EL ACERO

Introducción

El acero nace de la fusión de diferentes cargas metálicas, con contenido de hierro, ferro aleaciones y carbono, las cuales determinan su estructura molecular, pero este proceso no es tan simple como parece. Para conocerlo, explicaremos el proceso de producción.

El proceso de producción del acero se inicia con el Proceso de Reducción Directa y el Proceso de Fragmentación de Metálicos.

Mediante el Proceso de Reducción Directa se extrae el oxígeno del mineral de hierro, obteniéndose como resultado el hierro esponja, insumo de la más alta calidad para la fabricación de nuestro acero.

Asimismo, mediante el Proceso de Fragmentación de Metálicos, se procesa el acero en desuso reciclado, obteniéndose el acero reciclado fragmentado, otro de los insumos para la fabricación del acero.

Ambos insumos, el hierro esponja y el acero reciclado fragmentado, pasan luego a través del Proceso de Acería, donde se realiza la fusión de éstos a grandes temperaturas en nuestro horno eléctrico. Luego de 40 minutos de combustión se obtiene el acero líquido, el cual pasa luego por una etapa de “afino”, en el horno cuchara, que permite que el acero alcance un mayor grado de precisión, homogeneidad y mayor calidad al momento de ajustar su composición química.

Posteriormente, mediante la buza u orificio ubicado en la base de la cuchara, el acero pasa a la colada continua, formada por 4 líneas de colada o moldes oscilatorios, en los que se le brinda al acero refrigeración para solidificarlo superficialmente. Estas barras solidificadas son cortadas obteniéndose así las palanquillas, el producto final de la acería y la materia prima para la laminación.

Las palanquillas, luego atraviesan el Proceso de Laminación, donde primero son recalentadas, para luego pasar a través de los rodillos de desbaste y acabado para formar los diversos productos terminados.

Proceso de Producción

Proceso de Reducción Directa (Hierro Esponja)

Un componente importante en la producción del acero es el hierro esponja. Se le denomina así porque al mineral de hierro se le ha extraído el oxígeno, convirtiéndose en un material sumamente liviano. La materia prima del hierro esponja es el fierro o

mineral de hierro. Esta llega en forma de “pellets” y se almacena en silos junto con el carbón y la caliza.

Aquí se reduce el mineral de hierro, liberándolo del oxígeno gracias a la acción del carbón, para así elevar el porcentaje de contenido de hierro metálico y utilizarlo en el horno eléctrico, como carga metálica en la fabricación del acero, con la ventaja de obtener un producto con menor cantidad de residuales y mejores propiedades.

Para tener un mejor control en los procesos de Acería y Laminación, así como mejorar la calidad de nuestros productos, pusimos en funcionamiento en 1996 esta planta, que opera con dos hornos tubulares rotatorios inclinados tipo "kiln", el cual produce 12 toneladas de hierro esponja por hora lo que hace un promedio de 45,000 t/a ( toneladas anuales) cada uno; siendo la producción total de 90,000 t/a. ¿Cómo se extrae el oxigeno del mineral de hierro?

El mineral del hierro, junto con el carbón y la caliza ingresan a los hornos rotatorios a una velocidad controlada por la misma rotación. El interior de los hornos está recubierto de material refractario. Por efecto de la combustión, se produce dióxido de carbono, el cual favorece la reducción del mineral de hierro. Para controlar la temperatura, se dispone de ventiladores a lo largo del horno los que brindan el aire necesario para la combustión del carbón. El hierro esponja obtenido, pasa luego al enfriador rotatorio donde se le suministra agua para su refrigeración.

Al final, la carga metálica fragmentada se apila en la bahía de carga en espera de su utilización.

Proceso de Fragmentación

Otro componente en la producción del acero es la carga metálica. En la zona de metálicos, se acopia el acero a reciclar, según su carga residual y su densidad, determinada por una junta calificadora.

La compra de acero en desuso, viene generando un importante mercado de trabajo en nuestro país que contribuye además al cuidado del medio ambiente.

La carga metálica, pasa por un proceso de corte y triturado en la planta fragmentadora. En el interior de la fragmentadora, poderosos martillos reducen la carga a un tamaño óptimo. Luego, a través de una faja transportadora, la carga fragmentada pasa por una serie de rodillos magnéticos que seleccionan todo lo metálico. Los materiales que no lo son, se desvían por otro conducto para su almacenamiento o su cuidadosa eliminación.

En la zona de carga, al hierro esponja se le añade la carga metálica fragmentada. Esta mezcla se lleva a la Planta de Acería para iniciar la producción del acero.

Proceso de Acería

En la Planta de Acería contamos con un patio de Metálicos y Hierro Esponja. La línea de producción cuenta con un Horno Eléctrico de Fusión AC de 80 t y un Horno de Afino (Horno Cuchara).

El Horno de Fusión tiene un transformador de 45 MVA, además 4 lanzas supersónicas de inyección de oxígeno, instaladas en su estructura metálica. Los paneles y la bóveda son refrigerados con agua.

Cuando la mezcla de hierro esponja y la carga metálica ingresa al horno, la puerta principal es cubierta con una masa selladora. Esto evita el ingreso excesivo de aire y permite mantener mejor el calor. En el interior del horno eléctrico, la principal energía usada para fundir la carga es la energía eléctrica producida por tres electrodos que generan temperaturas por encima de los 3,000°C a 5,000°C. También se produce energía química producto de la oxidación. El hierro esponja y la carga metálica se funden a 1600ºC, obteniéndose así el acero líquido.

Luego de 40 minutos de combustión, el acero líquido pasa al horno cuchara en donde otros tres electrodos realizan el afino, es decir se ajusta la composición química del acero, logrando así la calidad necesaria para el producto. Luego, a través de la buza u orificio ubicado en la base de la cuchara, el acero pasa a la colada continua.

