Componentes Del Acero

UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLAS DE HIDALGO

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

CIENCIA DE LOS MATERIALES II

ALUMNO: CARLOS EDUARDO DÍAZ ANDRADE

MATRICULA: 0618802C SECCION:04

PROFESOR: DR. LUIS BEJAR GÓMEZ

MARTES 6 DE SEPTIEMBRE DEL 2011

MORELIA MICHOACAN

ARRABIO

El arrabio es el producto solidificado de la fundición del mineral de hierro y es una materia prima intermedia en la fabricación de acero, para lo cual requiere mayor refinación con el fin de reducir su contenido de carbono y otras impurezas.

El arrabio se vuelve a fundir en un horno básico de oxígeno o en un horno de arco eléctrico hasta llegar a su forma líquida; se refina quemando el exceso de carbono y otras impurezas y ajustando la composición de la aleación para producir acero.

Es el producto normal de los altos hornos. Es una aleación de Fe-C con alto contenido de carbono( entre 2.20 y 7%), que comúnmente es de 2.5 a 4.5% y que contiene, además, como impurezas: manganeso, fosforo, azufre y silicio.

En las plantas siderúrgicas puede emplearse sin que se enfrie mucho, es decir, en estado liquido, llevándolo a los hornos de la aceria, para producir acero, o bien sodificandolo, por enfriamiento en moldes, para producir los “lingotes de arrabio”, que se venden para ser fundidos nuevamente, en “cubilotes” y producir piezas moldeadas.

Los altos hornos se cargan con mineral de hierro, coke metalúrgico, caliza, aire y pequeñas adiciones. Tambien puede usarse una pequeña parte de mineral aglomerado o “sinter”. Los minerales se llevan hasta las tolvas en unas vagonetas que se suben por un elevador inclinado situado en el exterior, Ademas se inyecta aire precalentado a 900- 1000 grados centígrados por las toberas de la parte inferior. El aire se calienta en las llamadas estufas o tanques de ladrillo refractario, aprovechando el calor residual de los gases de escape que salen por el extremo superior del horno.

El arrabio obtenido es hierro fundido con cierta proporción de carbono (mas de 2% ) y se recoge en el fondo del horno a 1150- 1200 grados centígrados. La escoria que flota sobre el liquido, se elimina por una abertura lateral. Este residuo suele utilizarse como abono en la agricultura.

Por enfriamiento controlado y tratamiento del arrabio se obtienen distintos tipos de fundiciones como el hierro blanco, el gris, o la fundición esferoidal, aunque lla mayor parte del arrabio obtenido se trata en la aceria para obtener acero.

Carga típica en Alto Horno de CSH Composición química del Arrabio

Componentes kg/t kg/carga

Mineral de Hierro 490 9.600

Pellets 995 19.600

Chatarra 15 300

Mineral de Mn 22 450

Caliza 112 2.300

Cuarzo 12 250

Coque 451 9.200

Petróleo + Alquitrán 44 899

Aire Insuflado 1.530 m3/min

Temperatura Aire Insuflado 1.030ºC

Elementos %

Fierro (Fe) 93,70

Carbono (C) 4,50

Manganeso (Mn) 0,40

Silicio (Si) 0,45

Fósforo (P) 0,110

Azufre (S) 0,025

Vanadio (V) 0,35

Titanio (Ti) 0,06

Temperatura en Alto Horno : 1.460ºC

Carbono (Coque)

2C

+ Oxígeno (aire)

O2

Calor

Calor

+ Monóxido de Carbono Gaseoso

2CO

Oxido de Hierro

Fe2O3

+ Monóxido de Carbono

3CO

Hierro Fundido

2Fe Hierro

+ Dióxido de Carbono Gaseoso

3CO2

Impurezas en el Mineral Derretido + Piedra Caliza ESCORIA

Coque metalúrgico

El coque es un producto carbonáceo sólido y gris de estructura porosa y muy alto contenido calórico derivado del carbón de coque.

El coque se utiliza tanto como fuente de energía como agente reductor en la producción de arrabio. Gracias a que tiene una temperatura de combustión alta y estable, a su alto grado de resistencia y a sus propiedades como agente químico reductor, es un elemento clave en la producción del hierro y el acero. El 90% del coque producido se utiliza en esta industria.

Mineral de hierro

El mineral de hierro se presenta en forma de rocas y minerales de los que el hierro (Fe) puede obtenerse de una forma económica. Es la principal material prima en la producción de arrabio y posteriormente de acero.

El mineral de hierro puede transformarse en “bolitas” en un proceso que combina la aglomeración y el tratamiento térmico. El objetivo es dar al hierro un tamaño específico y unas propiedades de dureza que se mantengan durante su transporte y así poder utilizarlo en altos hornos o en plantas de reducción directa.

El carbón metalúrgico, junto con trozos o bolitas de mineral de hierro y piedra caliza se utilizan en los altos hornos para producir arrabio.

Piedra caliza

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