El Acero, un material resistente. Por Javier.Leoz de 1ºB de Bach.

ACERO:

El acero es una aleación de hierro (Fe) y carbono (C), maleable cuando se calienta, que contiene ademas manganeso (Mn) y silicio (Si), aparte de otros elementos residuales. A veces lleva elementos de aleación especiales. En el acero el máximo contenido de carbono es de un 2%, aunque hay aceros de alta aleación que contienen hasta un 2,5% de carbono.

CLASIFICACION Y PROPIEDADES:

El acero se fabrica a partir de dos clases de materias primas férricas: el arrabio, con un contenido bastante alto de carbono, el cual es obtenido en lo altos hornos; y la chatarra de recuperacion.

La clasificacion mas común de los aceros es la siguiente:

-Aceros estructurales.

-Aceros de construcción mecánica.

-Aceros inoxidables.

-Aceros para herramientas.

-Aceros de propiedades especiales.

Además los aceros se identifican en funcion de que sean moldeados o laminados, y forjados en caliente o acabados en frío.

Las materias primas con las que se fabrica el acero: el mineral del hierro y la chatarra, son baratas y se encuentran distribuidas por todo el mundo, sin problemas de escasez. Las propiedades de los aceros pueden ser modificadas por medio de tratamientos térmicos. Los ciclos de calentamiento y enfriamiento que constituyen estos tratamientos térmicos se realizan de acuerdo con la composición química del propio acero y de las características especiales o propiedades que se desea obtener. Los aceros son destinados a aplicaciones donde se exigen resistencias elevadas a la tracción-a cualquier temperatura-. el acero es resistente a la corrosión, al desgaste, a la abrasión y al choque, así como alta ductilidas, es decir que se pueden obtener hilos de acero.

PROCESOS DE FABRICACION:

Los dos procesos más empleados en la acería son los del convertidor con afino por oxígeno y el del horno eléctrico de arco.

Fabricacion en convertidores al oxígeno:

Fue inventado en Austria en 1952 y desde entonces ha sido el método principal de fabricacion de acero. Este proceso, es llamado en Europa LD (debido a que su introduccion industrial fue en las ciudades austríacas de Linz y Donawitz). Aunque en Estados Unidos su nacimiento es a mediados del s. XIX, cuando el inglés Henry Bessemer desarrolló su proceso de soplar aire sobre el arrabio fundido para quemar muchas de sus impurezas y parte del carbono, se dedujo que el oxígeno podía hacer esta operación mucho más rápida, pero no se disponía de este gas en las cantidades suficientes y su coste no era rentable.

En el proceso LD el depósito parecido a un convertidor Bessemer, se carga de arrabio líquido lo que supone el 70-90% de su capacidad. A través de la boca de carga se introduce un lanza refrigerada con agua. Por esta lanza se sopla oxígeno de gran pureza, con lo que arrastra lo materiales no aprovechables y los gases desprendidos por el arrabio, los cuales se recogen en una campana superior enfriada asimismo con agua. El proceso dura en torno hacia los 20 minutos con la ventaja de producción rápida a un coste relativamente bajo.

Fabricacion en horno eléctrico:

Las primeras instalaciones de fabricación de acero por arco eléctrico se realizaron en Italia y Francia en los últimos años del s. XIX. En España la primera instalación entró en funcionamiento en 1904, en Álava. En los Estados Unidos el primer horno eléctrico funcionó en Siracusa en 1906.

Desde el principio el horno eléctrico se dedicó principalmente a la producción de aceros especiales, viniendo a sustituir al proceso del antiguo crisol. Una ventaja inherente a lo hornos eléctricos de arco reside en su gran capacidad de producir temperaturas de hasta casi 1950ºC rapidamente y con gran precisión.

En el horno se carga chatarra junto con elementos escorificantes y algún producto carbonoso para darle carbono al proceso. Realizada la carga, se da corriente eléctrica a los electrodos y empieza la fusión. El calor es suministrado por radiación a partir del propio arco. Al igual que el proceso de fabricación anterior se requiere de una oxidación para despojar a la sustancia que se va formando de fósforo, silicio etc.

Hoy en día se se emplea cada vez más otra instalación auxiliar llamada horno-cuchara que dispone de posibilidades de calentamiento con arco. El horno eléctrico es una instalacion ideal para fundir chatarra con gran rapidez, también es útil para desfosforar. Los demás procesos metalúrgicos se llevan a cabo en el llamado horno-cuchara.

PRODUCTOS DE ACERO:

Aunque algunas piezas de acero se obtienen llenando con acero líquido moldes que representan la forma de la pieza con su acabado final aproximado, la mayor parte del acero se comercializa en determinadas formas regulares como barras, chapas, perfiles estructurales, planchas, alambrones, tubos, etc. De todos ellos se obtienen luego. también por laminado. los formatos finales redondos, cuadrados, chapas etc.

-Productos de acero moldeado:

Hay piezas de acero que se moldean a partir de la colada(en estado líquido). El acero moldeado se clasifica, por su tenor en carbono, en bajo, medio y alto en carbono. Las piezas de acero moldeadas con bajo contenido en carbono se utilizan en: aparatos eléctricos, engranajes a cementar...etc. El acero alto en carbono se utiliza para piezas y productos que precisen de resistencia y tenacidad combinadas con cierta resistencia al desgaste.

-Productos de acero inoxidable:

Un metalúrgico inglés, Harry Brearley, descubrió que añadiendo cromo a aceros de bajo contenido en carbono, éstos se hacían resistentes a varios agentes corrosivos, sin perder sus características de dureza y resistencia mecánica. Los auténticos aceros inoxidables tienen por lo menos un 12% de cromo. Además de la resistencia a la corrosión hay aceros inoxidables que soportan el trabajo a alta temperatura. Los principales productos que contienen acero inoxidable son: mosquetones, grilletes, ascensores, accesorios de baño etc.