave de carga, nave de colada e
instalaciones auxiliares.

La razón de la inyección de oxígeno es que éste actuará como

agente oxidante, ya que al entrar en contacto con la carga se
combina químicamente con los elementos de la misma,
eliminando en gran parte el contenido de impurezas tales como
carbón, fósforo, azufre, silicio, etc.
El horno de arco eléctrico emplea energía eléctrica para fundir la chatarra de
acero. Entre la materia prima y los electrodos se genera un arco eléctrico cuyo
calor desprendido funde la chatarra. . El horno se compone de tres partes

Bóveda
El control de calidad de la chatarra
resulta esencial en el proceso. La
acería eléctrica utiliza como materia
prima fundamentalmente, y hasta en Cuba
un 100%, chatarra férrica. La
capacidad del horno eléctrico de
arco puede ir de unas pocas hasta
300 toneladas, pero lo habitual es
una capacidad de entre 60 y 150 Solera
toneladas, con un tamaño de cuba
de 5 a 8 metros.
https://www.youtube.com/watch?v=0bKbBJUR7hk
 Los diferentes tipos de hornos eléctricos.

•El horno eléctricos de resistencia.

En los hornos eléctricos de resistencia, el

calor está producido por el efecto Joule al
circular una corriente eléctrica por una
resistencia. Se pueden fabricar para ser
usados a temperaturas superiores a los
1.800ºC.

•Hornos eléctricos de inducción

En los hornos eléctricos de inducción, el

calor se genera por corrientes inducidas
por una corriente alterna. La corriente de
alta frecuencia es alrededor de 1000 Hz,
suministrada por un conjunto motor-
generador o un sistema de frecuencia con
arco por vapor de mercurio..
Durante la fusión, los electrodos perforan la carga fundiendo
cada uno, una sección superior al diámetro del electrodo, en
función de la longitud del arco debemos tomar en cuenta lo
siguiente:

• El correspondiente justamente al comienzo de fusión de

cada cesta, cuando el arco puede dañar la bóveda.
• El correspondiente a la llegada de los electrodos a la
solera

• El período de fin de fusión cuando el arco es muy largo, la

radiación muy intensa y la tensión elevada, que puede
dañar la bóveda y paredes del horno más allegadas a los
electrodos.
Los hornos deben ubicarse lejos de áreas de trabajo general en un cuarto o
área separada

Se debe dejar espacio suficiente alrededor del horno para permitir

mantenimiento, servicio y movimiento libre de aire.

Instrucciones por escrito sobre el funcionamiento seguro y los

procedimientos de emergencia para el horno deben fijarse cerca junto con
una lista de los operadores capacitados y sus números telefónicos.
Prácticas seguras deben adoptarse y usarse al estar el horno en
funcionamiento. Al quitar producto del horno todavía caliente, se debe
siempre usar lentes protectivos y guantes que proporcionan protección
termal. Adicionalmente, los lentes protectivos deben llevar filtros para usar al
quitar las tapas de las mirillas para inspeccionar los conos pirométricos al
estar el horno caliente.
Los hornos eléctricos deben usarse solamente por operadores capacitados
quienes conocen procedimientos seguros de trabajo, uso correcto de los
controles y mecanismos de seguridad, y son capaces de reconocer peligros
y encargarse de emergencias.
 Conclusión

