Como funciona un alto horno

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Summary

TLDREl alto horno es fundamental en la producción de arrabio, que es hierro con carbono. Se introduce mineral de hierro, coque y caliza a través del tragante, donde se producen reacciones químicas que generan hierro y escoria. Este proceso se ha llevado a cabo en España durante más de dos siglos, aunque actualmente solo quedan operativas dos instalaciones. La forma en que se obtienen los materiales y se gestionan los subproductos también es esencial para comprender el funcionamiento de esta instalación industrial, que opera continuamente y requiere mantenimiento regular.

Takeaways

  • 🏭 El alto horno produce arrabio, una forma de hierro fundido.
  • 🪨 Se utilizan mineral de hierro, carbón de coque y caliza.
  • 🔥 El carbón de coque actúa como combustible para la reducción.
  • 💨 Se inyecta aire caliente para avivar la combustión.
  • 🌡️ La temperatura en el horno puede llegar hasta 1000 grados Celsius.
  • 🌊 Se separa la escoria, un subproducto del proceso de fusión.
  • 🚧 Solo quedan dos altos hornos en operación en Asturias.
  • ⏱️ Cada 6 horas se sangra el horno para extraer arrabio fundido.
  • ⚙️ Los materiales se cargan en ciclos regulares a través de skips.
  • 🌎 La siderurgia en España tiene más de dos siglos de historia.

Timeline

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    Un alto horno es una instalación industrial clave para la producción de arrabio, que es una aleación de hierro con un contenido de carbono entre el 2 y el 4%. Este proceso se enmarca dentro de la siderurgia integral, donde se transforma mineral de hierro en acero. A lo largo de su historia en España, los altos hornos han estado presentes en diversas localidades y, actualmente, solo sobreviven dos en Asturias, operados por ArcelorMittal. El diseño del alto horno incluye una serie de componentes, como el tragante y la boca, que permiten la entrada de materiales necesarios, como mineral de hierro, carbón de coque y piedra caliza, además de tubos para la inyección de aire caliente y salida de gases.

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    Los procesos de carga de materiales en el alto horno se realizan mediante un sistema de skips, que transportan el carbón de coque, mineral de hierro y fundente en intervalos regulares. Para producir una tonelada de arrabio se requieren 100 kg de mineral, 750 kg de carbón de coque y 225 kg de caliza, cada uno introducido de manera sistemática. A medida que se elevan las temperaturas en el horno, ocurren reacciones químicas que convierten el óxido de hierro en hierro metálico, liberando gases que se reutilizan para calentar el aire que ingresa al horno. La eficiencia de este proceso depende de la calidad del mineral y el coque utilizados, así como del control de las temperaturas en las diferentes zonas del alto horno.

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Video Q&A

  • ¿Qué es un alto horno?

    Es una instalación industrial dedicada a la producción de arrabio, una forma de hierro con un 2-4% de carbono.

  • ¿Qué materiales se utilizan en un alto horno?

    Mineral de hierro, carbón de coque y piedra caliza.

  • ¿Dónde se encuentran los altos hornos en España?

    Existen altos hornos en Asturias, aunque su número ha disminuido en los últimos años.

  • ¿Cómo se produce el arrabio?

    A través de la combinación de minerales y carbón en condiciones específicas de temperatura dentro del alto horno.

  • ¿Qué es la escoria?

    Es un subproducto del proceso de fusión en el alto horno, formado por silicatos de calcio y otras impurezas.

  • ¿Cuál es la función del carbón de coque?

    Actúa como combustible en el alto horno, facilitando la reducción del oxígeno en los minerales.

  • ¿Cuál es la temperatura máxima en el alto horno?

    La temperatura puede llegar hasta los 1000 grados Celsius en el centro del horno.

  • ¿Cómo se carga el alto horno?

    Se cargan los materiales a través de un sistema de tolvas y skips que transportan el mineral.

