¿Cuáles son las diferentes materias primas para el acero?
El acero ha sido una parte importante de la construcción desde 1800, debido a su versatilidad como material de construcción. Su popularidad se debe en gran medida a su solidez y facilidad de fabricación. Las materias primas para el acero varían porque se pueden fabricar diferentes aceros para adaptarse a sus usos finales, incluido el acero más blando para el mecanizado y el acero muy duro para dispositivos de seguridad o cajas fuertes. Todos los productos de acero son valorados por su resistencia, durabilidad y facilidad de reciclaje cuando ya no son necesarios.
El ingrediente clave para el acero es el hierro que se encuentra en el suelo como óxido, una mezcla química de hierro y oxígeno mezclado con roca. El hierro oxidado es común en los productos de acero a medida que envejecen, porque la misma molécula se conoce como óxido, que ocurre cuando el hierro y el oxígeno se combinan con el tiempo. Se utiliza un recipiente de alta temperatura llamado alto horno para preparar el metal puro a partir del mineral en bruto. Antes de que el hierro se pueda colocar en el horno, generalmente pasa por varios pasos de procesamiento para eliminar la roca residual y concentrar el porcentaje de hierro en el mineral.
En un alto horno, el mineral de hierro y otras materias primas para el acero se agregan y se calientan a temperaturas muy altas. Cuando la mezcla se funde, se inyecta oxígeno usando una tubería hueca llamada lanza, lo que hace que la mezcla se caliente aún más. A temperaturas muy altas, el oxígeno se separa del óxido de hierro, lo que resulta en metal puro. Las impurezas llamadas escoria se elevan hasta la parte superior del horno y se eliminan, lo que resulta en una mezcla fundida de hierro y otros aditivos.
Hay cientos de diferentes composiciones de acero o aleaciones, pero hay algunas materias primas comunes para el acero. El carbono es un ingrediente clave en todo el acero, pero está presente en bajas concentraciones. El oxígeno en el mineral reacciona con el carbono agregado al horno, eliminándolo de la molécula de óxido de hierro. Se necesita una forma pura de carbono llamada coque en un alto horno, y se prepara calentando carbón a altas temperaturas para eliminar cualquier compuesto orgánico.
El hierro con porcentajes de carbono superiores al dos por ciento se conoce como hierro fundido, que es duro pero más frágil. Otras materias primas para el acero incluyen diferentes metales, silicio y piedra caliza. La piedra caliza, que es carbonato de calcio, se denomina fundente y se agrega al horno a intervalos regulares para formar la escoria y eliminar las impurezas. El silicio elimina el oxígeno en el horno y hace que el acero sea más viable o más fácil de doblar o mecanizar.
Un alto horno puede usar algo de acero reciclado, pero generalmente está limitado a aproximadamente el 30 por ciento en peso. El acero se recicla fácilmente, pero se utiliza un horno diferente llamado horno de arco eléctrico para porcentajes más altos de acero reciclado. Un horno de arco eléctrico utiliza dos electrodos suspendidos dentro del horno, y una alta corriente eléctrica pasa entre ellos, creando altas temperaturas. Las materias primas para el acero ya están contenidas en el material reciclado, y solo se pueden necesitar pequeñas cantidades de aditivos para crear una composición de acero deseada.