Horno de Oxígeno Básico (BOF) Explicado: El Motor de la Producción Moderna de Acero

Qué es un Horno de Oxígeno Básico

Un horno de oxígeno básico (BOF) es la maquinaria usada para purificación de arrabio oxidando impurezas en escoria y convirtiendo el resto en acero fundido con inyección de oxígeno. Es el método primario para producción de acero mundial. El acero producido se prueba químicamente y puede modificarse más con adición de aleaciones. El proceso se llama "básico" por la alcalinidad del refractario y adición de materiales alcalinos durante la producción.

Estructura y Carga Inicial

Una "hechura" (batch) comienza con la estructura: un recipiente alargado. El contenedor se reviste con materiales refractarios alcalinos como magnesita y cal viva. El refractario es necesario para soportar temperaturas extremas y alto nivel de oxidación.

El horno se inclina y se carga con ~1/3 chatarra de acero y 2/3 arrabio fundido licuado en alto horno. Se añaden fundentes de cal o dolomita. Un programa computarizado usa análisis químico del arrabio para determinar proporciones óptimas de hierro, chatarra y fundentes, y programar el tiempo de soplado de oxígeno.

Soplado de Oxígeno y Reacciones Químicas

La mezcla se expone a chorro de oxígeno puro soplado por tubo refrigerado por agua por ~20 minutos. La altura de la punta del chorro puede ajustarse durante el soplado. El proceso es controlado y monitorizado por computadora.

El carbono y silicio se oxidan y crean enorme volumen de calor que funde la chatarra. La reacción eleva rápido la temperatura a ~1.649 °C (3.000 °F). Silicio oxidado se vuelve sílice y combina con fundentes para formar escoria. Azufre y fósforo del hierro son absorbidos por la escoria. Monóxido y dióxido de carbono son evacuados por equipos de control de contaminación.

Separación, Muestreo y Colada

Tras soplado, el horno contiene capas de acero fundido y escoria. El recipiente se inclina para muestreo y prueba. Un cucharón precalentado se coloca bajo el BOF. El acero fundido se vacía (tapped) en el cucharón. Detectores evitan que escoria se mezcle con el acero. El acero puede alterarse con aleaciones de hierro, silicio o manganeso para usos específicos o enviarse a colada sin más modificación.

Gestión de la Escoria

Tras vaciar todo el acero, la escoria se vierte en contenedor separado. Se enfría y estabiliza por meses. Tras este tiempo, puede triturarse para uso posterior, a menudo como agregado para construcción.