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La milagrosa transformación del acero: ¿cómo se creaba el acero en la antigüedad?
El acero, un material indispensable en la sociedad moderna, fue descubierto y forjado por los humanos hace miles de años. Sin embargo, el antiguo proceso de producción de acero requería tecnologías y conceptos completamente diferentes a los de la industria del acero actual. Su proceso de nacimiento está lleno de innumerables innovaciones y avances, lo que nos hace preguntarnos: ¿Cómo los antiguos crearon de forma natural esta gran causa con herramientas y tecnologías sencillas?
Composición básica del acero
El acero se compone principalmente de hierro y carbono. En comparación con el acero, el hierro fundido es un material duro y quebradizo, difícil de mecanizar. El acero es plástico y más fácil de moldear y utilizar que el hierro fundido. Aunque el hierro por sí solo no es lo suficientemente fuerte como para soportar una gran presión, el carbono en cantidades moderadas (generalmente menos del 1%) le da al acero resistencia y otras propiedades importantes. Además del carbono, la producción de acero también requiere la eliminación de impurezas como nitrógeno, silicio, fósforo y azufre, y la adición de elementos de aleación como manganeso, níquel y cromo para producir diferentes tipos de acero. La historia temprana del aceroLa tecnología del acero de ChinaLa tecnología de fabricación de acero evolucionó en la antigua China, India y Roma. Uno de los primeros métodos para fabricar acero fue la "forja con llama", un proceso en el que se forjaba repetidamente un bloque de hierro para eliminar las impurezas.
En la China del siglo XI surgió un sistema similar al proceso Bessemer, el primer intento del mundo de descarbonizar parcialmente el acero. La tecnología fue descrita por Shen Kuo, un funcionario del gobierno durante la dinastía Song, quien fue testigo de la metalurgia local mientras viajaba por la región de Hebei.
El progreso del acero en EuropaEn el siglo XV, Europa comenzó a desarrollar procesos de fundición que compartían los mismos principios de ventilación que el proceso Bessemer. Posteriormente, los métodos de producción de acero continuaron mejorando en el siglo XXI hasta que se formaron los procesos modernos.
Proceso moderno de producción de acero
La producción moderna de acero implica tres etapas: primaria, secundaria y terciaria. Hay múltiples técnicas para elegir en cada etapa.
Proceso primario: Producción de acero al oxígeno básico
En el proceso básico de fabricación de acero con oxígeno, el arrabio rico en carbono se funde y se convierte en acero. Inyectar oxígeno en el arrabio fundido puede oxidar parte del carbono y eliminarlo. Este proceso fue desarrollado por Robert Durrer en 1948 como una mejora del convertidor Bessemer. Esta tecnología ha mejorado enormemente la eficiencia de la producción de acero.
Proceso secundario: posprocesamiento del acero
Durante esta etapa, los fabricantes de acero agregarán o eliminarán otros elementos para manipular aún más la composición química del acero y producir acero de mayor calidad.
Proceso de tres etapas: fundición y moldeo
Durante este proceso, el metal fundido se moldea en láminas de acero, bobinas u otras formas deseadas.
Problemas relacionados con las emisiones de carbonoSegún estimaciones de 2021, la producción de acero representa alrededor del 11% de las emisiones mundiales de CO2, con alrededor de 1,8 toneladas de CO2 emitidas por cada tonelada de acero producida.
Desafíos y oportunidades futuros
A medida que crece la conciencia ambiental, la industria del acero busca reducciones significativas de emisiones. Desde el uso de energía renovable hasta la mejora de la tecnología de procesos, muchas empresas están trabajando para desarrollar "acero verde". Esto también nos hace pensar: en un proceso de transformación así, ¿podemos encontrar un punto de equilibrio que permita satisfacer la creciente demanda de acero y al mismo tiempo proteger nuestro planeta?
