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Acero - Inventos y Descubrimientos

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Acero es el nombre que se da al hierro que contiene una cantidad determinada de carbono (hasta 3,5%) que le otorga mayos resistencia y dureza.

Hacia el 1.000 A.C. se fabricaba acero en el Próximo y Medio Oriente y en la India. Después de forjar el hierro con martillos, los artesanos endurecían la superficie de sus herramientas y armas calentándolas en carbón de leña al rojo vivo. En realidad conseguían una especie de acero: el hierro absorbía carbono de las brasas y se formaba una "piel" de acero en la superficie.

"200 A.C.: los indios, fabricantes de acero"

Hacia el 200 A.C., los artesanos de la India dominaban ya un método mejor para producir acero. Colocaban trozos de hierro carbonado o con "piel" de acero en un recipiente de arcilla cerrado, o crisol, y lo calentaban intensamente en un horno. El carbono se distribuía gradualmente a través del hierro y producía una forma de acero mucho más uniforme.

"1740: redescubrimiento del acero al crisol"

En 1740, el inglés Benjamin Huntsman redescubrió el procedimiento indio por casualidad, al calentar una mezcla de hierro y una cantidad cuidadosamente medida de carbón vegetal en un crisol. Pese a la invención de otros procedimientos, siguió prefiriéndose el método del crisol para obtener acero de alta calidad, hasta que en 1902 se inventó el horno eléctrico.

"1856: convertidor Bessemer"

En 1856, el inventor inglés Henry Bessemer patentó un método más barato para fabricar acero en gran escala. Un chorro de aire atravesaba el hierro fundido y quemaba todo el carbono necesario para obtener el acero. Bessemer construyó un recipiente cónico de acero forrado de ladrillos refractarios que se llamó convertidor y que se podía inclinar para vaciarlo. El hierro fundido se vertía en el convertidor situado en posición vertical, y se hacía pasar aire a través de orificios abiertos en la base. El "soplado", que duraba unos veinte minutos, resultaba espectacular.

El primer acero fabricado por este método era quebradizo por culpa del oxígeno absorbido. Pero un amigo de Bessemer, el escocés Robert Mushet, resolvió el problema al proponer que se añadiera magnesio después del soplado para que combinara con el oxígeno excedente en el acero, con lo que se evitaría su fragilidad y resultaría más fácil de trabajar. El producto se denomina "acero suave": hierro con bajo contenido de carbono.

"1864: horno de solera abierta"

El mismo año en que Bessemer presentó su procedimiento, los hermanos de origen alemán William y Friedrich Siemens estaban desarrollando un método para precalentar el aire inyectado a los hornos. A cada extremo del horno colocaron cámaras de ladrillos entrecruzados que se calentaban con los gases de la combustión y caldeaban después el aire que se inyectaba en el horno.

Dos años más tarde, los hermanos Siemens patentaron un horno de solera para acero que incorporaba sus precalentadores o "regeneradores". Pero no tuvo éxito hasta que lo mejoraron dos hermanos franceses, Pierre y Emile Martín, en 1864.

"1877: revestimiento de los hornos"

el hierro fundido procedente de minerales europeos solía contener un exceso de fósforo y no era apropiado para convertirlo en acero por el procedimiento de Bessemer o por el de solera, pues utilizaban hornos revestidos de sílice. En 1877, dos metalúrgicos ingleses, Percy Gilchrist y su primo Sydney Gilchrist Thomas, propusieron un revestimiento con alguna sustancia básica (no ácida) como la dolomita o la magnesita, que puede absorber el fósforo contenido en ciertos minerales. Luego se podía añadir cal durante el proceso para que se formase una escoria que se llevaría consigo el fósforo.

"1902: acero por arco eléctrico"

William Siemens había experimentado en 1878 con la electricidad para calentar los hornos de acero. Pero fue el metalúrgico francés Paul Héroult (coinventor del método moderno para fundir aluminio) quien inició en 1902 la producción comercial del acero en horno eléctrico.

Se introduce en el horno chatarra de acero de composición conocida y se hace saltar un arco eléctrico entre la chatarra y grandes electrodos de carbono situados en el techo del horno. El calor desarrollado por el arco funde la chatarra y produce un acero más puro que el que ha estado en contacto con los gases de combustión. Se puede añadir mineral de acero para alterar la composición del acero, y cal o espato flúor para absorber cualquier impureza.

"1948: proceso del oxígeno básico"

Tras la segunda guerra mundial se iniciaron experimentos en varios países con oxígeno puro en lugar de aire para los procesos de refinado del acero. El éxito se logró en Austria en 1948, cuando una fábrica de acero situada cerca de la ciudad de Linz y de Donawitz desarrolló el proceso del oxígeno básico o L-D. Actualmente es el procedimiento más empleado en todo el mundo.

El proceso de oxígeno básico tiene lugar en un recipiente de forma semejante al convertidor Bessemer. En él se introduce hierro fundido y chatarra de acero, y se proyecta sobre la superficie un chorro de oxígeno a velocidad supersónica. El carbono y las impurezas se queman rápidamente.

"1950: fundición continua"

En el método tradicional de moldeo, el acero fundido del horno se vierte en moldes o lingotes y se deja enfriar. Luego se vuelven al calentar los lingotes hasta que se ablandan y pasan a trenes de laminado, donde se reducen a planchas de menor tamaño para tratamientos posteriores. Pero en 1950 se introdujo la fundición continua. El acero fundido se vierte en un molde vertical y se enfría por medio de chorros de agua a medida que desciende. Al llegar al fondo, pasa sin interrupción un a un tren de laminado horizontal donde se corta en planchas del tamaño requerido.







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