HORNO MARTIN-SIEMENS
Los hornos Martin-Siemens son hornos de reverbero y se utilizan principalmente
para la fusión y afino del acero destinado a la fabricación de
lingotes, y representaron la forma de fabricación de acero mas
extendido en Gran Bretaña y Estados Unidos. Su
capacidad puede variar entre 25 y 500 toneladas. Hace años se
empleaban hornos mas pequeños, de 15 a 30 toneladas, sin embargo
existen todavía en funcionamiento algunos hornos para fabricar piezas
coladas grandes, con pesos de 50 toneladas o mas.
El horno Martin-Siemens es calentado con aceite, gas de coquería, gas de
gasógenos o una mezcla da gas de alto horno y de coquería, si se
dispone de ella. Cuando se emplea un gas de poco poder
calorífico, como
el gas de gasógeno o la mezcla citada, es fundamental precalentar el gas
en un regenerador. El aire se recalienta siempre para
conseguir la maxima economía térmica y lograr una elevada
temperatura de llama.
El horno propiamente dicho comprende tres partes principales: la solera, el
laboratorio y la bóveda. La solera recoge los materiales que se han de afinar y es una especie de cubeta rectangular, cuyo
fondo esta inclinado hacia el agujero de colada. El
laboratorio es la parte comprendida entre la solera y la bóveda, donde
se producen las reacciones de afino. Cierto número de aberturas
colocadas en laparte anterior del horno, permiten efectuar la
carga, y una de ellas esta dispuesta de modo que permite la limpieza. La
bóveda es de ladrillos silíceos y su misión es dirigir el
calor por radiación sobre la solera.
Las dimensiones de este horno suelen ser de unos 10m
de largo por 5 m de ancho y de una altura de 35-50 m. Son de placas de acero
remachadas sobre traviesas metalicas.
A los dos lados de la solera se encuentran los tubos que conducen el gas y el
aire, que desembocan en el laboratorio por aberturas conocidas como
quemadores, a la salida de los cuales arde el gas.
Las camaras de recuperación colocadas debajo, y que en general
son cuatro para cada horno, calientan el aire y el gas de la combustión
mediante el aprovechamiento del calor perdido en el horno, al salir al ambiente
los gases calientes del laboratorio. Cada media hora se invierte el paso de la
mezcla gaseosa combustibles, de modo que cada pareja de camaras
actúan alternativamente como recuperadores y precalentadores, es decir,
los precalentadores se convierten en recuperadores de calor al invertir el paso
de la mezcla gas-aire, y viceversa. Los hornos mas
empleados, por los de mayores dimensiones, son los de gasógeno separado.
La particularidad del
método Martin-Siemens de poder utilizar despuntes de chatarra para
fabricar acero es de granimportancia en la industria siderúrgica.
-Procedimiento Martin-Simens acido: la solera es a base de
sílice. La carga esta constituida en su mayor parte de chatarra
con pequeñísimas proporciones de azufre y fósforo, ya que
no es posible la desulfuración ni la
desfosforación en contacto con refractarios acidos. El afino en este método se limita principalmente a la
eliminación del carbono, silicio y
manganeso por acción directa del
óxido férrico en la escoria que aporta el oxígeno a la
carga. La separación de estos elementos, como se puede
observar en el grafico siguiente, se hace casi simultaneamente,
pero a diferentes velocidades. El óxido del metal actúa sobre el silicio y el
manganeso y el revestimiento de sílice retarda la eliminación del silicio y favorece la del manganeso. Por otra
parte el manganeso retarda la descarburación y protege al baño de
la oxidación, por reducir el óxido ferroso disuelto. Desde
el principio de la fusión hasta la desaparición de una parte
importante del
silicio y del
manganeso, el baño permanece en calma y después empieza la descarburación.
La eliminación del carbono se realiza
principalmente por reacción con el óxido ferroso disuelto en el
baño, ya que la elevada temperatura favorece la reacción
endotérmica. Esto aparece reflejado en las siguientes reacciones:
Si + 2FeO SiO2 + 2Fe
Mn + FeO MnO + FeC+ FeO CO + Fe
-Procedimiento Martin-Siemens basico: gracias al revestimiento
magnesiano del horno se puede emplear una escoria basica que permite la
desfosforación y en cierto grado la desulfuración. El silicio se elimina mas rapidamente que en la
marcha acida, porque la sílice formada se fija en seguida en la
cal de la escoria. También la presencia de la
cal hace que la proporción de óxido férrico en la escoria
sea algo mayor que en las escorias acidas. El manganeso se elimina
lentamente, y cuanto mas se eleva la temperatura, mas se
intensifica la reducción parcial del óxido manganoso por el
carbono. La descarburación se efectúa por intermedio del
óxido ferroso disuelto en el baño, y el contenido de carbono es
bastante elevado porque sólo pasa en pequeña proporción a
la escoria basica. La desfosforación comienza desde el principio del
afino; en general, la proporción de fósforo en el metal es tanto
menor cuanto mas basica es la escoria. La desulfuración del hierro se origina mediante
el manganeso, que tiene una tensión de sulfuro menor que el hierro: FeS + Mn MnS + Fe. También se puede
transformar el azufre en una forma que sea estable en la escoria y no soluble
en el metal. Esta forma es la de sulfuro calcico, y la eliminación
del azufre se puede expresar así
FeS+CaO FeO + CaS.
