Metodo Bessemer Thomas

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 El convertidor  convertidor   Regulación  Regulaci ón y movimiento movimiento  Disposición de convertidores Bessemer   Procedimiento  Procedim iento Bessemer Thomas  Revestimien  Rev estimiento to y efecto  sobre el acero  El Principio del acero acero en  EEUU

El convertidor es un horno  giratorio en forma de retorta, de cuello ancho. En él se lleva a cabo el procedimiento. Este aparato es de palastro, nota , y está revestido interiormente de ladrillos refractarios.  Para los hornos de ladrillo básico se hacen de dolomita calcinada (óxido de calcio y magnesio), reducida a polvo y aglomerada con alquitrán. Después se llevan a la prensa hidráulica, donde son fuertemente comprimidos. Otras  veces se comprimen en matrices metálicas y después se calcinan.

El fondo C del convertidor (figura 1), o está unido invariablemente al cuerpo principal o puede quitarse para arreglar el revestimiento refractario, en el cual hay alojamientos cónicos para recibir siete  toberas, atravesadas cada una por siete y hasta trece conductos cilíndricos de 9 a 12 mm de diámetro, por los que penetra el aire. Mediante el empleo de una plataforma movida hidráulicamente, se pone la caja de  viento D, que descansa sobre rodillos, en contacto con el fondo del convertidor. Este está sostenido por medio de dos muñones a y b que se apoyan sobre los soportes E. El aire, procedente de del conducto F, pasa por el tubo c y de aquí a la cámara anular que rodea el muñón a; y atravesando el tubo c por medio de la brida f, y desde aquella pasa al convertidor por las toberas.

 Regulación y  movimiento

 La regulación del aire la hace un operario por medio de una válvula situada en el tubo porta vientos, o bien se obtiene automáticamente al hacer girar el convertidor alrededor de su eje, mediante un anillo excéntrico colocado en el muñón a. El cual, al girar, levanta o baja una palanca y, por lo tanto, sube o baja la válvula situada en G, que puede interceptar la entrada del viento en el tubo c. Y que  tiende siempre a descender bajo la acción del peso. El giro del convertidor se efectúa mediante el engranaje de un piñón H fijo al muñón b, con una cremallera g unida al émbolo de una prensa hidráulica. En los convertidores  grandes se usa vapor para poner la prensa en acción. En los pequeños basta un volante movido a mano.

 Valiéndose de un canal revestido de arcilla refractaria, se hace entrar al convertidor, que estará inclinado, la fundición líquida, que procede directamente del alto horno o de un cubilote. Se hace bascular el horno, dando al mismo tiempo entrada automáticamente al aire. El cuello B´' de la retorta A´ se encuentra entonces debajo de una campana K´ que se comunica con la chimenea L´ (véase figura 2). Después de haber efectuado la descarburación nota completa de la fundición, se introduce por la boca del convertidor, inclinándolo, la aleación de ferromanganeso (Spiegeleisen)nota 3 o de ferro silicio calentados de antemano.; se vuelve a levantar el convertidor y se da entrada al aire, si es necesario durante 2 o 3 segundos, dejando luego reposar el baño metálico de 5 a 10 minutos, cerrando la entrada al aire para dar lugar al desprendimientos de los gases que hayan sido absorbidos.

Se inclina luego el aparato, vertiendo su contenido en el caldero de colada, que está sostenido por una plataforma, unida al extremo del vástago, de una grúa hidráulica  P, que puede subir y bajar. Q es un contrapeso situado al otro extremo de la plataforma, que puede hacerse mayor o menor según el contenido del caldero (véase figura 2).  Para llenar los moldes y lingoteras, preparados en la fosa semicircular alrededor de la grúa, se levanta el tapón h de un agujero que hay en el fondo del caldero de colada.

Este se coloca sucesivamente encima de los moldes, mediante el movimiento semicircular de la plataforma que produce un operario haciendo girar el volante i, que arrastra el piñón k, el cual engrana a su vez con la rueda dentada l (véase figura 2).  Para limpiar el caldero se inclina, lo que se consigue moviendo el otro volante n´ que arrastra la palanca m; o es un mantelete de chapa que protege a los operarios que hacen girar la plataforma; p´ es el alojamiento del cilindro de la máquina hidráulica antes mencionada (véase figura 2).

Se empezó a operar en los convertidores Bessemer con cargas de 3 toneladas, que con el tiempo llegaron a ser de 8 a 10, incluso más.  Al principio se instalaban sin excepción 2 convertidores (en la figura 2 hay dos), a lo sumo 3, de los cuales uno trabajaba mientras los otros estaban de reserva. Con el tiempo se instalaron en número variable, alineados uno al lado del otro, disponiéndose la fosa de colada delante de ellos o a sus costados. Hubo tendencia a suprimir la fosa de colada, que antes se hacía siempre, por lo general de una profundidad de 1 a 1,5 m.  La colada se hacía sobre el suelo del taller y los convertidores se colocaban algo más elevados. En los siglos XIX e inicios del  XX, por regla general se prefería colocar lingoteras de pequeñas proporciones y así se repartía el contenido de un convertidor en 6 o 7 lingoteras de 1 a 2 toneladas que, mediante trenes de laminado, se dejaban con la forma y  grueso deseados.

