Generalidades
Industria del acero
El acero es una aleación de hierro-carbono forjable, con diversas variaciones en el porcentaje de carbono. Los documentos de esta sección tratan aspectos generales sobre este material ampliamente usado.
Hierro y acero
Iron and steel
El hierro se encuentra en grandes cantidades en la corteza terrestre, formando parte de diversos minerales (óxidos, minerales hidratados, carbonatos, sulfuros, silicatos, etc.). Desde tiempos muy remotos, el hombre ha aprendido a preparar y procesar estos minerales por medio de operaciones de lavado, triturado y clasificado, separación de la ganga, calcinado, sinterizado y granulado, para fundir los minerales y obtener hierro y acero.
La fabricación de acero se desarrolló básicamente en el siglo XIX, al inventarse los procesos de fusión; el Bessemer (1855), el horno de hogar abierto, normalmente calentado a base de gas pobre (1864); y el horno eléctrico (1900). Desde mediados del siglo XX, el tratamiento con oxígeno —principalmente el proceso Linz-Donowitz (LD) de lanza de oxígeno— hizo posible la fabricación de aceros de alta calidad con unos costes de producción relativamente bajos.
La industria del acero ha experimentado una revolución tecnológica que ha favorecido la creación de nuevas capacidades de producción mediante la instalación de hornos eléctricos de arco (electric arc furnace, EAF) alimentados con chatarra de acero reciclada en pequeñas acerías (véase la Figura 73.3 del documento). Aunque las acerías integradas que producen acero a partir de mineral de hierro están logrando altas cotas de eficiencia, las acerías EAF con capacidades de producción inferiores a un millón de toneladas anuales son cada vez más habituales en los principales países productores de acero de todo el mundo.
Este documento hace parte de la Enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo (capítulo 73, parte XI, volumen III), conjunto de textos elaborados por la Organización Internacional del Trabajo OIT (Ginebra, Suiza) y se encuentran alojados en su formato electrónico en el website del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo INSHT, dependiente del Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales (Madrid, España).
Acero
Steel
El acero es una aleación de hierro-carbono con diferentes proporciones, que puede llegar a 2% de carbono. Sin embargo, la mayoría de los aceros contienen menos de 0.5% de carbono. Además pueden contener agregados e impurezas naturales como fósforo y azufre.
Los aceros son considerados comunes cuando, además de hierro y carbono, presentan contenidos relativamente pequeños de silicio y manganeso.
El azufre y fósforo, que se hallan siempre presentes en el acero, son considerados impurezas. Estos elementos no cambian en principio las fases presentes ni tampoco la posición de las líneas de los diagramas en forma importante, aunque si sus propiedades. A veces, se especifican limites máximos y mínimos para estos elementos por aportar ellos alguna ventaja tecnológica. Cuando el acero contiene otros elementos exigidos por las especificaciones, son llamados aceros especiales.
El diagrama hierro-carbono determina las curvas de transformación cuando el enfriamiento de los aceros se realiza en forma lenta. Para tener en cuenta la velocidad de enfriamiento en la estructura, se utilizan curvas donde se puede analizar la interacción entre la temperatura, el tiempo y la transformación. Estas curvas se denominan curvas TTT.
Este documento fue preparado por Pablo F. Brizuela y Héctor D. Garay, y está incluido en el curso Mecánica Avanzada de Materiales, dictado por el profesor Luis A. Godoy en el Departamento de Ingeniería Civil y Agrimensura de la Universidad de Puerto Rico – Mayagüez (Campus Mayagüez, Puerto Rico). El recinto de Mayagüez es una división de la Universidad de Puerto Rico que se enfoca fuertemente en el desarrollo de las ciencias y la ingeniería, apoyando la investigación y el desarrollo.
