4.2.1.- Obtención del mineral de hierro.

• Ha de ser un mineral muy abundante
• Ha de presentar una elevada concentración de hierro puro

Imagen de: Wikipedia. Creative Commons	Imagen de:. ISFTIC. Creative Commons
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Una vez extraídas estas rocas tal cual están en la naturaleza han de ser sometidas a numerosos procesos para poder obtener el hierro que tienen en su estructura.

Obtención de fundición y acero a altas temperaturas. El alto horno

Materias primas

- mineral de hierro, que lleva el metal.

- carbón de coque, combustible que aporta carbono.

- piedra calcarea o caliza, actúa como fundente.

El Alto Horno

Las materias primas se transportan en vagonetas hasta entrar por el tragante del alto horno, que pode llegar a los 80 m de altura.

Una tobera inyecta aire caliente a 1.000ºC.

En el vientre (parte más ancha) se funde el mineral de hierro debido a la combustión del carbón, llegando a los 1.800ºC en la parte baja del horno.

El Arrabio

En el crisol (parte baja del horno) se acumulan dos clases de material fundido:

1) ARRABIO: es el hierro líquido que, al ser más denso, se acúmula en el hondo. El arrabio se saca del horno por la piquera y se vierte en grandes recipientes llamados torpedos, que lo transportan a la fundición o a la acería. La composición del arrabio es hierro carbono en bastante porcentaje y se denomina primera fundición o fundición de primera fusión.

2) ESCORIA: son las impurezas fundidas y, al ser menos densas, flotan sobre lo arrabio. Son eliminadas por su piquera.

El acero y el horno convertidor

El 75% del arrabio producido nos altos nos fuere se destina a la fabricación de acero: el torpedos transportan el arrabio incluso a acería donde se recoge con una cuchara de colada y se vierte en un horno convertidor junto con piedra calcarea como fundente (y, a veces, también se introduce chatarra).

Se introduce oxígeno a altas temperaturas a través de una lanza que reduce la cantidad de carbono de la aleación, afinando el arrabio hasta obtener acero y produciendo una escria que luego se rechaza.

Afinado del acero. El horno eléctrico.

Generalmente el acero necesita pasar por los hornos eléctricos de afino, para obtener aceros aleados o especiales, como los inoxidables.

Colada continua y laminación

Colada continua: el acero se vierte con la cuchara por la parte superior de un molde y sale continuamente por la parte inferior con la forma del producto: palanquillas y planchones.

Laminación: una batería de rodillos aprisiona el metal caliente disminuyendo el espesor según avanza la lámina obteniendo barras, planchas y perfiles macizos o huecos.

En ocasiones se emplean otras coladas:

Colada convencional: el acero se vierte sobre moldes con la forma del producto final.

Colada sobre lingoteras: cuando “sobra” producción de acero, éste se vierte en moldes con forma de lingotes para cuando se precise.

Productos finales. Conformado

Los productos semiacabados cómo barras, alambres, planchas y perfiles pasan a las industrias de conformado de metal: laminación, estampación, extrusión, embutición, mecanizado, troquelado, trefilado; y obtener piezas de coches, barcos, vigas, trenes, …

La fundición y el horno cubilote

A veces el arrabio obtenido en alto horno se vierte con una cuchara de colada en moldes de arena o de acero en los que solidifica con la forma final deseada.

El horno cubilote. Cuando hace falta reducir la cantidad de carbono del arrabio se carga el horno cubilote con lingotes de arrabio, carbón de coque y piedra calcárea. Se inyecta oxígeno para reaccionar con el carbono y reducirlo hasta obtener la fundición deseada. Ésta se vierte sobre una cuchara de colada, y luego a los diferentes moldes, donde solidificará con la forma final deseada.