Uno de los tipos más populares es el convertidor sueco, que se compone de una cámara B cuya boca A se prolonga en forma de cuello. En C hay una tolva para la carga, estando representada en H la caja de vientos. De esta parten las toberas que penetran lateralmente y con una ligera inclinación en el cuerpo del convertidor. Esta disposición permite conservar el baño metálico a una altura uniforme y asegurar un contacto prolongado de la fundición con el aire, y  también trabajar a menor presión.  La carga de este convertidor es de tonelada y media

 La operación de conversión se desarrolla en tres periodos, a saber: Escorificación: Se calienta el aparato cuando se trata de la primera conversión y se retiran las cenizas; luego se coloca en sentido horizontal y se carga de fundición hasta1/5 de su capacidad. Se le inyecta aire a presión y enseguida se devuelve al convertidor a su posición normal. El oxigeno del aire, a trabes de la masa liquida, quema el silicio y el manganeso que se encuentra en la masa fundente y los transforma en los correspondientes óxidos. Esta primera fase se efectúa sin llamas dentro de unos 10 minutos, y recién al termino de la operación aparecen chispas rojizas que salen de la boca del convertidor.

  Descarburación: Continuando la acción del soplete, el oxigeno empieza la oxidación del carbono, lo que se efectúa con mucha violencia y con salidas de llamas muy largas, debido a las fuertes corrientes del aire y al oxido de carbono en combustión.  Re carburación: Quemándose el carbono, el oxigeno llegaría a oxidar totalmente el hierro dejándolo inservible; a este punto se corta el aire, se inclina el convertidor y se añade a la masa liquida una aleación de hierro, carbono y manganeso en una cantidad relacionada con la calidad del acero que se desea obtener. Se endereza luego el aparato y simultáneamente se le inyecta otra vez aire por pocos minutos y por ultimo se vierte por su boca ante todo las escorias y después el acero o el hierro elaborado.

El procedimiento completo se efectúa en 20 minutos y rinde un promedio de 10 toneladas de metal por vez; resulta muy rápido y económico ,pero tiene el gran inconveniente de no permitir ensayos del material que se esta elaborando. Por esto el acero Bessemer se usa solo para rieles y barras perfiladas de poca importancia.  La fundición mas apta para el convertidor Bessemer es la que contiene mucho silicio por que su capa refractaria es ácida es decir que esta formada por sílice y arcilla.  Para convertir en acero la fundición fosforosa el revestimiento refractario del convertidor es básico ,es decir formado de dolomita ,oxido cálcico y magnesio; toma el nombre de Bessemer-Thomas. En este caso junto a la fundición se echa en el convertidor  también un 15% de cal ;la cual reaccionando con el fósforo proporciona escorias muy aptas para el abono agrícola.

 La sílice es un revestimiento básico mientras que la dolomita y magnesita son revestimientos básicos. La naturaleza del revestimiento gobierna la escoria, puesto que una escoria básica disuelve rápidamente un revestimiento ácido, y una escoria ácida tendría el mismo efecto sobre un revestimiento básico. Con un revestimiento básico se puede eliminar un elevado porcentaje de fósforo y algo de azufre pero la cantidad de óxido de hierro más grande que queda en el acero hace que el acero básico sea inferior al acero ácido.

El acero Bessemer tiene propensión a estar oxidado e impuro y si bien normalmente se considera inferior al acero producido por otros métodos, puede competir con dichos aceros en  trabajos que requieran acero con bajo contenido de carbono y con prescripciones no muy severas a la resistencia mecánica, ductilidad y tenacidad. El procedimiento ácido no elimina el azufre y fósforo, con lo cual estos elementos quedan en cantidad excesiva para que el acero resulte de buena calidad. Debido a que en el procedimiento Bessemer no utiliza ningún combustible y el tratamiento de 15 a 25 t de hierro puede hacerse en 10 a 15 minutos, el costo del proceso es bajo. Sin embargo, dicho proceso va perdiendo auge y crecen sus costos de fabricación debido a que se van acabando los minerales de hierro pobres en fósforo. Los aceros Bessemer se emplean extensamente para la fabricación de chapas de calidad mediocre, tubos, alambre, fleje para fabricar tubos y  tornillería, así como también en aquellos trabajos en el que el acero no esté sometido a cargas severas y en cambio convenga que sea fácilmente mecanízable.