Se denomina arrabio al material fundido que se obtiene en el alto horno mediante reducción (reacción electroquímica) del mineral de hierro. Se utiliza como materia prima en la obtención del acero.
MATERIA PRIMA
Los materiales empleados para fabricar arrabio son:
- Mineral de Hierro
- Coque
- Piedra Caliza
El coque se quema como combustible para calentar el horno, y al arder libera monóxido de carbono (gas), que se combina con los óxidos de hierro del mineral y los reduce (por reacción electroquímica) a hierro metálico. La ecuación de la reacción química fundamental de un alto horno es:
Fe2O3 + 3CO ---> 3CO2 + 2Fe
La caliza de la carga del horno se emplea como fuente adicional de monóxido de carbono y como sustancia fundente. Además interviene en la reacción evitando la perdida de hierro metálico debido a reacciones laterales. Las sustancias que se forman con la sílice y otras impurezas forman una escoria que flota sobre el metal fundido en la parte inferior del horno.
El alto horno consiste en una especie de depósito troncocónico, en el cual se cargan desde arriba capas alternadas de mineral de hierro carbón y fundente. Un alto horno típico está formado por una cápsula cilíndrica de acero 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 de su altura total. La parte inferior del horno esta dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire.
Una fuerte calentamiento del carbón de las capas inferiores provoca una absorción del oxigeno del mineral de hierro por parte del carbono. La alta temperatura así obtenida de lugar a la fusión del hierro, que es recogido, mezclado con grandes cantidades de carbono (arrabio), por un orificio situado en la parte baja del horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas hay otro agujero para retirar la escoria.
La parte superior del horno, cuya altura es de unos 30m., contiene respiradores para los gases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce la carga en el horno. Los materiales se llevan hasta las tolvas en pequeñas vagonetas o cucharas que se suben por un elevador inclinado situado en el exterior del horno.
Un horno alto funciona ininterrumpidamente, día y noche, hasta que, al de un tiempo, que oscila entre 7 y 15 años, debe retirarse de servicio para reconstruir las instalaciones corroídas. La materia prima que se va a introducir en el horno se divide en un determinado número de pequeñas cargas que se introducen a intervalos de entre 10 y 15 minutos. La escoria que flota sobre el metal fundido se retira una vez cada dos horas, y el hierro se sangra cinco veces al día.
El aire insuflado en el alto horno se precalienta a una temperatura comprendida entre los 500 y los
La colada, que consiste en extraer estos elementos acumulados en el crisol (parte inferior de los altos hornos), se efectúa aproximadamente cada dos horas. El arrabio es recibido en carros torpedo para ser transportado a
RENDIMIENTOS
Para producir una tonelada de hierro se requieren aproximadamente dos toneladas de mineral, una tonelada de coque y media de piedra caliza.
El coque se obtiene a partir del carbón vegetal. El proceso consiste en la introducción del carbón en una serie de hornos en los que el material se calienta durante 10 – 24 horas. Para producir una tonelada de carbón con los sistemas utilizados en la provincia del Chaco se requieren, al menos, de
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