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    un alto horno es una instalación
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    Industrial dedicada a la producción de
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    arrabio El arrabio es un material que
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    está formado prácticamente por hierro
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    metálico Y contiene entre un 2 y un 4%
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    de
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    carbono este carbono le proporciona un
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    punto de fusión más bajo que el del
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    acero pero a la vez una gran fragilidad
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    el alto horno es el elemento central de
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    una instalación de siderurgia integral
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    es decir una instalación Industrial que
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    produce acero a partir de minerales de
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    hierro Por otra parte existen multitud
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    de acereras que producen acero
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    directamente de chatarra
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    férrica en España hace más de dos siglos
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    que existen altos hornos se han llegado
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    a construir en puntos tan distantes como
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    Marbella Sevilla o Almería en el sur o
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    liérganes la Cabada la felguera om
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    mieres en el norte durante el siglo XX
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    ha habido tres puntos con una gran
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    actividad siderúrgica
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    sagunto en Valencia Asturias y el país
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    Vasco en la actualidad tan solo
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    sobreviven dos altos hornos en la
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    localidad asturiana de veriña cercana a
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    jijón propiedad de la multinacional
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    arcelor
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    mital un alto horno es un horno de Cuba
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    es decir un horno de Gran altura y
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    pequeño
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    diámetro en la parte superior del horno
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    se encuentra el tragante el elemento que
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    permite la entrada en el interior del
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    horno de todo lo necesario para producir
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    a radio es decir mineral de hierro
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    carbón de Coque y fundente piedra caliza
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    este tragante dispone de una válvula que
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    impide la salida a la atmósfera de los
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    gases del
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    horno en la parte superior de la Cuba se
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    encuentra la
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    boca la parte central sería la Cuba
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    propiamente
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    dicha y poco más abajo se encontraría el
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    vientre el punto en donde se unen los
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    dos troncos de
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    cono por debajo del vientre se encuentra
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    la Zona denominada
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    talajes palabra de origen francés y por
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    debajo de estos El Crisol El Crisol es
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    esa parte del horno en donde se
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    concentran el arrabio fundido y las
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    escorias fundidas en esa zona de
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    separación entre Crisol y etal Jae se
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    encuentran las toberas tubos por donde
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    se inyecta aire caliente a presión que
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    Aviva la
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    combustión estos tubos cogen el aire de
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    un anillo que rodea al or
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    en la parte del Crisol cercana a las
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    tobera se encuentra la bigotera para La
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    Escoria que es el canal que permite la
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    salida de esta Escoria fundida formada
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    por silicatos de calcio hacia los
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    cucharones y los cubos que después
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    permitirán su extracción del alto horno
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    y su eliminación en la parte opuesta del
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    Crisol se encuentra la piquera para la
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    rabio que descarga la rabio o bien en
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    grandes cal
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    o bien en vagones
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    torpedo Estos torpedos son depósitos
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    aislados mediante ladrillos refractarios
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    que impiden que la rabio se enfríe en su
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    viaje desde el alto horno hasta la
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    acerera la acería puede estar a una
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    distancia de algunos kilómetros de esa
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    instalación del alto
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    horno al lado del alto horno podemos ver
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    estos cilindros verticales de color
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    naranja que son las Torres de Cooper son
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    los recalentador del aire que se ha de
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    inyectar en el alto horno lo hacemos
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    llegar por estos tubos azules hasta las
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    toberas aquí podemos ver El Crisol Y
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    como por un lado tenemos la bigotera
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    para La Escoria y por el otro lado la
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    piquera en un punto en un nivel inferior
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    para el
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    arrabio al lado del alto horno se
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    disponen las tres tolvas de los
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    elementos que se han de introducir en el
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    horno y el sistema de
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    elevación en una Tolva se coloca el
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    carbón de Coque que es el combustible el
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    alto
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    horno en una segunda Tolva el mineral de
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    hierro formada por óxidos de
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    hierro y en una tercera Tolva el
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    fundente
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    utilizado que está formado por piedra
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    caliza
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    Mediante los mecanismos
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    adecuados estos tres
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    componentes de forma alternativa se van
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    cargando en el skip que es una
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    vagoneta que circula por una vía
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    inclinada un plano
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    inclinado arrastrada por cables de
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    acero en este caso se han representado
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    dos planos inclinados con dos skips
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    cuando el skip llega a la parte superior
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    del tragante se inclina para verter el
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    contenido en el
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    interior en la parte superior del
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    horno en un nivel inferior al tragante
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    junto a la boca están los tubos de
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    salida de
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    gases estos gases de alto horno Aparte
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    de estar calientes tienen gases
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    combustibles que
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    permiten calentar el aire de entrada en
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    el alto horno mediante las llamadas
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    Torres de
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    coper en el interior de estas Torres se
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    queman los gases que se envían a una
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    chimenea que no está aquí
