La siderúrgica Indiana Harbor de ArcelorMittal ha tenido que cambiar con los tiempos. AMS le hizo una visita
ArcelorMittal emplea a más de 4,200 personas en su instalación de Indiana Harbor, que ha sido el sitio de fabricación de acero por más de 100 años. Según Wendell Carter, hombre del acero durante mucho tiempo, vicepresidente y gerente general: "Indiana Harbor es la mayor instalación de producción de acero integrada en América del Norte con tres altos hornos (uno de los cuales es el más grande del continente) y un laminador de banda caliente, y ofrece una amplia variedad de productos a clientes de electrodomésticos, automotriz y de la industria de la construcción ". La planta se abastece de mineral de hierro de la empresa Minera, Minnesota, mine (35%) y Cleveland Cliffs a través de un convenio contractual.
Carter señala que la capacidad de producción actual de la planta es de 6.4 millones de toneladas, 9 millones de toneladas menos que antes de la crisis financiera de 2008. Desde la recesión económica, la industria siderúrgica de EE. UU. ha sido reestructurada y en Indiana Harbor ha habido un impulso para desarrollar los activos más importantes y productivos. Parte de esto ha implicado un replanteamiento de las operaciones de acabado con un cambio de dos laminadores de banda caliente a uno solo.
Producción de aceros avanzadosLa instalación ha visto una inversión de $ 82 millones, que Carter dice que fue principalmente para un nuevo vaciador. Él agrega que Indiana Harbor se ha convertido en un productor líder de acero de alta resistencia, suministrando gran parte de éste a la industria automotriz.
Un desarrollo importante en la planta es el acero MartINsite. Este producto ofrece resistencias de acero desde 900 MPa hasta 1,700 MPa disponible comercialmente. La clave de su producción es el sistema de enfriamiento de agua de la línea CAL Nº 3, que tiene la alta tasa de enfriamiento necesaria para formar el sitio MartIN. Utilizado en aplicaciones automotrices contra intrusos (defensas, vigas de puerta, balancines y rieles de techo), este acero puede ser laminado en frío o electro galvanizado.
No se añaden aleaciones en el BOF para acero utilizado en aplicaciones automotrices ya que el nivel de carbono presente en el hierro, alrededor del 4%, debe reducirse al 0.035% para mejorar la formabilidad del acero acabado
Los grandes edificios de la planta siderúrgica No.3 incluyen el horno de oxígeno básico (BOF), donde el hierro fundido se vierte desde el alto horno en un cazo de hierro (que se distingue por un pico). Luego, para eliminar el contenido de azufre, se agrega polvo de magnesio y cal. A través de una reacción química, estos se combinan con el azufre que luego flota en la superficie como escoria. El enorme cazo de hierro está inclinado hacia adelante, lo que permite desnatar la escoria utilizando un rastrillo mecánico. En el BOF, la mayoría de las impurezas se refinan, y posteriormente, dependiendo del grado de acero que se produce, se agregan elementos como carbono, manganeso, silicio y aluminio.
El BOF realiza alrededor del 90% del proceso de aleación del hierro, luego el Centro de Metalurgia del Cazo (LMF) "recorta" la temperatura y la química, refinándolo aún más. Sin embargo, no se añaden aleaciones en el BOF para el acero utilizado en aplicaciones automotrices ya que el nivel de carbono presente en el hierro, alrededor del 4%, debe reducirse al 0.035% para mejorar la formabilidad del acero acabado. El contenido de carbono se reduce mediante un proceso de introducción de oxígeno en el hierro fundido.
Lograr un mayor refinamiento en el LMFEn la segunda parte del proceso, el refinamiento preciso del acero se lleva a cabo en el LMF según los requisitos del cliente. La instalación incluye dos hornos de recalentamiento de cazo y un desgasificador de vacío. La compañía ha invertido en un sistema automatizado de preparación de muestras de acero. Una sonda toma un 'mogote' de acero de muestra para examinar la química del acero con mayor detalle; el proceso de análisis, usando modelos informáticos, toma solo tres minutos. A partir de esto, se realizan ajustes al lote de acero.
La inversión adicional ha duplicado el número de contenedores de aleación a 18 y mejorado la eficiencia del sistema de suministro de la aleación, lo que permite una mayor precisión al ajustar la química del acero. El acero se recalienta utilizando electrodos trifásicos, luego se añaden aleaciones según sea necesario y el acero se agita por medio de un sistema electromagnético. El uso de campos magnéticos para batir el acero evita cualquier alteración de la escoria que cubre la superficie, de modo que el acero fundido que está debajo no esté expuesto al aire oxidante.