para toda industria metalúrgica es necesario tener entre su

equipamiento , hornos de fundición que son esenciales para llevar a
cabo la fundición de metales que es la parte o el trabajo más
importante de metalurgia porque es la manera más común de
separar e identificar metales.
Ahora en la actualidad lo más usable o lo más recomendable es usar
los hornos eléctricos por su fácil operación que facilita el trabajo,
aparte de que los resultados son de mejor calidad y ofrece más
servicios del procesamiento de metales como mas temperatura, mas
tiempo.
hay diferentes tipos de hornos eléctricos que se acomodan a las
necesidades de cada industria metalúrgica ,que de tal manera que
los hornos eléctricos después del conocimientos constituyen la parte
esencial del trabajo en la industria metalúrgica.
Los procesos de la llamada Metalurgia
Secundaria se han establecido para lograr
diversos objetivos técnicos, que van desde
el control de gases hasta la formulación de
la composición del acero.
Objetivos técnicos propios de la
metalurgia secundaria:
1.El control de gases, mediante la
reducción de oxígeno, hidrógeno y
nitrógeno en el acero.
2.Alcanzar bajos contenidos en azufre,
normalmente menores de 0,01 por
ciento
3.Conseguir aceros más limpios, La metalurgia secundaria se lleva a
eliminando inclusiones no metálicas, cabo en equipos diversos,
como óxidos. como hornos de cuchara,
4.Controlar la morfología de las convertidores e instalaciones de
inclusiones, dedo que es inevitable que vacío.
éstas existan.
5.Encajar de manera precisa
la composición del acero
En esta fase, el acero en bruto debe afinarse todavía más, ajustando su composición y
temperatura. Con este objetivo, se mezcla con aditivos para formar aleaciones con otros
elementos (cromo, boro, wolframio, molibdeno, cobre, níquel, etc.) que aportarán nuevas
propiedades y facilitarán tratamientos posteriores del acero. A continuación, se lleva a cabo
un segundo ciclo de soplado antes de su paso a las instalaciones de colada y laminación
posterior. La metalurgia secundaria tiene lugar en equipos diversos, tales como hornos de
cuchara, convertidores e instalaciones de vacío. Las técnicas que se utilizan son variadas:
vacío, agitación con gas inerte, con oxígeno y con gases reactivos.
El proceso de metalurgia secundaria no solamente posibilita ampliar
la gama de calidades de acero que puede moldearse, sino que
mediante el proceso de afino del acero en un horno independiente
se consigue aumentar la productividad del horno principal. La razón
primordial es porque se acorta el tiempo necesario para el vaciado
del acero líquido de las materias primas que se utilizan en la
fabricación del acero
VENTAJAS DE LA METALURGIA SECUNDARIA

1. Productividad
2. Costos
3. Calidad Química
4. Calidad Estructural

1. Productividad

o Optimización de las operaciones de acería.

o Mayor aprovechamiento de los equipos productivos.
o Disminución de los tiempos de colada
o Flexibilidad óptima.
o Trabajo más fácil de las máquinas de colada
continua.
2. Costos

o Ahorro de energía gracias al mejor control de temperaturas y el

aprovechamiento eléctrico.
o Mayor recuperación de ferroaleaciones y posibilidad de utilizar
ferroaleaciones más baratas.
o La eficiencia de estos procesos reduce las necesidades de control de
calidad.

3. Calidad Química

o Posibilidad de encajar con precisión la composición química del acero

fabricado.
o Capacidad de alcanzar contenidos ultrabajos de carbono.
o Posibilidad de defosforar a fondo.
o Se realizan con gran facilidad las operaciones básicas (desoxidación
y desulfuración) de la segunda etapa (fase reductora) de la colada.
o Los equipos nuevos están en condiciones de obtener una
desgasificación completa, especialmente de gases tan letales para la
vida en servicio como hidrógeno y nitrógeno.
3. Calidad Estructural

o La extracción completa del oxígeno del baño por vacío o por purga con
gases inertes impide la formación de óxidos (inclusiones no metálicas).
o Estos mismos procesos de vacío o purga posibilitan flotación de las
inclusiones que se hubieran podido formar, enviándolas a la escoria
donde son atrapadas.
o Si a pesar de todo no se pudiera evitar o flotar las inclusiones, existe la
posibilidad de modificar la composición y morfología de las mismas
para hacerlas menos deletéreas (toxicas).
o Todo lo anterior lleva a la obtención de mejores propiedades
transversales o de tenacidad, tales como las que se deducen de
ensayos de resiliencia o de doblado.
MATERIALES UTILIZADOS EN METALURGIA SECUNDARIA

Los materiales que entran a los procesos de metalurgia secundaria son

los siguientes:

❑ El acero líquido procedente del horno eléctrico o del convertidor.

