El alto horno es la instalación industrial donde se transforma o trabaja el mineral de hierro. Un alto horno típico está formado por una cápsula cilíndrica de acero de unos 30 m de alto forrada con un material no metálico y resistente al calor, como asbesto o ladrillos refractarios. El diámetro de la cápsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total. La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire que enciende el coque. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria. La parte superior del horno contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce el mineral de hierro, el coque y la caliza. Una vez obtenido el acero líquido, se puede introducir en distintos tipos de coladura para obtener unos materiales determinados: la colada convencional, de la que se obtienen productos acabados; la colada continua, de la que se obtienen trenes de laminación y, finalmente, la colada sobre lingoteras, de la que lógicamente se obtienen lingotes.
PARTES DE UN ALTO HORNO
- La cuba: Tiene forma troncocónica y constituye la parte superior del alto horno; por la zona mas estrecha y alta de la cuba (llamadatragante) se introduce la carga. La carga que la compone...
- El mineral de hierro: magnetita, limonita, siderita o hematite.
-Combust ible: que generalmente es carbón de coque. Recuerda que este carbón se obtiene por destilación del carbón de hulla y tiene alto poder calorífico. El carbón de coque, además de actuar como combustible provoca la
reducción del mineral de hierro, es decir, provoca que el metal hierro se
separe del oxigeno.
El carbono, en su forma industrial de coque, se mezcla con el mineral, con cuyo oxigeno se combina, transformándose, primero en monóxido de carbono (CO) y luego en dióxido carbónico (CO2).
- FeO + C → Fe + CO (reducción del mineral de hierro – FeO – en metal hierro
con CO)
- FeO + CO → Fe + CO2 (reducción del mineral de hierro – FeO – en metal
hierro con CO2)
-Fundente: Puede ser piedra caliza o arcilla. El fundente se combina químicamente con la ganga para formare sco ria, que queda flotando sobre el hierro líquido, por lo que se puede separar. Además ayuda a disminuir el punto de fusión de la mezcla.
El mineral de hierro, el carbón de coque y los materiales fundentes se
mezclan y se tratan previamente, antes de introducirlos en el alto horno.
·Etalaje: Esta separada de la cuba por la zona mas ancha de esta ultima parte, llamadav ie nt re. El volumen del etalaje es mucho menor que el de la cuba. La temperatura de la carga es muy alta (1500 ºC) y es aquí donde el mineral de hierro comienza a transformarse en hierro. La parte final del
etalaje es mas estrecha.
·Criso l: Bajo el etalaje se encuentra elcrisol, donde se va depositando el metal líquido. Por un agujero, llamado bigotera o piquera de escoria se extrae la escoria, que se aprovecha para hacer cementos y fertilizantes. Por un orificio practicado en la parte baja del mismo, denominada piquera de
arrabio sale el hierro liquido, llamado arrabio, el cual se conduce hasta unosdepósitos llamadoscuchara s. Así pues, el producto final del alto horno se llama arrabio, también llamado hierro colado o hierro de primera fusión .
Productos obtenidos del alto horno
· Humos y gases residuales.- Se producen como consecuencia de la combustión del coque y de los gases producidos en la reducción química del mineral de hierro que, en un elevado porcentaje, se recogen en un colector situado en la parte superior del alto horno. Estos gases son, principalmente, dióxido de carbono, monóxido de carbono y óxidos de azufre.
·Escoria.- Es un residuo metalúrgico que a veces adquiere la categoría de subproducto, ya que se puede utilizar como material de construcción, bloques o como aislante de la humedad y en la fabricación de cemento y vidrio. La escoria, como se comento anteriormente, se recoge por la parte inferior del alto horno por la piquera de escoria.
· Fundición, hierro colado o arrabio.- producto aprovechable del alto horno y esta constituido por hierro con un contenido en carbono. Se presenta en estado líquido a 1800 ºC. a este metal se le denomina hierro de primera fusión. A partir de la primera fusión, se obtienen todos los productos ferrosos restantes: otras fundiciones, hierro dulce, acero.
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