Producción de acero: clasificación y procesos

Acero es el nombre que se da a una aleación de hierro que contiene carbono en un porcentaje no superior al 2,11%. Más allá de este límite, las propiedades del material cambian y la aleación toma el nombre de hierro fundido despues de la fabricación en serie.

El término “hierro” indica el metal puro, es decir, el elemento químico marcado con el símbolo Fe, pero también se utiliza para indicar el metal casi puro, es decir, que contiene porcentajes muy bajos (no más del 0,05%) de carbono, que no alteran significativamente sus características.

Sin embargo, a menudo el término se refiere genéricamente al acero extra blando (con un contenido de carbono inferior al 0,15%) o al acero blando (con un contenido de carbono de entre el 0,15% y el 0,25%), en expresiones como hierro forjado, hierro forjado, hierro galvanizado, alambre de hierro, varilla de hierro, etc. Propiamente, las “aleaciones de ferrocarbono” son aceros (que contienen hasta 1,9% de carbono) y hierros fundidos (que contienen más de 1,9% de carbono).

Las “ferroaleaciones” son en cambio aleaciones particulares de hierro, que no tienen un uso autónomo pero están preparadas para ser utilizadas en la producción de aceros especiales y fundiciones; contienen un porcentaje generalmente muy bajo de carbono (del 0,1% al 1%), con una presencia masiva (que puede superar el 80%) de otros elementos: aleaciones de hierro-manganeso, hierro-silicio, hierro-cromo, silicio-cromo, siliciomangano-aluminio, etc.

La producción de acero ayer y hoy

El tipo más primitivo de horno de hierro y acero era un simple agujero excavado en una pared rocosa, en el que la combustión del carbón se alimentaba de aire soplado por fuelles operados manualmente detrás del abrigo de una losa de piedra. De este tipo de horno surgió el “bassofuoco” de tiro forzado, en el que se podían alcanzar temperaturas más altas, lo que permitía procesar mayores cantidades de mineral y obtener un metal de mejor calidad.

A partir del siglo XIV, se utilizaron hornos más grandes con sistemas de tiro más potentes para forzar los gases de combustión a través de la mezcla de materias primas conocida como “carga”. En la parte superior del horno, el mineral de hierro se reducía a hierro metálico y luego absorbía el carbono de los gases de combustión que venían de abajo.  El resultado fue el arrabio, una aleación que se funde a temperaturas más bajas que el acero y el hierro forjado, que luego se refinó para producir acero.

La mayoría de la producción moderna de acero se logra en grandes plantas siderúrgicas a partir de hierro de altos hornos, pero también hay diferentes procesos, aunque de aplicación limitada.

Uno de ellos es producir hierro y acero directamente del mineral, sin el paso intermedio por el arrabio. En este proceso, el mineral de hierro y el coque se mezclan en un horno rotativo calentado a unos 950 °C.  Como en un alto horno, el monóxido de carbono liberado del coque calentado reduce los óxidos del mineral a hierro metálico, pero sin las reacciones secundarias que se producen en un alto horno.

El resultado es el llamado hierro esponjoso, que tiene un mayor grado de pureza que el obtenido del hierro fundido.