Arrabio

El arrabio, también conocido como hierro bruto, es un producto intermedio de la industria siderúrgica en la producción de acero que se obtiene mediante la fundición de mineral de hierro en un alto horno.. El arrabio tiene un alto contenido de carbono, normalmente de 3,8 a 4,7 %, junto con sílice y otros componentes de la escoria, lo que lo hace quebradizo y no útil directamente como material, excepto para aplicaciones limitadas.

La forma tradicional de los moldes utilizados para los lingotes de arrabio es una estructura ramificada formada en arena, con muchos lingotes individuales en ángulo recto con respecto a un canal central o "corredor", que se asemeja a una camada de lechones amamantados por una cerda. Cuando el metal se había enfriado y endurecido, los lingotes más pequeños (los "cerdos") simplemente se rompían del corredor (la "cerda"), de ahí el nombre "arrabio" 34;. Como el arrabio está destinado a la refundición, el tamaño desigual de los lingotes y la inclusión de pequeñas cantidades de arena solo causan problemas insignificantes si se tiene en cuenta la facilidad de fundición y manipulación.

Historia

La fundición y producción de hierro forjado era conocida en la antigua Europa y el Medio Oriente, pero se producía en bloomeries por reducción directa. El arrabio no se producía en Europa antes de la Edad Media. Los chinos fabricaban arrabio durante la última dinastía Zhou (que finalizó en el 256 a. C.). Hornos como el de Lapphyttan en Suecia pueden remontarse al siglo XII; y algunos en Mark (hoy parte de Westfalia, Alemania) hasta el 13. Queda por establecer si estos desarrollos del norte de Europa se derivan de los chinos. Wagner ha postulado un posible vínculo a través de los contactos persas con China a lo largo de la Ruta de la Seda y los contactos vikingos con Persia, pero existe una brecha cronológica entre el período vikingo y Lapfittan.

La transición de fase del hierro a líquido en el horno era un fenómeno evitado, ya que descarburar el arrabio en acero era un proceso extremadamente tedioso utilizando tecnología medieval.

Usos

Tradicionalmente, el arrabio se convertía en hierro forjado en forjas finas, luego en hornos de charcos y, más recientemente, en acero. En estos procesos, el arrabio se funde y se dirige una fuerte corriente de aire sobre él mientras se remueve o agita. Esto hace que las impurezas disueltas (como el silicio) se oxiden por completo. Un producto intermedio de la formación de charcos se conoce como arrabio refinado, metal más fino o hierro refinado.

El arrabio también se puede utilizar para producir hierro gris. Esto se logra volviendo a fundir arrabio, a menudo junto con cantidades sustanciales de acero y chatarra, eliminando contaminantes indeseables, agregando aleaciones y ajustando el contenido de carbono. Algunos grados de arrabio son adecuados para producir hierro dúctil. Estos son arrabios de alta pureza y, dependiendo del grado de hierro dúctil que se produzca, estos arrabios pueden tener un bajo contenido de los elementos silicio, manganeso, azufre y fósforo. Estos tipos de arrabio se utilizan para diluir todos los elementos (excepto el carbono) en una carga de hierro dúctil que puede ser perjudicial para el proceso de fundición dúctil.

Usos modernos

Hasta hace poco, el arrabio se vertía normalmente directamente desde el fondo del alto horno a través de un canal hacia un carro cuchara para transferirlo a la acería en su mayor parte en forma líquida; en este estado, el arrabio se denominaba metal caliente. Luego, el metal caliente se vertió en un recipiente de fabricación de acero para producir acero, generalmente un horno de arco eléctrico, un horno de inducción o un horno de oxígeno básico, donde se quema el exceso de carbono y se controla la composición de la aleación. Los procesos anteriores para esto incluían la fragua fina, el horno de charcos, el proceso Bessemer y el horno de solera abierta.

Las acerías modernas y las plantas de hierro de reducción directa transfieren el hierro fundido a una cuchara para su uso inmediato en los hornos de fabricación de acero o lo vierten en cerdos en una máquina fundidora de cerdos para su reutilización o reventa. Las modernas máquinas de fundición de cerdos producen cerdos en barra, que se rompen en lechones más pequeños de 4 a 10 kg en el momento de la descarga.