Se inicia vertiendo el acero líquido de la cuchara al tundish o distribuidor, que reduce la turbulencia del flujo y lleva el acero líquido por 4 líneas de colada o moldes oscilatorios en donde se le da una refrigeración primaria para solidificarla superficialmente. Luego, mediante spray´s y toberas se realiza la refrigeración secundaria. Esta barra solidificada es cortada obteniéndose así la palanquilla, el producto final de la acería y la materia prima para la laminación. Todo este proceso es muy importante porque de él depende la calidad de la palanquilla y del producto final.

La capacidad de producción anual es de 550,000 t/a de palanquilla de diferentes secciones, (100x100mm, 130x130mm y 150x150mm), que se destina a la fabricación de barras corrugadas, perfiles, alambrones y aceros especiales.

Dentro del proceso continuo de mejora tecnológica, la Planta de Acería ha logrado avances significativos que incluyen el desarrollo de tecnología propia patentada, permitiendo ubicar al Horno Eléctrico, y haciendo que en los últimos años la producción de palanquilla se incremente sustancialmente; en 1995 por ejemplo, fue de 160,000 t/a, mientras que en el 2007 se amplió a 550,000 t/a.

Proceso de Laminación

La última parte del proceso de producción del acero es la laminación en caliente, donde las palanquillas se transforman en los diferentes productos de acero largo que el mercado nacional e internacional exige.

Tiene dos líneas de fabricación; una para la producción de barras de construcción, perfiles, ángulos, tees, barras cuadradas, redondas lisas, barras helicoidales; y otra para la fabricación de alambrones para trefilería, electrodos y construcción.

La laminación empieza con el calentamiento de la palanquilla en el horno re-calentador a una temperatura de trabajo que varía entre los 1,100ºC y los 1200°C. De ahí pasa al tren de laminación, donde se inicia el estiramiento de la palanquilla a través de cajas de desbaste y rodillos formando así las barras y perfiles, según el tipo de rodillo acabador que se haya colocado, y de acuerdo al largo que se desea obtener.

La primera etapa del tren de laminación es el tren de desbaste que consta de ocho cajas; seguidas por el tren intermedio y continuo que tiene diez casetas convertibles de última generación. En la Línea de Barras, después de la Caseta Acabadora, el producto terminado es cortado con una cizalla volante a una longitud de 54 m ó 60 m, y es enfriado al medio ambiente en la Placa de Enfriamiento. Si se desea obtener alambrón, el acero laminado se transfiere caliente al nuevo tren de alambrón, donde se produce en diferentes diámetros y luego pasan al bobinador que forma los rollos.

Para la fabricación de alambrones se tiene un Block BGV de diez pasadas de alta velocidad; llegando hasta los 100m/seg; el enfriamiento del alambrón es controlado con el fin de obtener las características mecánicas y metalúrgicas. Los rollos de alambrón son embalados e identificados en bobinas de hasta dos toneladas de peso.

Finalizado el proceso de laminación. Todos los productos de Aceros Arequipa se entregan al mercado, debidamente empaquetados y etiquetados, con un código de barras que permite conocer sus características, evitando así errores en la entrega y garantizando un total control de la calidad del producto.

Barras de Construcción

Introducción: Barras de acero de sección redonda con la superficie estriada, o con resaltes, para facilitar su adherencia al concreto al utilizarse en la industria de la construcción. Se fabrican cumpliendo estrictamente las especificaciones que señalan el límite de fluencia, resistencia a la tracción y su alargamiento. Las especificaciones señalan también diemnsiones y tolerancias. se les conoce como barras para la construcción, barras deformadas y en Venezuela con el nombre de cabillas. Las barras para construcción se identifican por su diámetro, que puede ser en pulgadas o milímetros. Las longitudes usuales osn de 9 y 12 metros de largo.

Barras de Construcción ASTM A615

Barras de acero rectas de sección circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia con el concreto.

DENOMINACION: BACO ASTM A615-GRADO 60

DESCRIPCION: Barras de acero rectas de sección circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia con el concreto.

NORMAS TECNICAS:

Composición Química, Propiedades Mecánicas y Tolerancias dimensionales: ASTM A615 Grado 60 - 96a / ITINTEC 341.031 Grado ARN420 - 91.

PRESENTACION: Se produce en barras de 9 m y 11.9 m de longitud en los siguientes diámetros: 6 mm, 8 mm, 3/8", 12 mm, 1/2", 5/8", 3/4", 1". La medida 1 3/8" se produce en 12m. Previa consulta, se puede producir en otras longitudes requeridas por los

clientes. Se suministra en paquetes de 2 TM. Las barras de 6 mm también se comercializan en rollos de 440 Kg.

USOS: En la fabricación de estructuras de concreto armado en viviendas, edificios,

puentes, represas, canales de irrigación, etc.

Barras de Construcción ASTM A706

Barras de acero micro aleado de alta ductilidad, rectas de sección circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia con el concreto.

DENOMINACION: BACO A706-G60.

DESCRIPCION: Barras de acero micro aleado de alta ductilidad, rectas de sección circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia con el concreto.

NORMAS TECNICAS:

Composición Química, Propiedades Mecánicas y Tolerancias dimensionales: ASTM A706 Grado 60 - 96b.

PRESENTACION: Se produce en barras de 9 m de longitud en los siguientes diámetros: 5/8", 3/4", 1" y 1 3/8". Previo acuerdo, se puede producir en otras longitudes desde 4,5 m hasta 12 m. Se suministra en paquetes de 2 TM.

USOS: Se usa como refuerzo para concreto armado, en estructuras sismorresistentes y donde se requiera el soldado de las estructuras.

BENEFICIOS: