Los avances en la tecnología de producción y la ciencia de los materiales, posibilitan la fabricación de nuevos tipos de acero de alta tecnología que reducen el consumo de energía, los costos operativos y de capital

Producción:

Refundición de acero

Las nuevas tecnologías podrían reducir el costo de la producción de acero

Una idea de 150 años de edad, finalmente, parece trabajar

A pesar de que es mejor conocido por desarrollar una forma de producir en masa acero, Henry Bessemer fue un prolífico inventor británico. En la década de 1850, en Sheffield, sus convertidores lanzaron aire a través del hierro fundido para quemar las impurezas, convirtiendo el acero en el material de la revolución industrial. Pero Bessemer sabía que podía hacerlo mejor, y en 1865 presentó una patente para moldear tiras de acero directamente, en lugar de lingotes grandes que luego tuvieron que ser recalentados y moldeados por máquinas de laminación gigantescas.

La idea de Bessemer fue verter acero fundido entre dos rodillos enfriados por agua que giraban en sentido contrario y que, como un mangle, apretarían el metal en una lámina. Fue una idea elegante que, a pesar de tener menos pasos, ahorraría tiempo y dinero. Sin embargo, fue difícil lograrlo. Se abandonaron los esfuerzos para comercializar el proceso.

Hasta ahora. Los avances en la tecnología de producción y la ciencia de los materiales, en particular para los nuevos tipos de acero de alta tecnología, significan que la idea de “doble rollo” de Bessemer se está asumiendo con éxito. También se está probando un sistema alternativo que arroja acero líquido directamente sobre una sola correa que se mueve horizontalmente. Ambas técnicas podrían reducir el consumo de energía, uno de los mayores costos en la fabricación de acero, en alrededor del 80%. También son posibles otros ahorros en los costos operativos y de capital. Si estos nuevos procesos se prueban a sí mismos, la fabricación de acero podría transformarse nuevamente.
En un rollo
Los fabricantes de acero son cautelosos con las nuevas tecnologías. No fue hasta la década de 1960 que la industria se aventuró desde la fundición de lingotes hasta la construcción de plantas integradas gigantes para la fundición continua de acero. Esto implica verter acero fundido a través de un molde sin fondo que, al ser enfriado por agua, lo solidifica parcialmente. Luego, el acero se baja a través de una serie de rodillos para formar chapas de acero u otras formas requeridas por las fábricas y las empresas de construcción. La mayor parte de los 1,6 billones de toneladas de acero que se producen anualmente en todo el mundo ahora se producen de esta manera.

Sin embargo, la fundición continua todavía requiere mucho balanceo para reducir las planchas de 80-120 mm de espesor a los 1-2 mm requeridos por muchos productores, como los fabricantes de automóviles. La fundición de cualquier diluyente causa problemas de calidad y fallas en la microestructura del acero. Una razón para ello es que el molde sin fondo tiene que ser oscilado para garantizar que el acero fundido no se pegue a sus lados. Las nuevas técnicas de doble rodillo y de fundición de una sola correa son, en efecto, “moldes móviles”: los rodillos y la correa se mueven con el acero a medida que se enfría y se solidifica. Esto permite la colada directa a un grosor de solo unos pocos milímetros, requiriendo solo un mínimo de laminación a partir de entonces.

Las nuevas técnicas son particularmente buenas para fabricar aceros especializados de mayor valor, dice Claire Davis, experta en acero del Warwick Manufacturing Group en la Universidad de Warwick en Gran Bretaña. La Sra. Davis y su equipo están desarrollando nuevos aceros de alta tecnología especialmente para la fundición de bandas, incluidos los aceros avanzados de baja densidad que son más fuertes, más ligeros y más flexibles que el acero convencional.

Un proceso de doble rollo, como Bessemer concibió, ya está empleado por Nucor, un gigante siderúrgico estadounidense. Llamado Castrip, produce acero en dos de sus plantas. Una gran ventaja del doble rollo y el cinturón de fundición es la compacidad. Nucor reconoce que una planta de Castrip necesita solo 20 hectáreas (50 acres) y proporciona un buen retorno de la inversión de la producción de solo 500,000 toneladas de acero al año. Una planta siderúrgica convencional, en comparación, puede extenderse por más de 2,000 hectáreas y necesita producir unos 4 millones de toneladas al año para obtener ganancias.

Otras firmas también están licenciando a Castrip. Shagang, una gran siderúrgica china, está reemplazando una planta con menos eficiencia energética con la nueva tecnología. Los números parecen lo suficientemente convincentes como para alentar una nueva empresa: Albion Steel está hablando con los inversionistas sobre la construcción de una planta de Castrip de 300m de Libras (US$ 370 millones) en Gran Bretaña. La planta sería “alimentada” por un mini molino de bajo costo que funde la chatarra y produce acero para galvanizar, principalmente para la industria de la construcción, dice Tony Pedder, uno de los fundadores de Albion. El Sr. Pedder es el presidente de Sheffield Forgemasters, una compañía de ingeniería, y un ex jefe de British Steel (que luego se convirtió en Corus). Gran Bretaña tiene un excedente de chatarra, pero importa acero galvanizado. La planta emplearía solo a unas 250 personas; Las operaciones integradas tradicionales necesitan más o menos mil. “Creemos en la tecnología”, dice el Sr. Pedder. “Desde nuestro punto de vista, es más allá del punto de ser experimental”.

Salzgitter, un fabricante de acero alemán, abrió la primera máquina comercial de cinta de una sola banda en Peine, cerca de Hanover, en 2012. Comenzó con la fabricación de acero para la construcción, pero ha progresado hacia aceros más especializados. El truco es mantener el cinturón refrigerado por agua perfectamente plano, dice Roderick Guthrie, de la Universidad McGill en Canadá, uno de los pioneros de la tecnología. Salzgitter usa un vacío bajo el cinturón para hacer eso, mientras que el Sr. Guthrie emplea poderosos imanes para el mismo efecto en una planta piloto en la universidad. Su grupo de investigación está trabajando con varias empresas, entre ellas un gran fabricante de automóviles. Mientras que la fundición de dos rodillos está limitada por limitaciones prácticas, como el tamaño de los rodillos, la fundición de una sola banda horizontal no lo es tanto, argumenta el Sr. Guthrie.

Las técnicas pueden llegar a ser complementarias. Su eficiencia espacial y bajo costo también permitirían que la producción se ubicara más cerca de los clientes. El Sr. Guthrie cree que no es inconcebible que una planta de este tipo se integre en una fábrica de automóviles. “Si podemos hacer que la calidad sea tan buena como las grandes plantas de fundición de losas, cambiaría la faz de la industria del acero”, dice. Las nuevas tecnologías podrían simplemente disparar una dosis de aire fresco a través de una industria antigua, como lo hizo el convertidor de Bessemer hace 150 años.

Este artículo apareció en la sección “El Economista Explica” de la Revista “The Economist”, bajo el título “Por qué el mundo tiene demasiado acero” – 5 de mayo de 2016, por C.R.