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    representada y a la vez transfieren este
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    calor al
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    aire que se introducirá mediante las
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    eras en el alto
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    horno unos dispositivos adecuados unos
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    compresores envían este aire hacia las
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    toberas a una presión inferior a dos
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    atmósferas normalmente en torno a Una
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    atmósfera este aire permitirá avivar la
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    combustión aquí podemos ver como las
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    toberas se encuentran en un punto
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    ligeramente superior a la bigotera
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    que permite la salida de La Escoria
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    fundida a continuación pasamos a
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    describir la obtención de los diferentes
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    materiales que utiliza el alto horno el
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    carbón de Coque los pellets de mineral y
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    la
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    caliza para obtener una tonelada de
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    arrabio de hierro fundido necesitamos
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    100 kg de mineral 750 kg de Carbón de
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    Coque y 225 kg de piedra caliza todos
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    estos materi
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    se han de introducir a través del
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    tragante en el horno Mediante los skips
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    que ya hemos descrito o las cintas
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    transportadoras cada 10 minutos poco más
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    o menos se introduce una carga de
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    mineral de Coque o de piedra caliza el
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    mineral de hierro más utilizado es la
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    hematita óxido de
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    hierro el carbón de Coque por su parte
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    se forma con carbón que se ha destilado
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    en hornos adecuados el fundente la
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    caliza es carbonato de
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    calcio en la parte superior del alto
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    horno la temperatura de los materiales
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    llega a los 400 grc en el centro de la
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    Cuba esta temperatura se ha elevado
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    hasta los 1000 grc a esta temperatura el
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    CO2 resultado de la combustión del
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    Carbón de coc se une a otra cantidad de
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    carbono para formar monóxido de
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    carbono esa sustancia el monóxido de
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    carbono es la responsable de la
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    reducción de los minerales su avidez por
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    el oxígeno es tan grande que es capaz de
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    arrebatárselo a los óxidos de forma que
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    se forme hierro
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    metálico en la parte central del horno
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    en el vientre la temperatura ya se ha
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    elevado a 10000 gr a esta temperatura se
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    puede producir esta reacción de
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    reducción el óxido de hierro se combina
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    con el monóxido de carbono para para
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    formar hierro metálico y CO2 CO2 que de
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    nuevo se recombinar con más carbono para
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    formar de nuevo monóxido de carbóno
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    parte del Carbón del Coque se disuelve
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    en el hierro metálico formando ese 2 4%
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    de carbono que contiene la
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    rabo para producir mineral de hierro
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    primero se ha de arrancar de la
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    naturaleza en las minas a cielo abierto
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    mediante
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    explosivos este mineral se tritura y se
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    lava para aumentar la proporción que
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    tiene de hierro de óxido de
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    hierro este polvo de óxido se aglomera
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    con otros materiales para formar los
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    llamados pellets a alta
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    temperatura estas bolas de óxido de
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    hierro permiten un mejor funcionamiento
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    del alto
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    horno para producir carbón de Coque
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    primeramente se ha de extraer el carbón
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    de Las Minas en las Galerías se utilizan
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    rozadoras que arrancan el carbón de las
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    betas y lo depositan en cintas
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    transportadoras que permiten su
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    extracción al exterior en las minas a
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    cielo abierto se utilizan grandes
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    excavadoras y camiones que transportan
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    el mineral a los lavaderos en los
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    lavaderos se limpia y se envía desde
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    aquí a los centros de
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    coquización en estos centros de
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    coquización existen unos hornos
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    especiales en donde se introduce el
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    carbón molido pasado un tiempo se extrae
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    este carbón que ya se ha transformado en
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    Coque sale
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    incandescente ha perdido las materias
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    volátiles y tiene mayor
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    consistencia para que no se queme
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    inútilmente se ha de apagar mediante
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    potentes chorros de
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    agua estos materiales ya preparados se
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    envían a los elevadores de skips o a las
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    cintas
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    transportadoras el horno funciona de
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    forma continua su interior tiene gran
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    temperatura por eso los materiales están
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    incandescentes cada 6 horas poco más o
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    menos se ha de producir el llamado
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    sangrado del horno mediante una
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    perforadora mecánica se rompe el tapón
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    de arcilla refractaria que cierra El
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    Crisol dejando pasar a través de la
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    piquera el arrabio
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    fundido este material el arrabio en
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    estado líquido corre por unos canales
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    refractarios para cargar o bien calderos
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    o bien los vagones torpedo que llevan el
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    arrabio hasta las
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    acereras del Crisol del alto horno
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    también se ha de extraer cada 20 minutos
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    o media hora La Escoria fundida la
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    caliza se combina con los silicatos que
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    forman las impurezas de los minerales
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    esta Escoria tiene un punto de fusión
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    bastante más bajo que esas impurezas y a
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    la vez una densidad más pequeña que la
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    de la rabia por esta razón sobr nada
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    encima del mismo y por esta razón la
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    bigotera está en un nivel superior al de
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    la
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    piquera y
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