Hierro fundido y planchones (slab)

El arrabio es una aleación de hierro policomponente que contiene carbono (> 2,14% de C) y otros elementos. Es el material más utilizado para la obtención de acero, debido a su combinación equilibrada de características tanto tecnológicas como prácticas.

El acero sin embargo es una aleación de hierro y carbono, con contenido en éste entre el 0,025% y el 2,14% de C, pero que también puede contener otros metales en pequeña proporción que le confieren propiedades peculiares. Es el material de construcción más importante para la ingeniería mecánica y de instrumentos de precisión, para el sector de la construcción y otras industrias.

Composición química básica

*También es posible suministrar hierro fundido según los requisitos técnicos de los clientes.

Fabricación de arrabio y acero, slabs, blooms y palanquillas

El arrabio, también llamado hierro fundido, se obtiene directamente del alto horno. El alto horno es una estructura vertical, forrada con un material resistente al calor por dentro y colocada en una cápsula de acero de hasta 35 mm de grosor. El proceso de fundición consiste en la reducción del hierro con monóxido de carbono, hidrógeno y carbono duro, que se liberan en el horno cuando se quema el combustible.

Para la obtención de arrabio se introduce la carga de materiales a través de la parte superior del horno llamada tragante: mineral de hierro, carbón de coque y fundentes (piedra caliza, cal viva) en determinadas proporciones.

En la parte inferior del horno (crisol) se encuentran unas aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se inyecta el aire enriquecido con oxígeno, gas natural, vapor, etc. Se produce la combustión, y la carga, calentada por sus productos, va descendiendo. El producto obtenido en el horno alto es el arrabio, una aleación de hierro líquido y carbono disuelto (4,0-4,3%).

A su vez, la obtención del acero incluye etapas como la preparación de la carga, la fusión en sí, el tratamiento posterior y la colada. Las principales materias primas son el arrabio (líquido y sólido), la chatarra de acero y de hierro, las ferroaleaciones; la tarea principal es eliminar el exceso de carbono, silicio, manganeso y otras impurezas del arrabio. Los principales métodos de fusión de acero son el Сonvertidor LD, el Horno eléctrico y el método de Martin Siemens. 

El método más empleado en la actualidad es el Convertidor LD. Además del arrabio, la carga se compone de chatarra y materiales que forman escorias (cal, fluorina, mineral de hierro, bauxita).

A su vez, el Horno eléctrico es utilizado ampliamente en la fabricación de aceros altamente aleados, aceros estructurales y aceros especiales. Los hornos de fusión se dividen en hornos de arco eléctrico y hornos de inducción.

Por último, el método de Martin Siemens es cada vez menos utilizado debido a su baja eficiencia de producción y a que no es respetuoso con el medio ambiente.

En todos los métodos de fusión después de la salida del acero del horno, su posterior tratamiento por composición química y temperatura se lleva a cabo en la cuchara. Este método hace que la fundición y la colada sean más económicas y eficientes. La cuchara es un recipiente de grandes dimensiones donde el acero se calienta y se mezcla, se afina y se ajusta su composición química.

Tras conseguir la composición química requerida, el acero es solidificado. La solidificación se realiza principalmente por colada continua, obteniéndose unos productos largos de sección constante denominados slabs, blooms o palanquillas en función de que la sección sea rectangular (slabs) o cuadrada (blooms y palanquillas) y del tamaño de dicha sección. Estos productos son posteriormente sometidos a diferentes procesos de laminación y acabado para obtener las secciones finales deseadas.

La colada continua es la tecnología mediante la que se fabrica hoy en día la mayor parte de los aceros (aproximadamente el 95%), el resto se funde en lingotes. El acero fundido en lingotes es sometido a una laminación en caliente en los trenes de laminación (Slabbing, Blooming) para obtener planchones (slabs) y palanquillas, y a continuación para la fabricación de productos planos, largos o tubulares.
 

Clasificación de los hierros fundidos o fundiciones y los aceros

Existen tres tipos de fundiciones de hierro principales:

• Fundiciones blancas
• Fundiciones grises
• Fundiciones maleables

Asimismo se clasifican en función de estas características: 

• Fase en el diagrama Hierro-Carbono (Fe-C) con respecto al punto eutéctico: hipoeutéctica, eutéctica, hipereutéctica;
• Estado y forma del carbono en la estructura del material: gris, blanca, atruchada, acoquillada, dúctil o nodular, de alta resistencia, con grafito vermicular;
• Estructura metalográfica: ferrítica, ferrítica-perlítica, perlítica, aleada; 
• Composición química: aleada, sin aleación;
• Propiedades funcionales: estructural, con propiedades especiales (artísticas, antifricción y resistentes al desgaste, resistentes al calor, resistentes a la corrosión, con propiedades magnéticas especiales, etc.).

Los lingotes comerciales son suministrados con la especificación de la forma, el peso y la composición química.
Según las normas nacionales y la estadística industrial, el acero (también en forma de slabs y otros semiproductos) se clasifica en función de una serie de características:

• Métodos de obtención: Martin Siemens, de oxígeno básico y eléctrico;
• Composición química: al carbono, aleado y sin alear;
• Calidad: calidad estándar, alta calidad, altísima calidad;
• Fase en el diagrama de equilibrio: hipoeutectoide, eutectoide, hipereutectoide; 
• Estructura después del enfriamiento al aire: bainita, ferrita, perlita, martensita, austenita, ledeburita; puede haber clases mixtas tipo ferrita-perlita;
• Propiedades y usos principales: de uso general, estructural, para la construcción, aceros para herramientas, aceros con propiedades especiales (inoxidables, resistentes al calor, termorresistentes, resistentes al desgaste, etc.).

Los slabs de acero, los blooms y las palanquillas son suministrados con la especificación de su composición química, los parámetros geométricos, las tolerancias dimensionales, las características de calidad de la superficie, la macro y la microestructura interna, etc.
 

Comprar el hierro fundido y los slabs al fabricante

El Grupo Metinvest es uno de los mayores abastecedores del hierro fundido y los slabs de acero a nivel mundial. Estos productos semiacabados son fabricados en las plantas metalúrgicas del Grupo situadas en Ucrania y están disponibles a través de la red comercial del Grupo que cuenta con 38 puntos de venta en Europa, Asia, África y América.