arrabio

El arrabio es el producto en bruto que emerge de un alto horno después de que el mineral de hierro, el coque y la piedra caliza se hayan fundido juntos. Contiene aproximadamente entre un 92 y un 94 por ciento de hierro en peso, y el resto se compone principalmente de carbono (3 a 4 por ciento), silicio (1 a 3 por ciento), manganeso, fósforo y azufre. Esta composición lo hace duro y quebradizo: el contenido de carbono evita que la estructura cristalina se alinee de una manera que permita la deformación plástica. El hierro no se puede martillar ni laminar en este estado, razón por la cual existe como un producto intermedio en lugar de un metal acabado.

El nombre proviene del método de fundición. El hierro fundido fluye del alto horno a un canal de arena central, con canales más pequeños que se ramifican a cada lado, asemejándose a lechones mamando de una cerda. Una vez enfriados, estos bloques sólidos de hierro crudo se llaman lingotes. Un lingote típico pesa de 900 a 1200 kg y mide aproximadamente 1 metro de largo y 0.3 metros de alto. El canal central a veces se llama la cerda.

El arrabio tiene dos vías principales en la industria. La mayoría entra en una acería, donde se vuelve a fundir en un convertidor (horno de oxígeno básico u horno de arco eléctrico) para quemar el exceso de carbono y ajustar la composición de la aleación, produciendo acero. La segunda vía conduce a las operaciones de fundición: las fundiciones utilizan arrabio como material de carga porque su alto contenido de carbono reduce el punto de fusión a alrededor de 1150 grados Celsius, muy por debajo de los 1538 grados necesarios para fundir hierro puro, y el carbono imparte fluidez que llena los moldes por completo. Los bloques de motor de hierro fundido, las bancadas de máquinas y las secciones de tuberías se producen de esta manera.

Grados y contaminantes

La calidad del arrabio varía según el mineral de origen y la práctica de fundición. El fósforo, un contaminante común, hace que el metal sea frágil en frío (quebradizo cuando está frío). El azufre y el oxígeno crean fragilidad adicional y debilitan la resistencia a la fatiga. El arrabio de grado de fundición se selecciona o ajusta para equilibrar la fluidez con la resistencia: demasiado carbono produce piezas fundidas lentas que se congelan antes de llenarse; muy poco sacrifica la calidad y la economía de la fundición. El contenido de silicio influye en la resistencia y la dureza de la pieza fundida final. El arrabio básico, utilizado para la fabricación de acero, exige un menor contenido de fósforo porque el acero puede utilizarse en aplicaciones exigentes.

Los altos hornos modernos producen arrabio continuamente, con el metal sangrado cada cuatro a ocho horas. Históricamente, los lingotes se enfriaban en largas camas y se separaban manualmente. Hoy en día, muchas operaciones utilizan vagones de metal caliente para transportar el hierro fundido directamente a la acería, omitiendo por completo la etapa de lingote sólido. Esto reduce los costos de recalentamiento y minimiza la oxidación. Sin embargo, para el envío o el almacenamiento, los lingotes sólidos siguen siendo la forma estándar, cargados en vagones de ferrocarril o apilados en patios. El arrabio es una materia prima: la producción mundial supera los 1.2 mil millones de toneladas anuales, con precios que siguen los costos del mineral de hierro y la energía.