❑ Las adiciones, materiales que se añaden al acero para ajustar su

composición, generalmente ferroaleaciones.

❑ Argón, un gas inerte sin capacidad de alterar la composición química

del acero que permite homogeneizar la masa de acero en
composición y temperatura.

❑ Desulfurantes, empleados para combinarse con el azufre del acero y

depositarlo en la escoria, los desulfurantes más empleados son el
magnesio y el calcio.
Definición: siderurgia integral es el proceso completo
de producir acero a partir del mineral de hierro.

1.Obtención del mineral

2.Obtención del coque
3.Sintetización del mineral
4.Obtención del arrabio
5.Transformación en acero
6.Metalurgia secundaria
7.Colada convencional

8.Colada continua
9.Laminación en caliente
10.Laminación en frío
11.Decapado
12.Recocido
13.Temperizado
14.Recubrimiento
1.Obtención del mineral

Cuando se obtiene el mineral, se separa la mena (parte

útil) de la ganga (otros materiales no ferrosos presentes
en el mineral) y más tarde se le elimina el oxígeno,
carbono o azufre del compuesto para conseguir un
hierro puro.

2.Obtención del coque

Del carbón de hulla se obtiene el coque, el cuál se

usa en el proceso siderúrgico como combustible,
además de como reductor de oxígeno del hierro.
3.Sinterización del mineral

La sinterización del hierro pretende lograr un material poroso,

para que el tamaño de los granos que se introduzcan en el alto
horno presenten una gran permeabilidad a los gases.

El mineral del hierro se mezcla con el coque y con materiales

fundentes. Se hace arder el combustible de la parte superficial y
la mezcla se conduce por medio de una cinta transportadora
metálica provista de orificios a través de los cuáles se efectúa
una transpiración.

¿Qué es un material sinterizado?

Consiste en compactar a alta presión varios
polvos metálicos mezclados homogéneamente
y, una vez compactados, realizar un tratamiento
térmico a una temperatura inferior a la de
fusión de la mezcla, obteniéndose una pieza
consolidada y compacta.
4.Obtención del arrabio

La obtención del arrabio se produce en el alto horno.

El alto horno es un recipiente de acero recubierto de un material
refractario en el cuál se produce la reducción del hierro.

Materiales que entran al horno alto:

Aportadores de hierro (minerales de hierro, sinter...)

Fuel: Actúa como combustible, se inyecta junto al aire caliente.
Coque: Actúa como combustible, al igual que el fuel. Además,
provoca la reducción del mineral del hierro (se forma monóxido de
carbono, que atrapa el oxígeno del hierro para formar dióxido de
carbono).
Fundentes: (caliza y cuarzo) separan los restos de ganga que hayan
podido quedar en el material
Aire caliente: Permite la combustión del fuel y del coque y sostiene
todo el conjunto de materiales para que no choquen contra el crisol.
Materiales que salen del horno alto:

Arrabio: Es el producto principal,

formado por 95% de hierro, 3,5% de
carbono y otros elementos como silicio,
manganeso azufre y fósforo.

Escoria: Formada por los fundentes,

las impurezas y las cenizas. Se usa
como firme de carreteras y para formar
cemento.

Gases de alto horno: Se usa como

combustible, por ejemplo en los
procesos de laminación en caliente y en
los hornos de coque.
Partes del alto horno

Tragante: Es la zona por la cuál se

introducen los materiales sólidos.
Cuba: Es la zona más amplia del horno,
dónde los materiales se secan y empieza
la reducción.
Vientre: Se produce la mayor parte de la
reducción
Etalajes: Se encuentran situadas la
toberas por dónde entre el aire caliente y
el fuel, y en ella se produce la
combustión.
Crisol: es la zona más baja, por la cuál
se extrae el arrabio y la escoria a través
de una piquera.

