Hornos Convertidores - Blanca

HORNOS
CONVERTIDORES
HORNOS CONVERTIDORES
• Consiste esencialmente en un horno que contiene el baño fundido. Sus formas y dimensiones
son variables, pero entre los arreglos más comunes se puede mencionar los convertidores
horizontales y los verticales. En ambos casos el equipo tiene forma cilíndrica o similar, con
una abertura en su parte superior (boca), y es capaz de realizar un movimiento basculante
(inclinación o rotación para cada caso), esencial tanto para recibir los diferentes materiales
alimentados, como para descargar el metal ya procesado.
• La conversión puede realizarse por oxidación selectiva de uno o varios componentes del
baño fundido, al introducir gas (con frecuencia aire o una mezcla enriquecida del mismo) ya
sea a través de una serie de aberturas en su coraza llamadas toberas o por medio de un tubo
que se introduce desde su boca hasta el baño fundido, llamado lanza. De esta forma, los
elementos indeseables e impurezas son eliminados ya sea por su incorporación en la escoria
o por volatilización y/o arrastre en los gases de salida.
CLASIFICACIÓN DE HORNOS
CONVERTIDORES
• Convertidor Bessmer
• Convertidor Thomas
• Convertidor LD
• Convertidor de Arco Eléctrico

CONVERTIDOR BESSEMER
• El primer paso para lograr la transformación masiva del arrabio en acero lo dio el
inglés Henry Bessemer en 1856. La idea de Bessemer era simple: eliminar las
impurezas del arrabio líquido y reducir su contenido de carbono mediante la inyección
de aire en un "convertidor" de arrabio en acero. Se trata de una especie de crisol,
donde se inyecta aire soplado desde la parte inferior, que a su paso a través del arrabio
líquido logra la oxidación de carbono. Así, el contenido de carbono se reduce del 4 o
5% a alrededor de un 0,5%. Además el oxígeno reacciona con las impurezas del
arrabio produciendo escoria que sube y flota en la superficie del acero líquido.
• TIPO DE REFRACTARIO QUE UTILIZA.- La pared del
convertidor de Bessemer se recubre con refractarios "básicos", de
óxido de magnesio. Para quitar el fósforo y el sílice del arrabio,
tienen trozos de piedra caliza que reacciona con ambos para
producir compuestos que flotan en la escoria.
Materias primas para el proceso
1. Arrabio
2. Chatarra
3. Fundente
4. Ferroaleaciones (al final del proceso)
5. Carbono (al final del proceso)
6. Cal (Solo en el método Thomas)
Fases del proceso
1. Escorificación
2. Descarburación
3. Re carburación
1. Escorificación.-
Cuando se trata de la primera conversión, primero se limpia y se retiran las cenizas;
luego se coloca en sentido horizontal y se carga de fundición hasta 1/5 de su
capacidad, la capacidad es de 8 a 15 toneladas.
Se le inyecta aire a presión y enseguida se devuelve al convertidor a su posición
normal.
El oxígeno del aire, a través de la masa líquida, quema el silicio y el manganeso que
se encuentra en la masa fundente y los transforma en los correspondientes óxidos.
Esta primera fase se efectúa sin llamas dentro de unos 10 min, y recién se termina la
operación aparecen chispas rojizas que salen de la boca del convertidor.
2. Descarburación.- Continuando la
acción del soplete, el oxígeno empieza
la oxidación del carbono, lo que se
efectúa con mucha violencia y con
salidas de llamas muy largas, debido a
las fuertes corrientes del aire y al óxido
de carbono en combustión.
3. Re carburación.- Quemándose el carbono, el
oxígeno llegaría a oxidar totalmente el hierro
dejándolo inservible; a este punto se corta el aire,
se inclina el convertidor y se añade a la masa
liquida una aleación de hierro, carbono y
manganeso en una cantidad relacionada con la
calidad del acero que se desea obtener. Luego se
endereza el aparato y simultáneamente se le
inyecta otra vez aire por pocos minutos y por
último se saca por su boca primero todas las
escorias y después el acero o el hierro elaborado.
CONVERTIDOR THOMAS
• El
revestimiento de este convertidor se hace de dolomita, que es un
material refractario compuesto de MgCO3.CaCO3.
• La capacidad de estos convertidores es mayor que la de los Bessemer,
pues a la materia prima empleada hay que agregarle cal. En este caso,
el convertidor se calienta y se carga con la cal, después se vierte el
arrabio y se suministra el aire.
CONVERTIDOR THOMAS
Ventajas Desventajas
• Alta capacidad de producción • No se pueden transformar grandes
• No es necesario combustible, pues cantidades de chatarra.
la temperatura se logra a partir del • Las fundiciones deben ser de una
desprendimiento de calor del determinada composición.
proceso de oxidación. • Hay grandes pérdidas de metal al
• Bajo costo del acero obtenido. quemarse.
• Se hace difícil regular el proceso,
obteniéndose aceros con elevados
contenidos de óxido de hierro y
nitrógeno.
CONVERTIDOR LD
• Los convertidores LD, son de fondo removible y revestimiento refractario de
ladrillos de cromomagnesita. Tienen la ventaja de admitir chatarra
juntamente con el arrabio líquido. A través de la boca del convertidor en
posición vertical, se introduce la lanza por la que se inyecta oxígeno entre 2 y
3 mach (1 mach = velocidad del sonido 333 m/s) lo que provoca que
atraviese la escoria que se va generando con la fusión de los fundentes
agregados.
CONVERTIDOR LD
Materias primas para el proceso:
1. Chatarra
2. Arrabio
3. Piedra caliza
4. Cal
5. A través de la lanza se le inyecta oxígeno y polvo de piedra caliza
CONVERTIDOR LD
Fases del proceso:
1. Escorificación
2. Oxidificación
3. Descarburación
CONVERTIDOR LD
1. Escorificación.- Una vez que al acero fundido se ha
introducido en la caldera, se lleva a cabo el proceso de
escorificación. Consiste en inyectar aire a presión por
los dos agujeros del recipiente al hierro fundido.
CONVERTIDOR LD
2. Oxidificación.- El silicio y el manganeso, suben a la parte alta y
forman lo que llamamos escoria.

