Arrabio: qué es y cómo se produce el hierro con alto contenido de carbono

Descubre qué es el arrabio, cómo se produce en altos hornos y por qué su alto contenido de carbono lo hace clave en la siderurgia moderna.

El arrabio es un hierro con un alto contenido de carbono. El arrabio se fabrica fundiendo el mineral de hierro en forma de lingote, en un alto horno. Se llama arrabio porque, al fundirlo, cada lingote parece un cochinillo amamantando a una cerda.

¿Qué es exactamente el arrabio?

El arrabio (también llamado hierro crudo o pig iron en inglés) es el producto líquido que resulta de la reducción y fusión del mineral de hierro en un alto horno. Contiene una proporción elevada de carbono —típicamente entre 3 y 4,5 %— y otros elementos e impurezas como silicio, manganeso, azufre y fósforo. Esa composición lo hace duro pero frágil y con poca ductilidad, por lo que rara vez se usa directamente en aplicaciones estructurales sin un posterior refino.

Proceso de obtención (resumen)

• Materias primas: mineral de hierro (hematita, magnetita), coque (como agente reductor y combustible) y piedra caliza (fundente).
• Alto horno: en su interior se genera una atmósfera reductora; el coque se quema y genera monóxido de carbono (CO), que reduce los óxidos de hierro a hierro metálico.
• Fusión y formación de escoria: la piedra caliza reacciona con las impurezas formando una escoria fluida que flota sobre el hierro fundido.
• Colada y conformado: el hierro fundido se extrae (“tapping”) y se vierte en moldes de arena dispuestos en fila; la forma resultante se asemejaba a cochinillos alimentándose, de ahí el nombre popular.
• Producto final: el metal sólido resultante tras el enfriamiento de esos lingotes o “pigs” se denomina arrabio.

Propiedades y composición típica

• Carbono: 3–4,5 % (variable según el proceso y la alimentación).
• Silicio: 1–3 %; manganeso, azufre y fósforo en cantidades variables.
• Físicas: elevado contenido de carbono le da dureza y baja ductilidad; tiene un punto de fusión más bajo que el hierro puro debido al carbono.
• Químicas: presencia de impurezas que deben eliminarse o controlarse para producir acero o fundiciones de calidad.

Usos y transformación

El arrabio no suele emplearse tal cual en piezas sometidas a esfuerzos mecánicos. Sus usos principales son:

• Materia prima para la fabricación de acero: mediante procesos de afino como el Convertidor Básico de Oxígeno (BOF) o hornos eléctricos, donde se reduce el carbono y se eliminan impurezas.
• Producción de hierro colado (fundición): algunos tipos de arrabio se emplean para obtener distintos hierros fundidos (gris, blanco, maleable) tras tratamientos adicionales.
• Re-melting y aleaciones: base para obtención de distintos aceros y aleaciones después de ajustar composición.

Impacto ambiental y seguridad

La producción de arrabio es intensiva en energía y asociada a emisiones (CO2, óxidos de nitrógeno, polvo, impurezas). La fabricación de coque y la operación de altos hornos contribuyen a la huella ambiental de la industria siderúrgica. Además, el manejo de arrabio fundido exige medidas estrictas de seguridad por las altas temperaturas y el riesgo de proyecciones al entrar en contacto con agua o impurezas.

Datos prácticos

• Temperatura de operación del alto horno: en torno a 1 500–2 000 °C en las zonas más calientes.
• Eliminación de impurezas: la piedra caliza y otros fundentes ayudan a formar escoria para separar sílice, fósforo y compuestos no metálicos.
• Evolución tecnológica: existen procesos alternativos como la reducción directa del mineral que buscan reducir emisiones y dependencia del coque.

En resumen, el arrabio es el hierro bruto obtenido en el alto horno, rico en carbono y con impurezas que deben controlarse para convertirlo en acero o fundiciones útiles. Su aspecto y forma histórica al solidificarse explican el curioso origen del nombre popular que lo compara con un cochinillo amamantando.

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