Horno de Acero Eléctrico para fusión y afino de Hierro y Acero

Horno de Acero Eléctrico para fusión y afino de Hierro y Acero

1. El horno de arco eléctrico se utiliza para obtener acero o acero inoxidable a partir de chatarra y ferroaleaciones mediante fusión de la carga por arco eléctrico con electrodos de grafito

   • Cuentan con una cuba y una bóveda refrigeradas por agua con sistema de giro de la bóveda para la carga de la chatarra
   • Están provistos de un sistema de colada por piquera convencional o por el fondo mediante piquera excéntrica y brazos portaelectrodos de cuerpo conductor de corriente
   • Están dotados de un sistema para aplicación de energía de origen químico mediante inyectores multifunción, circuito secundario de alta intensidad a base de conductores de cobre refrigerados por agua y simetrizado eléctricamente, además de contar con regulación automática de movimiento de electrodos por control digital

2. ¿Qué es?

   • Es aquel horno, que como su nombre lo indica, calienta la carga a través del paso de una corriente eléctrica generada por unos electrodos. Es el más versátil de todos los hornos para fabricar acero. Debe de ser así porque parte de una materia prima poco homogénea, la chatarra
   • Se utiliza para reciclaje de aceros.
   • No solo puede proporcionar temperaturas de 1930º C, si no que también puede controlar las variaciones de ésta con un alto grado de precisión, al ser la electricidad el modo de calentamiento
   • La capacidad de estos hornos varia de una a 20 toneladas en uso industrial

3. Historia

   • El primer horno de arco se desarrolló por le francés Paul Héroult, con una planta establecida en EEUU en 1907
   • En principio, el acero obtenido por horno eléctrico era un producto especial para la fabricación de máquinas de herramienta y de acero para resortes. También se utilizaron para preparar carburo de calcio para las lámparas de carburo.
   • En el siglo XIX, el horno de arco eléctrico se empezó a emplear en la fundición de hierro. Sir Humphry Davy llevó a cabo una demostración experimental del horno en 1810; el método de soldadura por arco eléctrico fue investigado por Pepys en 1815
   • Pinchon intentó crear un horno electrotérmico en 1853; y, en 1878, Wilhelm Siemens patentó el horno de arco eléctrico. El horno eléctrico de Stessano era un hrono de arco que rotaba para mezclar la colada

4. Ventajas

   • Es una instalación más sencilla y menos costosa que cualquier horno utilizado para fabricar acero. Se obtienen temperaturas más elevadas y no se producen gases de combustión

5. ¿Qué produce?

   • Puede producir todo tipo de aceros, desde aceros con regular contenido de carbono hasta aceros de alta aleación tales como aceros para herramientas, inoxidables y aceros especiales. Su chatarra es cuidadosamente seleccionada

6. Componentes

   • Cuba del horno
     • Generalmente es cilíndrica y recubierta por refractario. Su diámetro determina el peso de la colada. La puerta del horno permite desescoriar y operar durante el proceso de fusión
   • Paredes
     • Son las que están en contacto con la masa líquida hasta una determinada altura. En la actualidad están refrigeradas por agua
   • Bóveda
     • Es la tapa del horno, construida con anillos metálicos refrigerados por agua y revestido con alúmina. Están dotadas de un sistema giratorio que permite la apertura de la parte superior del horno
   • Electrodos de grafito
     • Son los que hacen saltar el arco, están fabricados de grafito de alta pureza. Son los encargados de transportar la energía eléctrica dentro del horno. Entran a este por un gran orificio llamado corazón de bóveda. Cuando se encuentra cerca de la chatarra se genera un arco y se forma un circuito eléctrico. Los hornos de corriente eléctrica alterna cuentan con tres electrodos. En los de corriente rectificada uno o dos
   • Refractarios
     • Existe un gran problema en el material refractario que constituye las paredes del horno ya que las paredes laterales aguantan 1000 coladas, mientras que las bóvedas solo 400. Esto es así debido a que la bóveda también sufre la erosión del polvo arrastrado hacia el sistema de escape
   • Brazos portaelectrodos
   • Sistema de regulación electrónica y el accionamiento hidráulico de los electrodos
   • Sistema de cables flexibles
   • Transformador eléctrico
   • Captación de humos

7. Tipos de horno según mecanismos de transmisión de calor

   • HEAI (electrodo x electrodo)
     • El calentamiento directo es por radiación.
     • Pueden ser de tipo Basculante rotativo o Basculante oscilante.
     • Tienen una capacidad limitada a un máximo de 2000 kg de carga sólida a 4000 kg de carga líquida
   • HEAD (electrodo x baño x electrodo)
     • Son los más usados en la industria del acero y fundición
     • Existen dos tipos
       • Horno eléctrico de acero directo trifásico
         • El arco salta entre los tres electrodos a través de un baño de acero
       • Y monofásico
         • Hay dos calentamientos. Uno producido por el arco radiante indirecto y el otro se deriva del efecto Joule