Funcionamiento de un Alto Horno: Todo lo que necesitas saber
¿Cómo funciona un alto horno?
En la industria siderúrgica, los productos ferrosos se obtienen de dos maneras principales: a través del alto horno utilizando mineral de hierro y a través del horno eléctrico utilizando chatarra. En este artículo nos centraremos en el proceso de obtención de arrabio en un alto horno.
Mineral de hierro
El mineral de hierro se encuentra en la naturaleza combinado en diferentes minerales, siendo útiles para la siderurgia la magnetita, los hematítes y la siderita. Sin embargo, antes de comenzar el proceso siderúrgico, el mineral de hierro se somete a varios tratamientos.
- Tratamientos mecánicos: se realiza la trituración y clasificación del mineral.
- Tratamientos de separación: se separa el mineral de hierro de otros minerales presentes en la mena.
- Tratamientos térmicos: se realizan procesos de secado y calcinación del mineral.
- Tratamientos de aglomeración: se aglomera el mineral en forma de pellets o briquetas para facilitar su manejo y reducir la formación de polvo durante el proceso de carga.
Coque siderúrgico
El coque siderúrgico es un residuo sólido obtenido de la destilación de mezclas de carbones y desempeña varias funciones en el alto horno. Actúa como combustible, aportando el calor necesario para la fusión de los materiales. Además, funciona como reductor de los óxidos de hierro, permitiendo la liberación del hierro metálico. Por último, actúa como soporte de la carga, proporcionando permeabilidad al lecho de materiales dentro del horno.
Fundente
El fundente se combina con la ganga y las impurezas presentes en el mineral de hierro para formar la escoria. Su función principal es evitar la formación de compuestos de hierro indeseados de alto punto de fusión. La piedra caliza es el fundente más utilizado en la industria siderúrgica.
Obtención del arrabio
La obtención del arrabio se realiza en el alto horno, un horno especial recubierto de material refractario en forma de columna. En este horno se introducen cargas de mena de hierro, coque y fundente a través de los tragantes, ubicados en la parte superior.
En el alto horno se producen varias reacciones químicas clave:
- Deshidratación: se eliminan los compuestos de agua presentes en los materiales.
- Reducción: los óxidos de hierro presentes en la mena se reducen a hierro metálico.
- Fusión: se funden los componentes sólidos y se obtiene el arrabio líquido.
- Carburación: el coque aporta carbono al hierro, aumentando su contenido de carbono y convirtiéndolo en arrabio.
Una vez que el arrabio alcanza la composición deseada, se sangra hacia las lingoteras o cucharas a través de un orificio en la parte inferior del horno.
Componentes del alto horno
Un alto horno está formado por una cápsula cilíndrica de acero y tiene aberturas tubulares para el paso del aire precalentado. Las partes principales del horno son:
- Estantes: se encuentran en la parte inferior del horno y contienen los componentes de la mezcla.
- Cuba: es la parte central del horno, donde ocurren las reacciones de reducción y fusión.
- Vientre: se encuentra encima de la cuba y es donde se acumula el arrabio líquido.
- Crisol: es la parte más estrecha del horno, donde se acumula la escoria.
- Tragante: son las aberturas donde se introducen los materiales al horno.
En la parte superior del horno, se encuentran los respiraderos para los gases de escape y las tolvas para introducir el mineral, el coque y la caliza.
El objetivo del alto horno es reducir el mineral de hierro y separar las sustancias extrañas presentes en la mena. A través de reacciones químicas, se obtiene el arrabio líquido que luego se utiliza en la fabricación de diferentes productos de hierro y acero.
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