La fábrica que SSAB tiene en la ciudad sueca de oxelösund se encuentra situada a orillas del mar Báltico, en la ciudad con el puerto natural más profundo de toda Suecia, lo que permite el estibado de grandes barcos que transportan las chapas a los diferentes países del mundo y la recepción de carbón de Estados Unidos y Australia.

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Esta fábrica, a diferencia de otras de la propia SSAB, cuenta con un proceso de fabricación completo, que se divide en una primera etapa de metalurgia, una de laminación para obtener el espesor deseado, una de templado para alcanzar las propiedades finales y una última de tratamiento y pintura. Todas las chapas fabricadas en estas instalaciones son ensayadas en un laboratorio específico con que cuenta dentro de su recinto.

ETAPA DE METALURGIA

La etapa de metalurgia se precede del suministro de todos los componentes necesarios. Así, por barco llega el carbón de bajo contenido en fósforo y sulfuros procedente de Estados unidos y Australia, por tren los pellets de mineral de hierro de la mina sueca de Kiruna, al norte de Suecia, y por carretera la cal de canteras específicas seleccionadas para ello.

En Oxelösund, el proceso de fabricación es completo. desde un conjunto de materias primas se obtiene el producto final acabado. El primer paso en la etapa de metalurgia es la transformación del carbón en coke y gas en una planta específica para ello formada por 5 baterías y 100 hornos. En ella se produce una destilación en seco, es decir, una combustión sin oxígeno en un proceso que dura 18 horas, a una temperatura de 1.000 ºC y que tiene como resultado que el 75% del carbón se transforme en coke y el 25% restante en gas. El gas generado en este proceso se recicla y se purifica y se utiliza como fuente de energía en los procesos de fabricación del acero. otros materiales obtenidos en este proceso, como los sulfuros, son recuperados para la fabricación de fertilizantes para el sector agrícola.

Una vez generado el coke, se mezcla con los pellets de hierro (mineral de magnetita con un contenido en hierro por encima del 66%), caliza y con otros aditivos para quitar las impurezas que pudieran quedar en las materias primas originales, y se funde todo dentro de dos altos hornos a temperaturas iniciales de 1.400 ºC, que ascienden hasta los 2.200 ºC cuando la mezcla está conseguida. En ese momento el hierro líquido se descarga por la parte inferior de los hornos. Estos hornos tienen unos diámetros de 6,9 y 8,6 metros, unos volúmenes efectivos de 760 y 1.339 m3 respectivamente, y una capacidad de producción de 4 millones de toneladas anuales.

A partir de ahí, el hierro en estado líquido es transformado en unos contenedores sobre raíles, conocidos como torpedos (cada uno capacidad de 300 toneladas de metal líquido), hasta la zona de tratamiento Ld, donde el hierro líquido pasa a convertirse en acero en un proceso de oxidación del carbón mediante la inyección de oxígeno. El hierro en estado líquido tiene en estos momentos una temperatura de 1.500 ºC, y un contenido de carbono del 4,5%, 0,1% de azufre y 0,5% de sílice. En una primera etapa, el azufre es eliminado con la adición de óxido magnésico o carbonato cálcico.

La transformación del hierro en acero tiene lugar cuando el contenido de carbón alcanza valores porcentuales inferiores al 1,7, siendo el porcentaje final de carbón por debajo del 1%. En este proceso se alcanzan temperaturas de hasta 1.700 ºC, y es ahí cuando se añaden otros elementos como, por ejemplo, la chatarra, para ajustar la composición final del acero. una vez transformado el hierro en acero se envía a la zona donde se refina hasta conseguir la composición y temperatura deseada en función de la composición final, donde el proceso más importante que se da es la eliminación del hidrógeno y el nitrógeno, buscando siempre la máxima pureza.

A partir de ahí, el acero líquido, con una temperatura de 1.600 ºC,, pasa a la cadena de colada continua donde se moldea en piezas alargadas con espesores que varían entre los 210 y 290 mm. durante este proceso la temperatura de la colada baja hasta los 1.000 ºC, momento en que comienzan a solidificarse, y es ahí cuando tiene lugar el corte de las piezas de tamaños determinados con pesos entre las 20 y 30 toneladas conocidas como slabs.