Cuando el arrabio sale del alto horno, se lleva a

través de unos vagones torpedo hacia la zona
donde se va a desulfinizar.
5.Transformación en acero

Cuando el arrabio sale del alto horno, contiene una cantidad de carbono
correspondiente a una fundición, así que se lleva en los llamados vagones
torpedo hacia los convertidores. En dichos convertidores se inyecta
oxígeno que provoca la oxidación del carbono para separarlo del hierro y
así conseguir el porcentaje requerido.

De los convertidores se obtiene acero líquido, que sigue el proceso

siderúrgico; escoria, que se usa como firme de carreteras; y gases usados
como combustible.
6.Metalurgia secundaria

Consiste en modificar la composición del acero para

adaptarlo a las necesidades de consumo.

7.Colada convencional

Con la colada convencional, se solidifica el arrabio en

forma de figuras troncopiramidales. Para ello, se
introduce en moldes con dicha forma, ya sean con
base cuadrada (tochos) o rectangular (petacas).

Se puede realizar de dos maneras:

Colada directa

Colada en sifón
8.Colada continua

Con la colada continua, se pretende solidificar el acero

en productos de sección constante.

Para ello, se vierte el material en una artesa que regula

la caída del producto sobre un molde refrigerado, del
cuál pasa a una cinta transportadora dónde se va
refrigerando y cortando en las longitudes deseadas del
molde.
9.Laminación en caliente

Tras la colada del acero, se debe someter a las piezas a un proceso

de laminado para dale la forma y las características necesarias. A la
colada convencional se le debe aplicar anteriormente un desbaste.
Sin embargo, las procedentes de la colada continua pueden ir
directamente a los trenes de laminado, los cuáles pueden ser,
según el formato de la pieza:

Tren de alambron Tren de chapa gruesa

Tren de perfiles
10.Laminación en frío

Cuando el espesor de la chapa es muy pequeño, se puede usar

una laminación a temperatura ambiente. En ésta, la pieza se
somete a deformaciones sucesivas para llegar a la forma requerida
11.Decapado

Tras la laminación en caliente, las bobinas de acero cuentan con

una pequeña capa de óxido que debe ser eliminada para evitar
futuras imperfecciones.

Para ello, se pasa por unos rodillos que agrietan la capa de óxido,
facilitando su disolución posterior en un ácido. Después, se lava, se
seca y se recubre de aceite protector.

12. Recocido

Para mejorar la plasticidad perdida con la laminación en frío, se le

aplica un proceso de recocido, mediante dos posibles métodos:

Recocido en campana

Recocido en continuo
13.Temperizado

Para recuperar la dureza perdida con el recocido, se pasa la

chapa un por tren de laminación que reduce su espesor en una
pequeña proporción, comunicándole así cierta dureza
superficial.

14. Recubrimiento del acero

Para evitar la oxidación del acero, se le recubre con metales

protectores, mediante dos posibles sistemas:

Recubrimiento por inmersión

Recubrimiento por electrólisis

El Horno Alto sirve para transformar el
mineral de Hierro (Fe), ya sea como,
pellet o sinter, en hierro de primera fusión
(arrabio), que es una fundición de hierro
de elevado contenido de Carbono (C) (de
3 a 4 %) e impurezas.

Está construido con planchas de acero

soldadas y en la parte interna está
revestido por ladrillos refractarios silico-
aluminoso en la zona superior de la cuba,
aluminosos en el resto de la cuba, vientre
y etalaje y en el crisol de ladrillos y
bloques de carbón.
5 - TRAGANTE
Extremo superior del Horno Alto
donde se carga la carga

4 - CUBA
Forma cónica truncada. Es la
unidad mas alta del horno.

3 - VIENTRE
Parta del Horno Alto que está
entre zonas de Elatajes y Cuba.

