“Proceso producción de acero”
Enviado por Cecilia Andrea Anguita Bizama • 21 de Noviembre de 2016 • Informes • 2.832 Palabras (12 Páginas) • 408 Visitas
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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE LA SANTÍSIMA CONCEPCIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL INDUSTRIAL
Seminario integrador: Procesos Químicos y Térmicos
“Proceso producción de acero”
Integrantes: | Cecilia Anguita B. Pablo Cáceres V. Dino isla Camila Quiroga E. Jonathan Rebolledo. |
Profesor: | Patricio Méndez |
CONCEPCIÓN, 22 de noviembre de 2016
Introducción
En la actualidad miremos donde miremos podemos notar la fuerte presencia del acero, Este material es ampliamente utilizado en multitud de aplicaciones tanto industriales como cotidianas, por su alta resistencia, su bajo costo y ventajas frente a otros materiales de similares características.
A lo largo de este informe explicaremos el proceso de producción de acero que conlleva una serie de etapas, las cuales se diferencian por el tipo de operaciones realizadas y el paso de la materia prima por subprocesos secuenciales, para obtener diferentes productos.
Descripción del producto y su mercado
La mezcla de hierro, con carbono concentrado en el intervalo de 0,03 % y el 2,14 % de composición, da origen al acero. Este conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero la adición de carbono y de otros elementos tanto metálicos como no metálicos mejora sus propiedades físico-químicas.
El acero es el metal más común, barato y versátil usado en la industria, posee excelente ductilidad, lo que permite obtener muchas configuraciones de estructura en frío. Es el material más utilizado en industrias, a pesar de su limitada resistencia a la corrosión. También se utiliza para contener la mayoría de químicos orgánicos y soluciones acuosas a temperaturas moderadas.
Por su disponibilidad, bajo costo y facilidad de fabricación el acero es muy versátil, por lo cual es utilizado en diferentes rubros como constructoras, industria automotriz, electrónica, etc.
Actualmente en el mundo la producción de acero es del orden de las 1500 millones de toneladas/año, donde el mayor productor mundial es China, con aproximadamente un 50% de la producción mundial, siendo también el mayor exportador de este material. En Chile la producción anual de CAP acero, es del orden de los 700 mil toneladas de acero en bruto anuales.
Descripción de los procesos y Tecnologías de producción
El acero se puede obtener a partir de dos materias primas fundamentales:
- El arrabio, obtenido a partir de mineral en instalaciones dotadas de alto horno (proceso integral).
- Las chatarras tanto férricas como inoxidables.
El tipo de materia prima condiciona el proceso de fabricación, donde a partir del arrabio, se utiliza el convertidor con oxígeno, mientras que a partir de la chatarra se utiliza un horno de arco eléctrico.
Obtención de acero mediante arrabio
El arrabio es un producto intermedio del proceso de fundición de las menas del hierro tratadas con coque como combustible y caliza como fundente, y es procesado en altos hornos. Tomando como ejemplo el proceso que realiza CAP acero, el cual se compone de las siguientes etapas:
1. Preparación de Materias Primas
Esta etapa incluye la descarga, clasificación, pesaje y almacenamiento de las materias primas necesarias para la fabricación del acero, que básicamente son:
Carbones Metalúrgicos: Que se convierte en Coque, se importa desde países como Australia, Canadá y Estados Unidos.
Mineral de Hierro: Pellets desde Huasco y Los Colorados (III Región) y Granzas producidos en Mina El Romeral (IV Región)
Caliza: Esta materia prima se extrae desde Isla Guarello
2. Planta de Coque
En una batería de 58 hornos el carbón mineral es sometido a un proceso de destilación seca para conseguir coque metalúrgico, como subproducto de este proceso se obtiene un gas de alto poder calorífico, que se reutiliza como combustible en el resto de la planta.
3. Altos Hornos
La reducción del mineral para obtener arrabio, se realiza en los Altos Hornos. Por el tragante (parte superior del horno) se cargan por capas los minerales de hierro, la caliza y el coque.
La inyección de aire precalentado a 1.000 ºC, aproximadamente, facilita la combustión del coque, generando elevadas temperaturas y gases reductores que actúan sobre el mineral y la caliza, transformándolos en arrabio (hierro líquido) y en escoria, respectivamente.
La colada, que consiste en extraer estos elementos acumulados en el crisol (parte inferior de los altos hornos), se efectúa aproximadamente cada dos horas. El arrabio es recibido en carros torpedo para ser transportado a la Acería de Convertidores al Oxígeno; la escoria, separada del arrabio por su menor densidad.
La escoria es una salida del proceso de producción de acero pero tiene muchos usos comerciales y rara vez se desecha. A menudo se vuelve a procesar para separar algún otro metal que contenga. Los restos de esta recuperación se pueden utilizar como balasto para el ferrocarril y como fertilizante. Se ha utilizado como metal para pavimentación y como una forma barata y duradera de fortalecer las paredes inclinadas de los rompeolas para frenar el movimiento de las olas.
FIGURA 1. Diagrama de bloques que grafica el paso 1, 2 y 3 del proceso de producción de arrabio[pic 3]
4. Desulfurización
Al transportar a la Acería, el arrabio es vaciado a un recipiente, donde se le realiza la desulfuración, esto significa que se elimina el azufre, mediante la inyección de cal y magnesio.
El azufre queda retenido en la escoria resultante y las emisiones son capturadas por un sistema limpiador de gases.
5. Acería de Convertidores al Oxígeno (CONOX)
En esta etapa se refina el arrabio inyectando oxígeno de alta pureza, se ajusta el contenido de carbono y se agregan ferroaleaciones que aportan las características básicas de cada tipo de acero.
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