El slab que sale de la colada continua se enfría con agua y se corta según el peso unitario de la chapa madre más la parte que se rechaza. Así, para fabricar una tonelada de acero se utilizan un 30% más de material, ya que hay que obtener probetas, existen rebabas y la primera y última colada nunca se utilizan. Todo el proceso metalúrgico, desde que se mezclan los diferentes componentes hasta que se obtienen los slabs, dura aproximadamente 12 horas.

Una parte importante de estas piezas (slabs) se utilizan para la fabricación de chapa de todo tipo en las propias instalaciones de oxelösund, mientras que el resto se envía a la fábrica de SSAB en la ciudad sueca de Borlänge.

ETAPA DE LAMINACIÓN

El semiproducto (slabs) procedente de la colada continua y previamente moldeado en la última etapa del proceso de fabricación es enviado al tren de laminación. Sin embargo, antes de entrar en dicho tren, los slabs son introducidos durante 4 o 5 horas en unos hornos de 31 metros de longitud y potencias de 50 MW cada uno, que elevan la temperatura 1.160 ºC, o a 1.245 ºC para aquellos slabs a partir de los cuales se van a fabricar productos finales con menor espesor. Estos hornos calientan al año alrededor de 130.000 slabs, lo que viene a ser lo mismo que unas 740.000 toneladas de acero.

Cuando los slabs dejan los hornos, unos sistemas de pulverización de agua a elevada presión (220 bares) son los encargados de eliminar las cascarillas generadas en el proceso.

A continuación las piezas pasan a lo que se conoce como el tren de laminación, una máquina de cuatro rodillos de 48 toneladas cada uno cuya función es la de reducir el espesor de las piezas según pasan en ambas direcciones con fuerzas de hasta 100.000 kN (10.000 toneladas) accionados por dos motores de 11,2 MW. El espesor que se garantiza con este equipo está perfectamente calibrado, obteniéndose productos finales entre 4 y 175 mm, anchos entre 1,3 y 3,5 metros, y longitudes de 47 metros. Este equipo trabaja anualmente 130.600 slabs, lo que supone unos 3.500 km de material, unas 740.500 toneladas de material y unas 700.000 piezas comercializables.

Cada vez que las piezas (slabs) pasan por debajo de los cuatro rodillos de presión, mientras otra máquina auxiliar es la que se encarga de corregir el ancho de cada pieza. Este equipo auxiliar tiene una fuerza de 6.000 kN accionado por dos motores de 1,5 MW cada uno.

Todo el equipo de laminación está controlado por 13 ordenadores, que son los responsables de la planicidad, el espesor y la forma final del producto. En el proceso trabajan 353 operarios.

Sin embargo, para conseguir la precisión tan exacta en el espesor de las chapas, es necesario un taller de calibración de cilindros como el que se encuentra dentro de las instalaciones de SSAB. En dicho taller, cuya temperatura es constante (20 ºC) los 365 días del año los rodillos, que llegan a pesar hasta las 250 toneladas, son calibrados y rectificados con precisiones de hasta una centésima de milímetro. Los rodillos se cambian cada semana y se llevan a rectificar, siendo la vida útil de cada uno de estos rodillos de un año.

En el taller de reglaje de rodillos, rodamientos y otros elementos sensibles del tren de laminación se trabajan 24 horas en tres turnos de 8 horas. En dichas instalaciones 5 equipos de 10 personas cada uno son los responsables del correcto mantenimiento y calibración de los rodillos y del tren de laminación.

Las planchas de acero obtenidas del tren de laminación tienen tamaños máximos de 47 metros de longitud y mediante un sistema de cizallas se cortan a los tamaños finales requeridos, no superando nunca los 30 metros de longitud.

A continuación pasan por un equipo de nivelación, que es el responsable de mantener la nivelación constante en toda la plancha. El equipo está formado por dos rodillos superiores y tres inferiores; posteriormente a un sistema de enfriamiento formado por un sistema de 20 pares de bancos de agua, alimentados por 4 bombas de 3.000 m3/h de capacidad cada una; y, por último, un nivelador en caliente formado por seis rodillos en la sección superior y otros 7 en la inferior. Este último equipo de nivelación se utiliza sólo para chapas con espesores entre 4 y 170 milímetros.