2 - ELATAJE
Parte ubicada encima del crisol.
Posee una forma cónica truncada.

1 - CRISOL
Sirve como depósito de los
materiales fundidos: arrabio y
escoria. Tiene forma cilíndrica.
 Como encendemos un Horno Alto?

Los Hornos Altos trabajan de manera ininterrumpida.

El motivo de esta actividad continua (que cesa sólo cuando es

necesario realizar tareas de mantenimiento), se debe a que su
encendido es lento y complicado. Se trata de uno de los
momentos más importantes y decisivos del proceso. Se realiza en
cuatro pasos, que se detallan a continuación.

Primer paso: Se asegura que las compuertas de limpieza estén

cerradas, se abren las piqueras de escoria y de arrabio (por
donde sale el material) y las toberas de aire.

Segundo paso: Se coloca el combustible en el fondo y se

enciende.
Tercer paso: Una vez que hay llama, se introduce un tercio del carbón
de coque hasta que llegue al rojo vivo. Luego el otro tercio y,
finalmente, el resto. Cuando todo el material está al rojo vivo, se
comprueba si con él se llena la zona de fusión. De lo contrario, se
agrega coque hasta llenarla.

Cuarto paso: Se introduce rápidamente el resto de los componentes y

se inicia el proceso. Éste ocurre de manera continua: a medida que se
incorporan componentes, se retiran el arrabio y la escoria, por lo que el
horno permanece siempre en funcionamiento.
 Diseño dimensional de un Horno Alto

Calculo de Altura (H):

𝑯 = 𝟔. 𝟒𝟒𝑽𝟎.𝟐𝟐 mts. V= 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒖𝒕𝒊𝒍 (𝒎𝟑 )

Calculo de Altura Util (Hu):

Hu= 𝟎. 𝟖𝟖𝑯 mts.

Calculo de Altura del Crisol (Hc):

Hc= 𝟎. 𝟏𝟏𝟓𝑯𝒖 mts.

Calculo de Diámetro del Crisol (Dc):

Dc= 𝟎. 𝟑𝟐𝑽𝟎.𝟒𝟓 mts.

Calculo de Altura del Vientre (Hv):

H𝐯 = 𝟎. 𝟖𝟖𝑯𝒖 mts.

Calculo de Diámetro del Vientre (Dv):

𝑫𝒗 = 𝟎. 𝟓𝑽𝟎.𝟒 mts.
Calculo de Altura de la Cuba (Hcu)
Hcu= 𝟎. 𝟔𝟗𝑯𝒖 − 𝟑. 𝟎 mts.

Calculo de Altura del Tragante (Ht):

Ht= 𝟎. 𝟏𝟎𝟓𝑯𝒖 mts.

Calculo de Diámetro del Tragante (Dt):

Dt= 𝟎. 𝟑𝟎𝑽𝟎.𝟑𝟔 mts.

Altura del Etalaje (He):

H𝐞 = 𝟑. 𝟎 𝒂 𝟑. 𝟓 mts.

Angulo de la Cuba(Acu):
𝑨𝒄𝒖 = 𝟖𝟑𝒐 a 𝟖𝟔𝒐

Angulo del Etalaje (Ae):

𝑨𝒆 = 𝟕𝟗𝒐 a 𝟖𝟐𝒐
La reducción directa es el proceso en el que se emplean
agentes reactivos reductores como gas natural, coque,
aceite combustible, monóxido de carbono, hidrógeno o
grafito, obtenidos de la reformación catalítica del Metano
(CH4).

El procedimiento consiste en triturar la mena de hierro y

pasarla por un reactor con los agentes reductores, con lo
que algunos elementos no convenientes para la fusión del
hierro son eliminados.

El producto del sistema de reducción directa es el hierro

esponja que consiste en unos pellets de mineral de hierro
los que pueden ser utilizados directamente para la
producción de acero.
El hierro de esponja se define como hierro en forma porosa o que
contiene muchos espacios gaseosos; específicamente es hierro
crudo obtenido sometiendo la mena de oxido a una reducción
gaseosa sin fundir.

