Un horno de arco eléctrico utiliza electrodos de grafito para generar un arco eléctrico que calienta la chatarra hasta 1600°C y la derrite, transformándola en acero fundido. La chatarra se introduce en la cuba del horno junto con carbono si es necesario enriquecer la aleación. Una vez fundida, se analiza la escoria para determinar la calidad del acero producido y si requiere más procesamiento.

3. ¿Qué es?
 Un horno de arco eléctrico es aquel horno, que
como su nombre lo dice, se calienta a travez de un
arco eléctrico.
 Es el más versátil de todos los hornos para fabricar
acero. No solo puede proporcionar temperaturas
hasta 1930 C, sino que también puede controlarse
eléctricamente con un alto grado de presición.
Debido a que no emplea combustible alguno, no se
introduce ningún tipo de impurezas. El resultado es
un acero de lo más limpio.

4. Objetivo
 El objetivo del horno de arco eléctrico , es
transformar la chatarra en acero industrial de
alto grado.

5. Ventajas
 Instalación mas sencilla y menos costosa que la de
cualquier horno utilizado para fabricar acero.
 Se obtienen temperaturas más elevadas.
 No se producen gases de combustión.

6. ¿Qué produce?
 Puede producir todo tipo de aceros, desde aceros
con regular contenido de carbono hasta aceros de
alta aleación, tales como aceros para herramientos,
inoxidables y aceros especiales.
 Su chatarra es cuidadosamente seleccionada. El
arrabio fundido raramente se ocupa.

7. Tipos de Hornos
 Horno de arco eléctrico indirecto.
 Horno de arco eléctrico directo.

8. Horno de Arco Eléctrico
Indirecto

10.  En este tipo de horno se usa el sistema que se llama
calentamiento en Stassano. El arco salta entre dos
electrodos horizonaltes sin tocar baño y escoria. El
calentamiento es indirecto, por radiación de arco al baño.
Algunos hornos son rotativos (Arctal, por ej.) con el cual
el calor acumulado en la bóveda es devuelto al baño al
girar y ponerse en contacto con él. Puede decirse que
son una combiación de horno alto y de arco. Se utilizan
básicamente para reducción carboeléctrica de óxidos y
subsiguiente obtención de aceros y ferroaleaciones.
También para colada de aleaciones no férreas o
fundiciones para moldeo.

11. Hornos de arco eléctrico
directo

12.  Son los más usados en la industria del acero y
fundición.
 En el monofásico (o de corriente continua) hay dos
calentamientos. Uno es producido por el arco
radiante indirecto, al igual que el Stassano, y el otro
se deriva del efecto Joule producido por la corriente
a su paso por el baño de acero hasta el electrodo de
retorno.
 Pueden trabajar con el arco sumergido en la
escorio, lo cual ahorra energía.

13.  En el trifásico, por otro lado, el arco salta entre los
tres electrodos a través del baño de acero. En este
caso, hay un calentamiento por radiación del arco
eléctrico al baño y otro Joule por el paso de la
corriente por el propio baño. Puede trabajar tambien
sumergido en la escoria.

14. Componentes
 La cuba: Es la parte del horno que contiene la puerta de carga y
la colada. Esta hecha de planchas de acero dulce de 4mm de
espesor.
 Boveda, paredes y solera: La boveda es la tapa del horno,
construido con anillos metálicos refrigerados y revestidos con
material refractario de alumina. Las paredes del horno son que las
que están en contacto con la masa líquida hasta una determinada
altura. Están revestidos de ladrillos de magnesita y cromo-
magnesita según sea la parte que va a estar en contacto con la
escoria y la masa fundida. Solera es la parte que contiene al
metal fundido, esta revestido de ladrillos refractarios de magnesita
o dolomita de 300 a 400 mm.
 Electrodos: Son de grafito y existen varios diametros y longitudes
por ejemplo. 100 mm de diametro y 2m de longitud se sujetan
con mordazas de cobre refrigeradas por agua a las barras
longitudinales.

15.  Mecanismo de basculación: Para efectos de vaciar
el acero fundido a la cuchara de colada se tienen
sistemas de basculación o giro hidraúlico

17. Capacidad del horno
 Existen hornos de diferente capacidad, los mismos
que se seleccionan conforme los requirimientos del
acero.
 Por ejemplo, si se necesita 4000 toneladas de acero
líquido por año, la capacidad del horno sería de 4.87
t/colada.