Una vez que las chapas salen del tren de laminación, se transportan por una zona abierta de gran tamaño, denominada camas de enfriado, cuya función es la de reducir la temperatura de las chapas. A partir de ahí, y dependiendo del tipo de material, se envían a la etapa de templado, a la de corte y finalmente a la de pintura. Las camas de enfriado tienen una superficie de 2.700 m2, almacenan chapas de hasta 30 metros de longitud, y en ellas son inspeccionadas todas y cada una de las chapas por ambos lados.

ETAPA DE TEMPLADO

una de las características más importantes que tienen las chapas de SSAB son sus propiedades finales, y ello se debe a los materiales utilizados en su fabricación pero también a los diferentes tratamientos de templado a los que se someten a las chapas. El templado consiste en calentar la chapa final a 900 ºC y descender su temperatura rápidamente hasta los 20 ºC con agua dulce, es decir, cambiar su estructura de austenítica a martensítica. Con ello se consigue modificar sus propiedades mecánicas, de plegado, etc.

En Oxelösund actualmente se encuentran trabajando 9 líneas de templado para el tratamiento de las chapas de distintos espesores. El horno eléctrico tiene una longitud de 70 metros. La chapa entra por un extremo a 18 ºC y durante los 5 minutos que tarda en recorrer la distancia de 70 metros adquiere una temperatura de 930 ºC que se mantiene constante hasta el final del recorrido. una vez que la chapa llega al final del horno se enfría con agua a presión (entre 200 y 400 bares). Cada chapa de media dispone para su enfriamiento de 40 t de agua que se extraen de un depósito general de 50 millones de m3. El consumo de agua de cada una de las 9 líneas de templado es de 640 m3/h. El agua se recicla y se vuelve a utilizar en otros procesos de templado.

Todo el material Hardox producido en oxelösund es sometido a labores de templado.

ETAPA DE TRATAMIENTO Y PINTURA

Cuando ya han terminado todos los procesos de templado, las chapas pasan a una zona de corte y se almacenan según sus tamaños. A partir de ahí, son granalladas, tratadas para evitar la corrosión y pintadas, de manera totalmente automatizada. El espesor de la pintura varía entre 10 y 15 micras.

Cuando las chapas tienen ya su pintura característica, se graba sobre ellas el logotipo de SSAB, el número de chapa, el número de colada, la dirección de laminación y el nombre comercial del tipo de acero.

Una vez finalizado todo el proceso, las chapas se almacenan para ser enviadas a todo el mundo o se cortan mediante agua y arena (1-200 mm de espesor), plasma (1-15 mm de espesor) y oxicorte (5-300 mm de espesor) buscando el tamaño y la forma final requerida por el cliente.

LABORATORIO DE ENSAYOS

Como no podía ser de otra manera, todo el material fabricado por SSAB en oxelösund es ensayado. Para ello cuenta con unas instalaciones donde 24 horas al día, cinco personas por cada uno de los tres turnos diarios se dedican a comprobar que todos los procesos de fabricación han sido correctos. Por supuesto que los primeros ensayos son los realizados a las materias primas que se reciben y que en el horno transformarán de hierro en acero.

Hay diferentes tipos de ensayos y dependiendo de cada uno se hacen con más o menos frecuencia. Entre ellos se encuentran el ensayo de tracción, de Z, de resilencia (que se ensaya tres veces por muestra), de dureza o abrasión, de plegado, etc.

El ensayo de dureza consiste en hacer resbalar bajo presión una bola metálica sobre la chapa. En función de la profundidad de la marca que genera en la chapa, se conoce la dureza de la muestra.

Uno de los más conocidos es el ensayo de Z, un test que sirve para conocer si hay deformaciones internas, y que consiste en estirar en altura las muestras hasta que se produzca la rotura. Este ensayo lo puso en práctica por primera vez SSAB y al cabo de los años entró como obligatorio en la Norma.