Producción de arrabio (pig iron): pasos clave y materiales

El proceso de producción de arrabio implica la combinación de mineral de hierro, carbón vegetal y un material intermediario conocido como fundente (flux) dentro de un alto horno. A medida que los materiales se combinan con calor intenso, gran parte del mineral de hierro se funde, creando una forma líquida sobrecalentada. Dependiendo de los materiales y método de enfriamiento usado, la producción de arrabio puede ser un paso intermedio en la creación de hierro forjado, hierro fundido o acero.

Estructura del alto horno

Un alto horno usado para producción de arrabio suele ser una gran estructura de acero con varias aberturas. Cerca de la parte superior, aberturas permiten la adición de mineral, carbón y fundente en un patrón alternado. Más abajo, dos puertas permiten la inyección de aire, precalentado a entre 1472-2192 °F (800-1200 °C). En la parte inferior, dos aberturas adicionales permiten drenar el metal líquido y la escoria.

Reacciones internas

Una vez dentro, los materiales sufren varias reacciones que permiten la creación de arrabio líquido. El carbón libera monóxido de carbono, que amplifica el calor del aire, elevando la temperatura aún más. A medida que el monóxido de carbono sube, reduce la cantidad de óxido de hierro en las capas de mineral, dejando un mayor porcentaje de hierro metálico puro y reduciendo el punto de fusión del mineral. El material fundente, usualmente piedra caliza o feldespato, reacciona con impurezas en el mineral de hierro, creando un material de bajo punto de fusión conocido como escoria y purificando aún más el mineral. Una vez que estas interacciones cruciales han ocurrido, el hierro se funde y se drena por la parte inferior del horno.

Enfriamiento y origen del nombre

El siguiente paso implica el enfriamiento del material, y también explica el nombre inusual del producto. A medida que el hierro líquido drena del horno, se desvía tradicionalmente a un canal central largo con muchos canales más cortos en ángulos, donde se enfría y endurece. El nombre "arrabio" (pig iron) viene del parecido del canal largo con una cerda madre y los canales más pequeños con lechones mamando. En la mayoría de la producción moderna, sin embargo, este proceso ya no se usa, ya que se han desarrollado métodos que permiten transportar el arrabio en estado líquido en lugar de como material duro.

Pasos posteriores: hacia acero, hierro forjado o fundido

La producción de arrabio es generalmente solo un paso en la creación de un producto de hierro terminado, ya que el alto contenido de carbono del hierro en esta forma lo hace mayormente inutilizable. Para hacerlo más versátil, puede fundirse de nuevo y mezclarse con escoria, creando hierro forjado, o combinarse con mineral de hierro adicional y aleaciones para crear hierro fundido. Más a menudo, la producción de arrabio es un paso intermedio en el camino a crear acero, que implica un segundo proceso de combustión para eliminar muchas impurezas restantes y la adición de otros metales para crear una aleación a base de hierro.

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Enlace a fuentes

• https://science.howstuffworks.com/iron3.htm

Por Jessica Ellis

Con una licenciatura en teatro de UCLA y un título de posgrado en guion cinematográfico del American Film Institute, Jessica Ellis aporta una perspectiva única a su trabajo como escritora para About Mechanics. Apasionada por el drama y el cine, Jessica disfruta aprendiendo y escribiendo sobre una amplia gama de temas, creando contenido que es a la vez informativo y atractivo para los lectores.