Hornos de oxígeno básico vs. hornos de arco eléctrico

Escrito por herb kirchhoff | Traducido por enrique pereira vivas
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Hornos de oxígeno básico vs. hornos de arco eléctrico
Tanto los hornos de arco eléctrico como los de oxígeno básico tienen pros y contras. (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

Las fábricas modernas de acero se basan en dos tipos de hornos para producir acero. Éstas utilizan hornos de arco eléctrico para producir cantidades relativamente pequeñas de acero al carbono especiales y aleaciones de acero a partir de chatarra de acero. Dependen de los hornos básicos de oxígeno para producir grandes cantidades de toneladas de acero al carbono estándar de hierro producido en los altos hornos. Ambos tipos de hornos tardan aproximadamente una hora para encender una carga de materia prima en un lote de acero.

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Horno de arco eléctrico

Un horno de arco eléctrico fabrica (EAF, por sus siglas en inglés) nuevo acero de la chatarra vieja de acero. Se trata de una caldera de acero con una tapa gigante forrada con material refractario de cerámica resistente al calor. Su tapa se levanta para la carga con chatarra. La tapa también contiene los tres electrodos de grafito que crean el arco eléctrico para fundir la chatarra en acero nuevo. Después de la carga, se bajan los electrodos en la chatarra y se alimenta de energía al horno. La electricidad se arquea entre los electrodos generando el calor necesario para fundir la chatarra de acero. Los compuestos fundentes eliminan las impurezas. Para obtener más calor, las siderúrgicas inyectan carbón pulverizado y el oxígeno para complementar el calor eléctrico. Aproximadamente un tercio del calor en los hornos de arco eléctrico proviene de la inyección de combustible y del oxígeno.

Horno de oxígeno básico

Un horno de oxígeno básico o BOF (por sus siglas en inglés) crea el acero de la fundición en bruto producida a partir de mineral de hierro en un alto horno, junto con un máximo de 25 por ciento de la chatarra de acero. Este horno funciona mediante la inyección de oxígeno a alta presión en el hierro fundido para quemar el exceso de carbono y otras impurezas combustibles. Los compuestos fundentes añadidos a la masa fundida eliminan las impurezas no combustibles que flotan a la parte superior de la masa fundida como escorias. El BOF obtiene la energía necesaria para convertir el hierro en acero del calor original del hierro fundido junto con el calor generado por la quema de exceso del carbono y otras impurezas en la presencia de oxígeno puro.

Pros y contras del arco

Un horno de arco eléctrico proporciona un control preciso de la atmósfera y la temperatura interna. Emite casi ninguna contaminación. Debido a que comienza con chatarra, un horno de arco eléctrico es económico en comparación con otros procesos de fabricación de acero para la fabricación de acero en lotes pequeños. Éstos pueden hacer económicamente lotes de acero tan pequeños como de 1 tonelada. Pero, los hornos de arco eléctrico requieren acceso a la electricidad excesiva y la carretera o los accesos ferroviarios para traer un suministro constante de chatarra de metal.

Pros y contras del BOF

El horno de oxígeno básico no quema combustible, por lo que es rentable, pero requiere la creación separada de hierro fundido por la quema del coque en un alto horno para fundir el hierro a partir de su mineral. Debido a que un BOF utiliza el calor inherente de hierro fundido en forma de una fuente de energía, el funcionamiento eficiente requiere lotes promedio de 250 toneladas. A diferencia de las emisiones mínimas de un horno de arco eléctrico, un horno de oxígeno básico emite, relativamente, una gran cantidad de gases contaminantes y el polvo que requieren un tratamiento costoso a través de depuradores de aire, precipitadores electrostáticos y filtros antes de ser liberados a la atmósfera. Cuando ambos tipos de hornos están terminados, se vierte el acero fundido en un recipiente llamado "cuchara de colada" que lleva el metal fundido a un molino cercano, donde será fundido o forjado en productos.

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