Metal·lúrgia i siderúrgia
4. Obtenció de l’acer
L’acer és el material més utilitzat a la indústria. Per a obtenir acer cal treure carboni del ferro colat obtingut a l’alt forn. La descarburació consisteix en reduir el contingut de carboni fins a un percentatge inferior a l’1,76%. Cal també treure el fòsfor i el sofre per evitar els efectes negatius que té la seva presencia, ja que redueixen notablement les propietats mecàniques.
Aquest procés químic es denomina afinat del ferro i es pot fer en convertidors o forns. Els més utilitzats són el convertidor d’oxigen o LD i el forn elèctric.
Convertidor d’oxigen o convertidor LD
|
Convertidor d’oxigen o LD |
És un recipient on s'aboca el ferro colat (Fe+C+Si+P) en estat líquid, s'afegeix ferralla (ferro rovellat) i calç (Ca), i es baixa una llança que injecta oxigen.
L’oxigen de la ferralla es combina amb el carboni formant diòxid de carboni (CO2), i amb el silici formant diòxid de silici (SiO2).
La calç es combina amb el diòxid de silici (SiO2) formant silicat càlcic (CaSiO3) i amb el fòsfor obtenint fosfat càlcic (Ca3(PO4)2).
El
fosfat càlcic i el silicat càlcic formen l’escòria, que té
menys densitat que el ferro i sura sobre ell. Al final del procés es buida l'escòria per decantació, i després l'acer.
|
Forn elèctric
|
Esquema del forn elèctric
|
És un recipient amb tres elèctrodes de corrent altern trifàsic. Dins el forn es posa el ferro colat, la calç i la ferralla. Quan es fa passar el corrent pels elèctrodes salta un arc voltaic amb el ferro que aporta el calor necessari per a la reacció.
Una vegada afinat el ferro, es poden afegir altres metalls per a obtenir diferents aliatges, pel que el forn elèctric actualment és molt utilitzat.
|
|
Carrega del forn elèctric
|
Elèctrodes del forn elèctric |
