Origen
Las escorias siderúrgicas son un residuo de la industria siderúrgica. Son materiales no metálicos que se producen junto con los productos metálicos de estos procesos.
Dependiendo del proceso o de la fase de producción de hierro y acero, se pueden obtener distintos tipos de escorias2, Figura 1.
Figura 1. Tipos de escorias siderúrgicas. Fuente: Euroslag.
En total, hoy en día pueden identificarse en Europa las siguientes familias de escorias:
- Escorias de alto horno - refrigeradas por aire (ABS) o granuladas (GBS)
- Escorias básicas de convertidor de oxígeno (BOS)
- Escorias de horno de arco eléctrico - procedentes de la producción de acero al carbono (EAF C) o de acero inoxidable/acero de alta aleación (EAF S)
- Escorias metalúrgicas secundarias, por ejemplo, escorias de horno de cuchara (SECS).
- Otras escorias, como las de desulfuración.
Esta ficha se central en las escorias de alto horno, las cuales se forman durante la producción de metal caliente por reducción termoquímica en un alto horno. Durante este proceso continuo, el mineral de hierro, así como los fundentes (cal y/o dolomita) se calientan en presencia de aire caliente. El coque y otros agentes reductores (por ejemplo, carbón inyectado) se queman para producir monóxido de carbono, que reduce el mineral de hierro a metal caliente líquido.
Figura 2. Proceso de obtención de escorias de alto horno (Web Thermofisher Scientific)
Los fundentes, los residuos de la fuente de carbono y los componentes no metálicos del mineral de hierro se combinan químicamente y dan lugar a la escoria líquida, no metálica, de alto horno. El metal caliente y la escoria líquida se acumulan en el fondo del alto horno, donde la escoria, menos densa, con impurezas y fundentes, forma una capa por encima del hierro fundido y puede separarse.
La escoria que sale por la piquera del horno a una temperatura cercana a los 1500 ºC, puede ser sometida a distintas técnicas de enfriamiento, obteniéndose materiales con características de utilización claramente diferenciadas.
Si se deposita en fosos o en el suelo, donde se enfría lentamente al aire, se forma una masa cristalina con estructura de roca que se denomina escoria de alto horno enfriada al aire, en inglés Air-cooled Blast Furnace Slag (ABS). Cuando la escoria líquida se enfría rápidamente con grandes cantidades de agua, se obtiene un producto granular vítreo/amorfo o similar a la arena denominado escoria granulada de alto horno, Granulated Blast Furnace Slag (GBS).
Tras su trituración y cribado, la escoria de alto horno refrigerada por aire (ABS) proporciona un material eminentemente adecuado para su uso como árido de construcción en forma aglomerada o no aglomerada, como cualquier roca natural.
La escoria granulada de alto horno (GBS) presenta propiedades cementantes, por lo que se utiliza como aglutinante hidráulico para cemento, hormigón, mortero y lechada. Para ello, se muele, por separado o junto con clinker de cemento Portland y sulfato cálcico, y se denomina escoria granulada de alto horno molida, en inglés Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBS). El GGBS sin moler puede utilizarse como árido, por ejemplo, en la construcción de carreteras.