Proceso De Obtencion Del Hierro

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE XALAPA

PROCESOS DE FABRICACION

M. C. CARLOS ALFONSO BANUET RIOS

ENSAYO UNIDAD 1

PROCESO DE OBTENCION DEL HIERRO Y DEL ACERO

RAUL AVILA GUERRERO

4º “C”

27 de enero de 2014

HIPOTESIS

Ordinariamente los termino hierro, hierro colado y acero con referencia a un metal en el cual el elemento hierro es el elemento principal no se refieren a una aleación o metal especifico, sino que se usan en forma algo ambigua para indicar un tipo general de aleación.

El termino hierro debe usarse solamente cuando se hace referencia al elemento hierro. Al hablar de formas comerciales de hierro pueden emplearse términos tales como lingote de hierro, hierro colado gris, hierro forjado, etc. Cada uno de estos términos representa alguna forma comercial del elemento hierro y, por otra parte, cada forma puede presentarse en muchas variante de composición química, la cual influye en las funciones encomendadas dentro de cada clase.

El hierro es un elemento químico de símbolo Fe. Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante. Es uno de los elementos más importantes del Universo, y el núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético.

El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. Fundamentalmente se emplea en la producción de acero, la aleación de hierro más conocida, consistente en aleaciones de hierro con otros elementos, tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material.

Los aceros son aleaciones de hierro y carbono, en concentraciones máximas de 2,11% de carbono en peso aproximadamente. El carbono es el elemento de aleación principal, pero los aceros contienen otros elementos. Dependiendo de su contenido en carbono se clasifican en: acero bajo en carbono, acero medio en carbono, acero alto en carbono, acero inoxidable y aceros al carbono.

El acero es indispensable debido a su bajo precio y dureza, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios, vehículos, sistemas de tuberías, motores, válvulas y engranajes.

DESARROLLO

1.1 proceso tecnológico del hierro de primera fusión

1.2 funcionamiento del proceso tecnológico y otros productos obtenidos

1.3 afino del acero

1.4 procesos tecnológicos para la obtención del acero, hornos BOF, eléctricos, convertidores Bessemer y Thomas.

DESARROLLO

PROCESOS INDUSTRIALES

1. PROCESO DE OBTENCIÓN DEL HIERRO Y DEL ACERO

1.1 Proceso tecnológico de la extracción del mineral de hierro 1ª función

La producción del hierro y del acero empieza con las menas de hierro y otros materiales requeridos (mena = mineral metalífero, principalmente el de hierro, tal como se extrae del yacimiento y antes de limpiarlo).La mena principal usada en la producción de hierro y acero es la hematita (Fe203), otras menas incluyen la magnetita (Fe304), la siderita (Fe C 03?) y la limonita (Fe 2 O 3 - XH2O) donde x vale alrededor de

1.5). Las menas de hierro (vea tabla No. 1) contienen de un 50 a un 70% de hierro, dependiendo de su concentración; la hematita contiene casi 70% de hierro. Además, hoy se usa ampliamente la chatarra como materia prima para la fabricación de hierro y acero. Las otras materias primas que se necesitan para reducir el hierro de sus menas, son el coque y la piedra caliza. El coque es un combustible de alto carbono, producido por el calentamiento de carbón bituminoso en una atmósfera con bajo contenido de oxígeno durante varias horas, seguido de una aspersión de agua en torres especiales de enfriamiento. La coquificación del carbón mineral deja, como subproducto, gas de alto poder calorífico, que es utilizado como combustible en los diversos procesos subsiguientes. El coque desempeña dos funciones en el proceso de reducción:

1) Es un combustible que proporciona calor para la reacción química y

2) produce monóxido de carbono (CO) para reducir las menas de hierro.

La piedra caliza es una roca que contiene altas proporciones de carbonato de calcio (Ca CO 3). Esta piedra caliza se usa en el proceso como un fundente que reacciona con las impurezas presentes y las remueve del hierro fundido como escoria.

La producción del hierro.

Para producir hierro, se alimenta por la parte superior de un alto horno una carga con capas alternadas de coque, piedra caliza y mineral de menas de hierro. Un alto horno es virtualmente una planta química que reduce continuamente el hierro del mineral. Químicamente desprende el oxígeno del óxido de hierro existente en el mineral para liberar el hierro. Está formado por un recipiente cilíndrico de acero forrado con un material no metálico y resistente al calor, como ladrillos refractarios y placas refrigerantes. El diámetro del recipiente cilíndrico de 9 a 15 m (30 a 50 pies) disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total de 40 m (125 pies. La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria. La parte superior del horno, contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce la carga en elhorno. Los materiales se llevan hasta las tolvas en pequeñas vagonetas o cucharas que se suben por un elevador inclinado situado en el exterior del horno. Desde la parte baja de la cámara se inyecta por toberas una corriente de gases y aire precalentados a 900 °C a gran velocidad para realizar la combustión y la reducción del hierro efectuándose la combustión completa del coque que adquiere temperaturas máximas entre 1700 a 1800 °C. Los gases calientes (CO, H2, CO2, H2O, N2, O2

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