El término acero de crisol puede ser algo engañoso, ya que no se refiere a un producto de acero concreto, sino a un proceso de fabricación de acero específico. El proceso de acero en crisol consiste en fundir materiales como el hierro forjado, el hierro fundido y el acero blíster en pequeños crisoles de fundición para su carburación o descarburación. Durante estos procesos, el carbono se difunde o se retira del stock para producir calidades metalúrgicas óptimas en el producto final. Tras la fusión, el crisol se retira del horno y el acero se funde en lingoteras. El proceso de acero de crisol es uno de los métodos más antiguos documentados de producción de acero y, aunque ha sido sustituido por métodos más eficaces, todavía es utilizado con el fin de producir cantidades más pequeñas de materiales de calidad alta para aplicaciones especiales.
El acero es el resultado de la combinación entre hierro y pequeñas cantidades de carbono. Las combinaciones de este tipo se conocen como aleaciones con aditivos, en este caso el carbono, que mejoran la calidad del material base y dan características específicas al producto final. El acero, por ejemplo, es más duro que el hierro forjado, menos frágil que la fundición y tiene mejores cualidades de resistencia al desgaste y a la corrosión que ambos. El acero puede producirse de diversas maneras, la mayoría de las cuales implican la fusión de existencias de hierro en presencia de una fuente de carbono. Este proceso hace que se difundan pequeñas cantidades de carbono en el hierro fundido, con concentraciones finales típicas de carbono que oscilan entre el 0,2% y el 2,1%, según el uso previsto de la aleación.
¿Cómo se produce el acero de crisol?
Una de las formas más antiguas de producción de acero es el proceso de acero de crisol; la primera documentación fiable sobre aceros producidos en crisol son los documentos islámicos medievales de alrededor de 1050. El principio básico del acero de crisol se centra en la fusión de existencias metálicas en recipientes o contenedores de diversos materiales refractarios lo suficientemente pequeños como para ser manipulados por una o dos personas. Los contenedores o crisoles se cargan con diversos metales, como hierro forjado, hierro fundido o acero blíster, y se cuecen en hornos especiales para fundir la carga. Los materiales de bajo contenido en carbono, como el hierro forjado, se complementan con una fuente de carbono, como el carbón vegetal, que carbura o infunde carbono a la masa fundida. Por el contrario, los materiales en bruto con un contenido de carbono demasiado elevado para la producción general de acero se descargan; esto se suele hacer exponiendo el material fundido a una fuente de oxígeno.
¿Cuál es el proceso?
El proceso suele comenzar con el calentamiento de los crisoles a fuego blanco en un horno de coque o de gas, momento en el que se retiran de la fuente de calor, se cargan con materias primas y se devuelven al horno. A continuación, se dejan durante varias horas hasta que las materias primas se funden por completo. El paso siguiente será retirar los crisoles del horno, eliminando las impurezas en la superficie del acero fundido y se vierte el acero en lingoteras. Este proceso es largo y costoso y ha sido sustituido en gran medida por procesos más baratos y de mayor capacidad, como los hornos Bessemer. Sin embargo, la alta calidad del acero de crisol ha hecho que el proceso se siga utilizando para producir pequeñas cantidades de acero para nichos de mercado especializados.
