horno de conversión

Un horno convertidor es un recipiente en el que el arrabio líquido se oxida y refina para convertirlo en acero mediante la inyección o soplado de aire u oxígeno. El horno contiene varias toneladas de metal fundido y lo somete a altas temperaturas, típicamente de 1600 a 1700 grados Celsius, mientras una corriente de gas pasa a través de la carga. Esta oxidación quema el exceso de carbono, silicio, manganeso y otras impurezas, transformando el hierro fundido quebradizo en un material con el contenido de carbono y las propiedades necesarias para el acero.

El diseño más utilizado es el convertidor Bessemer, un recipiente en forma de pera revestido con ladrillo refractario que se inclina sobre un muñón. El aire es forzado hacia arriba a través de una tobera en la parte inferior, creando una turbulencia violenta en el metal fundido. Las reacciones de oxidación generan un calor enorme, por lo que no se requiere combustible externo una vez que comienza el proceso. El horno de hogar abierto Siemens-Martin, por el contrario, es una cámara fija de ladrillo calentada por una llama externa y permite un mayor control sobre la temperatura y la composición, lo que lo hace más adecuado para la fabricación de acero a partir de chatarra. Los modernos hornos de arco eléctrico y los convertidores de oxígeno han reemplazado en gran medida estos diseños más antiguos, pero el horno convertidor sigue siendo conceptualmente central para comprender la producción de acero.

El proceso de conversión dura solo de 15 a 25 minutos en un convertidor Bessemer. El operador debe juzgar el momento en que la oxidación está completa observando la llama y el color del metal y escuchando el sonido del soplado. Si se detiene demasiado pronto, queda un exceso de carbono; si se continúa demasiado tiempo, el metal se vuelve demasiado delgado y quebradizo. Una vez que el soplado está completo, el horno se inclina para verter el acero fundido en las cucharas.

El nombre y sus orígenes

El término 'convertidor' proviene de su función: convertir una forma de hierro en otra. Henry Bessemer patentó su convertidor neumático en 1855, revolucionando la producción de acero al eliminar la necesidad de hornos de pudelado que consumían mucho combustible. El convertidor funcionó tan bien que se convirtió en sinónimo de todo el proceso de fabricación de acero durante décadas, y el término ha permanecido en uso incluso a medida que los diseños de los hornos han evolucionado. En las acerías, los trabajadores más antiguos todavía se refieren al horno básico de oxígeno simplemente como 'el convertidor'.

Los hornos convertidores se encuentran en un punto crítico de la cadena de suministro de hierro. Consumen arrabio fundido del alto horno y producen el acero bruto que luego debe ser fundido, laminado y acabado. Su diseño y operación afectan directamente la calidad, el rendimiento y el costo del acero. Cualquier retraso en el taller de conversión se convierte en un cuello de botella para toda la planta, por lo que la fiabilidad y el control térmico son preocupaciones primordiales para el operador y el equipo de mantenimiento.