La principal ventaja de la reducción de la mena, para dar un producto

solido es el hecho de que el oxido de hierro se
convierte en un producto metálico sin aleación simultanea del hierro
con el fosforo, azufre, manganeso y silicio.

Generalmente en el proceso de la esponja de hierro se reduce

alrededor del 90% del oxido a hierro metálico.
La reducción directa, una ruta alternativa de la fabricación de hierro.

La reducción directa se ha realiazado con éxito en varias partes del

mundo a través de gas natural o de tecnología basada en el carbón.

El mineral de hierro se reduce en estado

sólido a 800 a 1050 °C.

❑Proceso LyH
❑Proceso Finmet
❑Proceso SL/RN
❑Proceso Midrex
 PROCESO LyH (Versión 1)

Este fue el primer proceso de producción de Hierro Reducido

Directamente, creado en México en los años 50 por la empresa
Hojalata y Lámina (HyL).
Este proceso se trata de 4 hornos de retorta que opera de forma
discontinua. El reductor usado es un gas de reforma obtenido a
partir del proceso de reforma catalítica con vapor de agua, este
consta principalmente de CO y H2 (gas de agua).
Al finalizar el proceso de reducción se debe abrir el reactor,
descargar el Hierro Reducido Directamente, limpiarlo y
acondicionarlo antes de recibir otra carga de mineral.
 PROCESO LyH (Versión 3)

Surge como mejora al proceso

anterior siendo este ya un proceso
continuo. Anunciado en 1979 por la
empresa Hojalata y Lámina, este
proceso cuenta con un solo horno
de cuba a alta presión.

El agente de reforma y su
generación son los mismos que en
el proceso anterior, con diferencias
en el modo en que trabaja el horno,
ya que este horno cuenta con dos
zonas, una de reducción del mineral
y la otra de enfriamiento, que
trabajan a presiones distintas y
cuyos gases no se mezclan y
siguen caminos distintos.
 PROCESO LyH (Versión 4)

La diferencia fundamental con

los otros procesos es que en
este no existe reforma externa
del gas, el propio Hierro
Reducido Directamente
producido es el catalizador en
la reforma del gas natural.

Por esto es conocido como

HyL ZR (Zero Reforming). La
temperatura de trabajo es entre
900 °C y 1000°C.
 PROCESO FINMET

El proceso Finmet consta de 4

reactores de lecho fluidizado,
usando finos de mineral en la
alimentación.
Uno de los reactores es de
precalentamiento, trabaja a 550°C
aproximadamente.
Los otros 3 reactores son de
reducción alcanzando temperaturas
de 780-800 °C.

El gas de reducción es producido

por la reforma de gas natural con
vapor de agua. Pasa por un
calentador de gas de reducción y
comienza su paso en
contracorriente por los 4 reactores.
 PROCESO SL/RN

Este proceso presenta un

reductor sólido (carbón no
coquizable). Consta de dos
hornos rotatorios, el primero
alcanzando temperaturas de
1100 °C.

La carga de mineral de hierro es

acompañada de carbón
(reductor) y piedra caliza para
eliminar el azufre contenido en
el carbón reductor. Luego pasa
a otro horno rotatorio de
enfriamiento.

Tiempos de residencia de 10
horas son típicos en este
proceso.
 PROCESO MIDREX

El proceso Midrex de reducción

directa se basa en un sistema de
producción a baja presión.
El mineral en trozos o los pellets de
mineral se cargan por el tope del
reactor, y son reducidos a medida
que desciende por el reactor por
una corriente gaseosa reductora
caliente en contracorriente. La
corriente reactora consiste
aproximadamente en un 95% de H2
y CO. Generalmente este gas de
gran poder reductor se produce por
un método propio patentado
“Midrex’s CO2 reforming process”,
con un catalizador también
específico.