¿Qué es el acero básico?

El acero básico se refiere al acero producido en un horno revestido con una sustancia básica, en lugar de ácida. La gran mayoría del acero producido en las sociedades industriales se fabrica de esta manera. Aislar la estructura del horno del calor del horno es un desafío central en la producción de acero. Eliminar las impurezas de las mezclas de hierro es otro desafío en la producción de acero. Desde la década de 1950, se han utilizado métodos modernos para aislar paredes de hornos con sustancias de bajo pH o ácido.

El acero es principalmente hierro, pero contiene una pequeña cantidad de otros elementos en la mezcla. Esto es deseable porque puede mejorar las propiedades materiales de la sustancia, es decir, la dureza. El carbono es el elemento más común agregado al acero, pero también se usan manganeso, cromo y tungsteno. Estas adiciones al hierro base se denominan materiales de aleación. El acero es mucho más resistente que el aluminio puro o el hierro por sí mismos, pero debe fabricarse de formas particulares.

Durante la Segunda Revolución Industrial, el proceso Bessemer para la producción en masa de acero fue descubierto y ampliamente aplicado. La principal innovación en el proceso fue la capacidad de eliminar las impurezas del hierro fundido soplando aire a través de él. El aire oxida el exceso de silicio, manganeso y carbono y luego puede escapar de la sustancia.

Para evitar que la estructura del horno se derrita durante la fabricación del acero, lo que puede implicar temperaturas muy altas, el recipiente está revestido con un material refractario. Los refractarios son sustancias que conservan sus propiedades físicas a temperaturas superiores a 1,000 grados Fahrenheit (537.77 grados Celsius). En la producción básica de acero, se utilizan refractarios con un pH bajo. En el proceso Bessemer, la dolomita mineral era un refractario común de bajo pH que se usaba para revestir el contenedor cuando se fabricaba acero básico.

En 1952, se desarrolló un nuevo procedimiento de fabricación de acero conocido como el proceso Linz-Donawitz, o LD. En lugar de utilizar la técnica Bessemer de soplar aire a través del hierro fundido, se utiliza oxígeno puro. El aumento de la oxidación del hierro permite que las impurezas se eliminen de manera más efectiva. Los hornos modernos pueden convertir 350 toneladas de hierro en acero en menos de 40 minutos. El proceso LD de fabricación de acero básico también produce menos contaminación del aire que el proceso Bessemer.

Los refractarios básicos permiten la eliminación de impurezas de azufre y fósforo de manera más efectiva que los refractarios ácidos. Una vez que se sopla oxígeno a través del hierro, las impurezas salen como un gas o forman una escoria que flota hacia la superficie. El carbono oxidado se escapa como monóxido de carbono o dióxido de carbono. Otras impurezas forman nuevos compuestos que se separan de la mezcla, dejando atrás el acero básico.