¿Qué es un alto horno?
El alto horno es una estructura cilíndrica de gran altura, que puede superar los 30 metros. Está compuesto por varias secciones, incluyendo un crisol con solera en la parte inferior, un etalaje en forma de cono invertido, una cuba en forma de cono abierto hacia abajo y un tragante doble que cierra la parte superior. Esta forma ha sido diseñada para adaptarse de manera óptima al proceso tecnológico de reducción, desplazamiento, sinterización y fusión del mineral que ocurre dentro del horno.
El revestimiento interno del alto horno está hecho de ladrillos refractarios, mientras que la zona más caliente, que incluye el crisol y la solera, está construida con ladrillos carburados. Estos revestimientos están rodeados por una capa de chapa de acero que se enfría para protegerlos.
El alto horno se carga a través del tragante con capas sucesivas de coque siderúrgico, mineral de hierro y fundente. Se introduce aire caliente (previamente calentado a temperaturas entre 500 °C y 900 °C) a través de conductos ubicados en la parte inferior del horno. Este aire quema una parte del coque, convirtiéndolo en monóxido de carbono. El calor generado durante este proceso enciende el coque y, al mismo tiempo, extrae bióxido de carbono del fundente (generalmente cal) y seca el mineral ubicado en las zonas superiores del alto horno.
Justo encima de la entrada de aire, la temperatura de la carga alcanza aproximadamente los 1.600 °C, mientras que en el etalaje oscila entre 1.400 °C y 1.200 °C. En esta etapa, el gas resultante en el alto horno tiene una composición aproximada de 40% de CO, 2% de H₂ y 57% de N₂.
El monóxido de carbono generado asciende a través del horno, reduciendo el mineral de hierro y transformándolo en hierro y monóxido de hierro. Luego, el gas de altos hornos abandona el horno con una composición de 28% a 36% de monóxido de carbono, 12% de bióxido de carbono y 52% a 60% de nitrógeno.
El proceso de reducción en el alto horno
El proceso de reducción comienza con la llamada reducción indirecta en la cuba, donde se produce hierro y monóxido de hierro a temperaturas de 400 °C a 700 °C. En el etalaje, todo el mineral de hierro se transforma en hierro metálico a través de una reducción directa a temperaturas de 750 °C a 1.400 °C, utilizando el carbono del coque ardiente en la carga. Durante el proceso, el hierro metálico pierde entre un 3% y un 4% de carbono puro o en forma de carburo.
El hierro bruto acumulado en la solera del horno se extrae periódicamente a través de una piquera y se dirige a temperaturas de 1.250 °C a 1.450 °C hacia lingoteras o una cazuela móvil. Por otro lado, la escoria flota sobre el hierro bruto y se drena continuamente a través de una piquera de escoria. Luego, solidifica en moldes adecuados para su uso en construcción o se transforma en lana de escorias, material de pavimentación, cemento siderúrgico o abonos. La escoria está compuesta por una mezcla de silicatos de cal, tierras arcillosas y óxidos de metales pesados, y se forma a partir de los silicatos presentes en el mineral y las cenizas producidas por el coque.
El gas de altos hornos se utiliza en parte para calentar los calentadores de aire o se emplea como combustible en motores de gas de gran tamaño. El arrabio resultante contiene carbono, manganeso, azufre, fósforo y silicio. Posteriormente, el arrabio se transforma en hierro gris en hornos de cubilote, donde parte del carbono se precipita en forma de grafito. El arrabio blanco, en cambio, contiene carbono principalmente disuelto en forma de carburo férrico, lo que lo hace frágil y duro. Puede ser transformado en fundición dura o maleable.
¿Qué cantidades puede procesar un alto horno?
Un alto horno puede producir diariamente entre 500 toneladas y 1.200 toneladas de arrabio, entre 200 toneladas y 500 toneladas de escorias, y entre 2.000 toneladas y 5.000 toneladas de gas de altos hornos. El consumo de carbón es de 600 kg por tonelada de hierro bruto, y el consumo de aire oscila entre 2.000 toneladas y 5.000 toneladas.
¿Cuántos altos hornos hay en España?
España existen varios altos hornos en funcionamiento. Algunos de ellos son:
- Altos Hornos de Vizcaya (AHV): Situado en la localidad de Barakaldo, en la provincia de Vizcaya, en la comunidad autónoma del País Vasco. Es uno de los principales altos hornos de España y forma parte del complejo industrial de ACERINOX.
- Altos Hornos de Sagunto: Ubicado en Sagunto, en la provincia de Valencia, en la comunidad autónoma de la Comunidad Valenciana. Este alto horno es parte de la planta siderúrgica de ArcelorMittal en Sagunto.
- Altos Hornos de Avilés: Se encuentra en Avilés, en la provincia de Asturias, en la comunidad autónoma del Principado de Asturias. Forma parte de la planta siderúrgica de ArcelorMittal en Avilés.
- Altos Hornos de Gijón: También conocido como AHG, está situado en Gijón, en la provincia de Asturias. Es otro de los altos hornos de la planta siderúrgica de ArcelorMittal en la región.
Altos hornos en Europa
Además de los de España, existen otros importantes altos hornos en varios países.
- ArcelorMittal Dunkerque: Ubicado en Dunkerque, Francia. Es uno de los mayores altos hornos de Europa y forma parte del complejo siderúrgico de ArcelorMittal.
- ArcelorMittal Fos-sur-Mer: Situado en Fos-sur-Mer, Francia. Es otro importante alto horno de ArcelorMittal en Europa.
- Thyssenkrupp Steel Europe: Thyssenkrupp opera varios altos hornos en Alemania, incluyendo la planta de Duisburg y la planta de Schwelgern en la región del Ruhr.
- ILVA Taranto: Se encuentra en Taranto, Italia. Es uno de los mayores altos hornos de Europa y forma parte de la planta siderúrgica ILVA.
La industria siderúrgica está sujeta a cambios y ajustes debido a la evolución del mercado y las regulaciones ambientales, así que si quieres conocer exactamente la cantidad de hornos que se encuentran activos en el momento de leer este artículo te recomiendo que visites las páginas oficiales de tu país.