CONVERTIDOR LD
3. Descarburación.- En ella, se intensifica el proceso de
oxidación con la ayuda de un soplete. Se añade una aleación
de hierro, carbono y manganeso. Se vuelve a inyectar aire por
los orificios. Por último, se vuelca la caldera haciendo salir el
acero y se echa a otros recipientes, para poder trabajar con él
más adelante. La escoria ha sido eliminada anteriormente.
CONVERTIDOR LD
QUE RESULTA:
• Acero fundido
• Refinación del arrabio

CONVERTIDOR DE ARCO
ELÉCTRICO
• El hecho de que un horno de arco eléctrico use acero procedente de chatarra
como materia prima tiene un impacto en la calidad de un producto laminado,
debido al control de calidad limitado sobre las impurezas que contienen un
acero procedente de chatarra. Estos hornos producen temperaturas muy
elevadas y son los más indicados para la desulfuración y desfosforación de la
fundición y para la obtención de aceros especiales, porque en ellos el metal que
se elabora se encuentra libre de todo cuerpo extraño (aire, gas, carbón, etc.).
CONVERTIDOR DE ARCO
ELÉCTRICO
TIPO DE REFRACTARIO QUE UTILIZAN.- El horno eléctrico está
constituido de las siguientes partes principales:
• Cuba
• Bóveda, paredes y solera
• Electrodos
• Mecanismo de basculación
CONVERTIDOR DE ARCO
ELÉCTRICO
Materias primas del proceso:
Chatarra de alta calidad
Prerreducidos (pellets, briquetas, hierro esponja)

CONVERTIDOR DE ARCO
ELÉCTRICO
Fases del proceso:
1. Fase de fusión
2. Fase de afino
CONVERTIDOR DE ARCO
ELÉCTRICO
1. Fase de fusión.- Una vez introducida la chatarra en el horno y los
agentes reactivos y escorificantes (principalmente cal) se desplaza
la bóveda hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos hasta la
distancia apropiada, haciéndose saltar el arco hasta fundir
completamente los materiales cargados. El proceso se repite hasta
completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una
colada.
CONVERTIDOR DE ARCO
ELÉCTRICO
2. Fase de Afino.- El afino se lleva a cabo en dos etapas. La primera en el propio
horno y la segunda en un horno cuchara. En el primer afino se analiza la
composición del baño fundido y se procede a la eliminación de impurezas y
elementos indeseables (silicio, manganeso, fósforo, etc.) y realizar un primer
ajuste de la composición química por medio de la adición de ferroaleaciones
que contienen los elementos necesarios (cromo, níquel, molibdeno, vanadio o
titanio). El acero obtenido se vacía en una cuchara de colada, revestida de
material refractario, que hace la función de cuba de un segundo horno de afino
en el que termina de ajustarse la composición del acero y de dársele la
temperatura adecuada para la siguiente fase en el proceso de fabricación.
CONVERTIDOR DE ARCO
ELÉCTRICO
¿Qué se acero de obtiene?
• Acero de la más alta calidad

CONCLUSIÓN
• En años atrás el Horno Bessemer facilito la fabricación de acero para poder
fabricar lingotes, hierro para construcciones, vigas laminadas etc., que nos
ayudaron a tener una gran Industria Siderúrgica. Actualmente en el mundo
solo 2 procesos de aceración son lo que producen la totalidad del acero que
es alrededor de 1.2 billones de toneladas. Estos procesos son el BOF(LD) u
oxiconvertidor al oxígeno y el HEA o Horno de Arco Eléctrico.

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HORNOS

• Convertidor de Arco Eléctrico

Fases del proceso

Fases del proceso:

2. Oxidificación.- El silicio y el manganeso, suben a la parte alta y

forman lo que llamamos escoria.

• Refinación del arrabio

Materias primas del proceso:

Chatarra de alta calidad

Prerreducidos (pellets, briquetas, hierro esponja)

Fases del proceso:

¿Qué se acero de obtiene?

• Acero de la más alta calidad

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