Tras este proceso, el acero refinado se transfiere a uno de los dos vaciadores. La compañía ha invertido en la actualización de la máquina de colada No.2 y ahora utiliza la última tecnología para mejorar la eficiencia y la flexibilidad, incluido un sistema avanzado de enfriamiento por aspersión para un mejor control de las grietas. Se dice que este vaciador ahora puede producir una variedad más amplia de calidades de acero. Aquí, el metal fundido se vierte en la camisa revestida de cobre, enfriado con agua en el vaciador, que crea una capa exterior enfriada en el metal a medida que avanza a través de un rodillo para formar una losa continua de acero (todavía muy caliente). Esta losa caliente se corta a la medida y se almacena para su procesamiento en el laminador de banda caliente.Recalentamiento de losas en el laminador de banda calienteEn la línea de bandas calientes de 80 pulgadas (que se refiere al ancho máximo de línea de 80 pulgadas), las losas se recalientan a 2,300° F en un horno de vigas galopantes luego se colocan en la línea de rodillos que las lleva a través de varias etapas. "Vigas galopantes" se refiere a cómo las losas calentadas 'galopan' a través del horno de recalentamiento utilizando una viga giratoria. Esta tecnología mejora la eficiencia energética del horno y reduce la deformación de la superficie (importante ahora, debido a requisitos de calidad de superficie más exigentes por parte de los clientes) en comparación con los hornos de empujador más antiguos.
El 'Mighty 80', como se conoce la línea en el puerto de Indiana, se extiende por media milla, a lo largo de la cual las losas pasan por varias etapas de laminado y enfriamiento en lotes según la aplicación del acero y el ancho requerido. Primero, el desbaste lamina la losa caliente, reduciendo el espesor de 10 a 1.25 pulgadas. En la fábrica de acabado, la losa de 1.25 pulgadas se reduce aún más al espesor requerido por el cliente. Esto implica realizar una serie de operaciones de laminación mientras se maneja cuidadosamente la temperatura y las dimensiones de la banda de acero. El acero terminado se enrolla y se deja enfriar listo para el transporte.
ArcelorMittal está celebrando el 50 aniversario de su centro de Investigación y desarrollo en East Chicago y esto destaca cómo el fabricante de acero se ha posicionado como proveedor de soluciones. Como es evidente en las operaciones de producción en la planta siderúrgica, las demandas cambiantes, la mayor complejidad del mercado y la diversidad de productos, incluso para un solo sector como el automotriz, han hecho que los productos se hayan desarrollado ampliamente.
Parte del centro de investigación y desarrollo presenta versiones reducidas de los procesos de producción utilizados en la siderúrgica, como hornos, fundición y una banda caliente. Estos permiten que las muestras de cualquier nueva ley de acero se produzcan en lotes pequeños, pero utilizando esencialmente el mismo proceso que el utilizado en la producción a gran escala.
La rama de I + D de ArcelorMittal está explorando nuevas estructuras de vehículosNuevas estructuras de vehículosTambién se están llevando a cabo varios proyectos de desarrollo relacionados con aplicaciones automotrices. S-in motion es un programa continuo que desarrolla estructuras de vehículos ligeros. En la primera fase, éste fue un proyecto conjunto entre centros de investigación en Francia, Canadá y los EE. UU., y se centró en los vehículos del segmento C.
El estudio analizó todas las partes de la estructura del vehículo para determinar si había alguna rigidez o limitaciones de resistencia en los componentes de acero. A partir de esto, la compañía ideó un 'catálogo' de 43 soluciones para mejorar diferentes áreas de la estructura. Estos incluyen el uso de mayores cantidades de aceros de alta resistencia endurecidos a presión y avanzados que, en conjunto, podrían ofrecer reducciones de peso de hasta 16% en estructuras BIW.
Particular enfoque en los SUV y VELa compañía dice que las livianas estructuras de S-in motion han sido sometidas a pruebas de impacto en o por encima de los estándares de seguridad actuales, y que estas soluciones pueden ser implementadas por fabricantes de automóviles sin ningún aumento significativo en los costos de producción. El proyecto ahora se centra en aplicaciones de camionetas livianas y SUV, y según Gregory Ludkovsky, vicepresidente y director de I + D, la compañía está diseñando un concepto completamente nuevo para estructuras de vehículos eléctricos (VE).
Puertas resistentes a las abolladurasOtro desarrollo interesante es un proyecto conjunto para producir paneles exteriores de carrocería muy livianos y resistentes a las abolladuras. Durante el recorrido, a AMS se le mostró un lote de muestra de paneles de puerta que habían sido estampados especialmente por el laboratorio de la compañía en Europa. Estos fueron hechos de un acero de alta resistencia de calibre muy ligero (0.5 mm) que había sido rociado en la superficie interior con un recubrimiento de refuerzo especial desarrollado por una empresa asociada. Estos fueron sometidos a pruebas para determinar la efectividad del recubrimiento cuando se aplica a diferentes áreas del panel.
Otras áreas de desarrollo incluyen: el laboratorio de recubrimiento por inmersión en caliente, donde los procesos de recubrimiento pueden probarse en nuevas calidades de acero; pruebas de corrosión en diferentes grados de acero para una serie de aplicaciones y entornos; y un laboratorio de soldadura que prueba la soldabilidad de diferentes aceros, la resistencia de la soldadura y la vida útil de la punta de soldadura.
