Conocimientos de los materiales

1. Explique que son los metales ferrosos y que caracteristicas tienen.

Los metales ferrosos contienen como elemento base el hierro.

Son utilizados en la fabricacion de satelites de comunicaciones, aviones, automoviles, trenes, submarinos, etc.

En la industria, los metales ferrosos han sido tenido y siguen teniendo una aplicacion muy amplia, que va desde herramientas y maquinas-herramientas hasta la propia construccion de sus instalaciones.

■ Caracteristicas:

• Tienen una superficie brillante aunque se suele oxidar con suma facilidad.

• Conducen muy bien el calor y la electricidad.

• Tienen una gran dureza.

• Proceden de minas y despues son fundidos y refinados para separarlos de otros materiales e impurezas.

2. ¿Que procesos se descubrieron en el año 600 a.C.?

En el año 600 a.C. se tuvo conocimento de la existencia de un pueblo al norte de Europa que empleaba el hierro (eran los Celtas).

Estos pueblos llegaron a ser muy diestros en el trabajo con el hierro y descubrieron los procesos de:

•Cementación: Aportación de carbono al irritó para darle más dureza.

•Temple: enfriamiento rápido del hierro en agua o en aceite, cuando se encuentra a 800°C de temperatura.

3. Explique la obtencion de hierro forjado.

La obtencion del hierro forjado consistia en unas paredes de piedra que formaban una pequeña chimenea en la que primero se cargaba el carbon vegetal y luego el mineral de hierro.

Se colocaba un fuelle que producia aire a presion sobre el carbon incandescentes, se alcanzaban temperaturas superiores, produciendose mayores cantidades de hierro en menos tiempo. A pesar de esto, la temperarura no era suficiente para fundir el hierro y la masa pastosa producida se forjaba para obtener asi lo que se denomino hierro forjado.

4. Explique el funcionamiento del precursor del horno alto.

Un enorme fuelle hidraulica proporcionaba la corriente necesaria de aire que se inyectaba, a traves de unas loberas, en la parte inferior del horno.

Con este procedimiento el mineral de hierro permanecia mucho mas tiempo en contacto con el carbon vegetal, con lo que aquel absorbia carbono, reduciendo su punto de fusion. El metal se depositaba en el fondo del horno, pudiendo ser moldeado o fundido de nuevo.

5. Explique concepto de siderurgia.

El concepto de siderurgia comprende una serie de operaciones mediante las cuales se obtiene un metal ferreo. Abarca desde el proceso de extraccion del mineral de hierro, en la mina, hasta su posterior alfino y presentacion comercial.

6. Explique:

a_ mineral de hierro

b_ carbon de coke

c_ piedra caliza

a) El mineral de hierro que se extrae de las minas normalmente no se encuentra puro, sino combinado (con otros materiales de naturaleza diversa).

A pesar de la abundancia del mineral de hierro solo se aprovechan dos tipos en la industria: los oxidos y el carbonato.

b) De todos los carbones disponibles, solo algunos tipos de huellas son aptos para la fabricacion del coque; son las denominadas huellas grasas y semigrasas de llama corta.

La mision del carbon de coque es:

• Producir el calor necesario para las reacciones quimicas de reduccion, asi como para fundir la mena dentro de un horno especial, denominado horno alto.

c) Piedra Caliza: Tiene como función, bajar el punto de función de la escoria, está arrastra hacia arriba la escoria cuando el hierro se encuentra fundido en el Alto Horno.

7. Dibuje y explique el funcionamiento de un horno alto hasta la obtencion de arrabio.

Los hornos altos una vez encendidos están funcionando ininterrumpidamente hasta que sea necesario hacerles una reparación. Para evitar el escape de humo dispone de unos sistemas de apertura especiales.

En el interior del horno alto se llega a temperaturas de 1650°, suficiente para que el mineral de hierro se transforme en gotas de hierro que se depositan en el fondo.

La caliza se une a las impurezas formando la Escoria que flota sobre el hierro fundido, este se extrae cada dos horas.

8. ¿Que es el arrabio?

Es el producto del Horno Alto, y sería en realidad Hierro colado. Este debido al exceso de impurezas, es frágil y poco apto para el uso industrial.

9. Explique la obtencion del acero a partir del arrabio y de la chatarra de acero.

• Obtención de Acero mediante Arrabio: El Arrabio es sometido a un proceso denominado Afinado de Acero. El objetivo de este tratamiento es reducir parte del carbono que contiene, eliminar impurezas y agregar otros elementos que le den propiedades especiales.

• Obtención de acero por Chatarra: Además de la chatarra es necesaria la aportación de Fundentes y Ferroaleaciones, que le darán nuevas propiedades a los aceros por obtener. Las reacciones químicas producidas para la fabricación del acero necesitan temperaturas mayores que los 1000°C para eliminar elementos indeseados, por esto todo proceso de obtención de acero demanda mucha energía.

10. Nombre y explique los hornos mas antiguos: el cubilote y el convertidor de Thomas y Bessemer.

El cubilote: Es un horno empleado para la obtención de hierro de moldeo, la Materia prima que se emplea es chatarra o lingotes de arrabio.

El convertidor Thomas & Bessemer: Se alimenta exclusivamente de arrabio para quemar las impurezas se le suministra aire o oxígeno.

11. Explicar los tres métodos de volada de acero.

Colada de acero: Verter el acero sobre moldes con la forma de la pieza que se desea obtener, dejando solidificarel metal en dicho molde. Luego colar el acero liquido sobre lingoteras para su transformacion posterior por laminacion.

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