Guía completa de altos hornos: Definición, componentes y mantenimiento

En la fabricación de hierro y acero, el equipo básico usado es un alto horno, que generalmente contiene los materiales compuestos para producir un tipo específico de metal. Hoy, conocerás la definición, componentes, diagrama y mantenimiento de un alto horno. También conocerás el término horno de viento caliente (blast stove).

¿Qué es un alto horno?

Un alto horno es un tipo de horno metalúrgico usado para fundición para producir metales industriales, generalmente arrabio, pero también otros como plomo o cobre. "Blast" (viento) se refiere al aire de combustión siendo "forzado" o suministrado por encima de la presión atmosférica.

Los componentes de un alto horno incluyen la Carga, salida de gases de escape, campanas de carga, salida de gas, toberas (tuyeres), agujero de colada (taphole), tubería de distribución (bustle pipe), agujero de escoria (slag hole), revestimiento refractario (refractory lining), y sistema de transporte.

Funcionamiento de un alto horno

Un alto horno es típicamente de unos 30m de alto y 10m de diámetro en la parte más ancha, aunque algunos altos hornos modernos son incluso más grandes que esto. La fundición del horno es de placas de acero gruesas con un revestimiento muy grueso de ladrillo refractario que es refrigerado por agua alrededor de la zona de fusión (o bosh) para evitar daños por la temperatura extremadamente alta en el interior. Un ligero aumento en el diámetro hacia la base permite algo de expansión de la carga a medida que desciende, y en el bosh hay una reducción en el diámetro donde comienza la fusión y el volumen de la carga disminuye.

Rodeando el bosh está la tubería de distribución (bustle pipe) que distribuye el chorro de aire caliente a diez o más boquillas o toberas (tuyeres, pronunciado 'tweers') espaciadas uniformemente alrededor del horno. Las toberas, refrigeradas por agua para enfriamiento, tienen cada una unos 125 – 175 mm de diámetro y entregan el potente y muy caliente chorro de aire derecho al centro del horno, causando que el coque arda ferozmente. Esta tiro forzado lleva los gases calientes del horno arriba por la pila, a través de la toma, y al bajante. Pasa por la planta de limpieza de gas y a los gasómetros y está listo para uso en el horno de viento caliente para calentar aire para los hornos.

Mira el video abajo para aprender más sobre el funcionamiento de un alto horno:

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El nivel de carga debe mantenerse en el horno y a intervalos regulares, se añaden cargas pesadas de mineral; coque y caliza (y a veces algo de chatarra). Las materias primas se suben en skip que descargan en una tolva rotatoria, esto extiende la carga uniformemente alrededor y luego entra al horno a través de un mecanismo de doble campana. Esto es necesario para proporcionar un sello de gas ya que el alto horno no puede cerrarse en ningún momento durante el largo período de operación.

Horno de viento caliente (Hot Blast Stove)

Cada alto horno suele estar equipado con tres estufas que queman gas de horno para calentar el chorro de aire. Cada una es casi tan alta como el alto horno, hasta 7 y 8m de diámetro. Dentro, hay un panal de ladrillo refractario y una cámara de combustión en la que se enciende el gas, la llama barriendo a través del panal y calentándolo en el camino a la compuerta de la chimenea se cierra y la estufa de viento se pone en aire; es decir, el chorro de aire es impulsado por potentes sopladores turbo, pasa a través y absorbe el calor almacenado. La temperatura del aire alcanza de 650 a 800°C.

Usualmente, dos estufas de viento están 'en gas' (calentándose) mientras la tercera está en aire. Cuando esta se enfría, se vuelve a poner en gas, y otra estufa de viento se pone en el aire, las tres siendo usadas en rotación.

Mantenimiento de alto horno

Los altos hornos normalmente trabajan día y noche por varios años. Hay posibilidad de que el revestimiento de ladrillos empiece a desmoronarse, el horno se cierra entonces para mantenimiento. La operación del alto horno se monitoriza continuamente de tal forma que, temperaturas y tiempos se comprueban y registran.

El contenido químico de los minerales de hierro recibidos de diversas minas se analizan, y los minerales se mezclan con otro mineral de hierro para lograr la carga deseada. Se espera que se tomen muestras de cada colada y se comprueben su contenido químico y propiedades mecánicas que incluyen resistencia y dureza. Considerar esto servirá como control de calidad de un alto horno.

Esto es todo por este artículo, donde se explica la definición, funcionamiento, componentes, diagrama y mantenimiento de alto horno. ¡Espero que saques mucho de la lectura, si es así, comparte con otros estudiantes! ¡Gracias por leer, nos vemos la próxima vez!