viernes, 2 de septiembre de 2016

La Industria Metalúrgica

     

    Se entiende por metalurgia los métodos utilizados para beneficiar los minerales y extraer los metales que contienen, para ponerlos a disposición de ser elaborados.

     Las técnicas para convertir la pirita (sulfuro de hierro) en metal fundido, utilizando carbón vegetal siguieron siendo usadas hasta el siglo XVIII, pero esas técnicas rudimentarias no podían satisfacer la creciente demanda de productos de hierro, creándose un "cuello de botella" que ponía en peligro la marcha de la Revolución Industrial.

    El problema consistía en que para producir una tonelada de hierro se necesitaban de 7 a 8 toneladas de carbón vegetal y ello significaba la deforestación de los bosques ingleses con la consiguiente escasez de madera.

     La solución estaba en substituir el escaso carbón vegetal por el abundante carbón mineral (hulla), pero, este último, ardía muy mal y no resultaba el combustible adecuado para fundición de la pirita.  En 1709, Abraham Darby, utilizando el proceso de obtener carbón vegetal triturando y tostando leña, hizo lo mismo con la hulla: triturando y tostando el carbón mineral obtuvo el llamado coque (coke) que ardía mejor y producía mayor cantidad de calor, pero su utilización no estaba exenta de dificultades siendo necesarias muchas pruebas muy laboriosas para poder establecer las proporciones correctas de los materiales a utilizar.  Al comienzo el metal obtenido no era de buena calidad, es lo que se llama "hierro colado", pero era barato, aunque por sus impurezas no tenía tanto uso como el "hierro forjado o dulce".
  
     Entre 1783 y 1784, Henry Cort patentó un procedimiento de pudelación.  La primera fusión del metal se hacía en un horno de reverberación, sin tener contacto con el coque y luego se agitaba (pudelaba) para eliminar impurezas, utilizando finalmente el martillo mecánico de James Watt; Henry Cort perfeccionó una laminadora que no sólo reducía las impurezas, sino que fabricaba láminas de hierro forjado más abundante y barato. Esta laminadora podía elaborar 15 toneladas de hierro en el mismo tiempo que se requería para fabricar una tonelada de lingotes. 

      Con carbón mineral abundante y barato se pudo transformar el hierro colado en hierro forjado y  así aumentó la demanda de esta producción.  En 1760 se producían en Inglaterra 30.000 toneladas anuales y la producción aumentó, para 1810,  a 1.000.000 de toneladas.

     Pero seguía faltando un material más resistente para poder fabricar máquinas de gran velocidad y para la construcción de rieles, vigas, etc., nos referimos al acero, que no es otra cosa que hierro puro maleable con una proporción adecuada de carbón , magnesio y otras substancias; el problema residía en que los costos de producción del acero eran muy elevados y podían frenar la industria de fabricación de maquinarias.

      En los Estados Unidos, William Kelly inició las primeras experiencias positivas, pero va a ser Henry Bessemer en Gran Bretaña quien encontraría la solución, cuando en 1860, inventó el convertidor basculante y se inicie la era del acero barato.

     Pero este convertidor no trabajaba bien con piritas de alto contenido de fósforo, el cual no se quemaba fácilmente.  El problema fue resuelto entre 1877 y 1878 por dos ingenieros ingleses, P. C. Gilchrist y S. Thomas quienes revistieron el interior del convertidor con caliza (carbonato de calcio), la cual, al combinarse con el fósforo, producía no solo un acero aceptable, sino también una escoria de fosfato de calcio que se utilizaría ampliamente como fertilizante agrícola.

    El acero barato producido por estos inventos era de baja calidad y fueron necesarias nuevas mejoras: el procedimiento Siemmens-Martin de hogar abierto, más lento y controlable, logró obtener aceros finos de calidad superior a los producidos por el procedimiento de Bessemer. Los alemanes combinaron científicamente todos estos métodos hasta lograr el llamado procedimiento Krupp que produjo un acero de alta calidad a un precio moderado.

     La producción mundial de acero en 1860 era de 500.000 toneladas al año y pasó a 80 millones para 1900; así la producción mundial de acero no sólo superó la del hierro sino que su precio bajó considerablemente.  En 1850 la tonelada de acero costaba 42 libras esterlinas, en 1880 sólo costaba 6 libras y para 1900 menos de tres libras esterlinas.







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