18. Diametro de electrodos y
cuba
 De acuerdo a la capacidad de los hornos se obtiene
el diámetro de la cuba y de los electrodos que han
de usarse. Mediante curvas experimentales se
determina lo señalado.

19. Potencia eléctrica
 De la misma manera, la potencia resulta de acuerdo
al diámetro de los electrodos. Es evidente que a
mayor diámetro, mayor se debe aplicar una potencia
eléctrica. La variación de la potencia está en
relación a la capacidad de los hornos y duración de
la colada.

20.  Un ciclo de funcionamiento del horno puede tener los
siguientes tiempos:
 Preparación de los electrodos: 15 min
 Carga: 30 min
 Fusión: 75 min
 Colada: 15 min
 Total:135 min

21. Materiales de carga
 Chatarra.
 Es el componente básico de la carga. Entre las cualidades
deseadas están:
 Lo mas gruesa y masiva posible. La mejor suele ser la que
prodece de astilleros, desguace de buques, maquinario,
calderería pesadas y ferrocarriles.
 Son preferibles aceros al carbono o de muy baja aleación para
acortar la duración oxidante de la colada y evitar problemas de
laminación.
 Que estén limpias y libres de óxido, scidad, pinturas, aceites.
Etc.

22.  Prerreducidos:
 Que son los pellets, briquetas, hierro esponja, los
cuáles son productos obetnidos por reducción
directa en estado sólido, mediante carb-on o
hidrocarburos, de minerales muy puros y casi
exentos de ganga. Aportan la ventaja de que son
prácticamente hierro puro, por ello su presencia es
favorable como diluyente de elementos
perjudiciales.

23.  Se cargan de diferentes formas:
 Añandiendolos a la cesta de carga.
 Mediante agujeros practicados en la bóveda o cuba.
 Inyectada en la cuba mediante equipos especiales.

24.  Otros materiales de carga:
 Aveces se carga arrabia o fundición (3-5% de
carbono) o carbón (preferiblemente coque) para
aumentar el contenido de carbono que favorezca el
hervido y la escorio espumosa.

25. Proceso de fundición
 Lo primero es seleccionar la chatarra en función de sus
características, así como su peso.
 Después, se lleva la chatarra (por medio de
electroimanes) a una cuba que posteriormente se verterá
en el horno.
 El paso siguiente es cuando se vierte la chatarra (que
ahora se le denomina crisol) a la cuba del horno.
 Hay un método para llenar la cuba; primero que nada se
introducen los materiales mas pesados en el fondo y los
mas livianos en la parte superior, para que los electrodos
puedan perforar mas fácilmente y asi poder derretir los
materiales mas pesados del fondo.

27.  El horno de arco eléctrico esta formado por una
cuba en la cual se introduce la chatarra a la que se
denomina crisol.
 Una vez introducida la chatarra se procede al
calentamiento del horno. El calentamiento se realiza
mediante los electrodos de grafito o carbono para
resistir altas temperaturas y permitir la conducción
de electricidad.

29.  En esta caso, usaremos de ejempló el horno de arco
eléctrico directo trifásico, que contiene tres electrodos
que cuando llegan a la caldera descargan 115000000 de
wats de electricidad. El arco eléctrico funciona mediante
el arco de electricidad que salta entre ellos. Cada
electrodo los separa un gas ( el aire que respiramos) (
78% nitrógeno) (21% oxigeno) el grafito conduce
electricidad asi que salta de un electrodo a otro. Esta es
la que derrite la carga de chatarra con acero.
 Se puede generar hasta 1600 C.

30.  Una vez fundida toda la chatarra, en el interior del
horno tenemos hierro fundido y escoria. La escoria
está formada por todos aquéllos materiales que no
han sido evaporados a 1600 C.
 Llega el momento de realizar un análisis química
para saber si el material fundido reúne las
cualidades requeridas.

32.  Para ello, se analiza la escoria ya que la calidad de
la escoria nos reflejará la calidad del hierro fundido.
 En caso de que no se adecuen las cualidades del
metal se deberá introducir carbono para enriquecer
la fundición y dotarle de las propiedades necesarias
para su posterior utilización.