Produccion De Arrabio

INDICE

Introducción. 3

PRODUCCION Y REFINACION DE ARRABIO 4

QUE ES LA METALURGIA 6

LOS ALTOS HORNOS 13

CONCLUSIONES 18

BIBLIOGRAFÍAS 18

INTRODUCCIÓN

En este trabajo podemos encontrar los pasos a seguir para poder extraer los diversos minerales que es encuentran en su forma natural, también como se produce y que es el arrabio para que nos sirve entre otras cosas ya que como futuros ingenieros mecánicos debemos saber este procedimiento acerca de estos temas. Cabe decir que se encuentra un poco de información acerca de algunos hornos que se utilizan para poder separar el mineral y de esa separación sacan el arrabio, existen varios hornos que se utilizan para este proceso está el altos hornos, el horno eléctrico y el horno de Bessemer.

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PRODUCCION Y REFINACION DE ARRABIO

El arrabio es el primer proceso que se realiza para obtener Acero, los materiales básicos empleados son Mineral de Hierro, Coque y Caliza. El coque se quema como combustible para calentar el horno, y al arder libera monóxido de carbono, que se combina con los óxidos de hierro del mineral y los reduce a hierro metálico.

La ecuación de la reacción química fundamental de un alto horno es:

Fe2O3 + 3 CO => 3 CO2 + 2 Fe

La caliza de la carga del horno se emplea como fuente adicional de monóxido de carbono y como sustancia fundente. Este material se combina con la sílice presente en el mineral (que no se funde a las temperaturas del horno) para formar silicato de calcio, de menor punto de fusión. Sin la caliza se formaría silicato de hierro, con lo que se perdería hierro metálico. El silicato de calcio y otras impurezas forman una escoria que flota sobre el metal fundido en la parte inferior del horno. El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguiente composición: un 92% de hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del 0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de fósforo y algunas partículas de azufre.

El 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 una cápsula cilíndrica de acero forrada con un material no metálico y resistente al calor, como ladrillos refractarios y placas refrigerantes. El diámetro de la cápsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total. 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, cuya altura es de unos 30 m, 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 el horno. 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.

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

Las materias primas se cargan (o se vacían) en la parte superior del horno. El aire, que ha sido precalentado hasta los 1.030ºC aproximadamente, es forzado dentro de la base del horno para quemar el coque. El coque en combustión genera el intenso calor requerido para fundir el mineral y produce los gases necesarios para separar el hierro del mineral. En forma muy simplificada las reacciones son:

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

Los altos hornos funcionan de forma continua. La materia prima que se va a introducir en el horno se divide en un determinado número de pequeñas cargas que se introducen a intervalos de entre 10 y 15 minutos. La escoria que flota sobre el metal fundido se retira una vez cada dos horas, y el arrabio se sangra cinco veces al día.

El aire insuflado en el alto horno se precalienta a una temperatura aproximada de 1.030 ºC. El calentamiento se realiza en las llamadas estufas, cilindros con estructuras de ladrillo refractario. El ladrillo se calienta durante varias horas quemando gas de alto horno, que son los gases de escape que salen de la parte superior del horno. Después se apaga la llama y se hace pasar el aire a presión por la estufa. El peso del aire empleado en un alto horno supera el peso total de las demás materias primas.

Esencialmente, el CO gaseoso a altas temperaturas tiene una mayor atracción por el oxígeno presente en el mineral de hierro (Fe2O3) que el hierro mismo, de modo que reaccionará con él para liberarlo. Químicamente entonces, el hierro se ha reducido en el mineral. Mientras tanto, a alta temperatura, la piedra caliza fundida se convierte en cal, la cual se combina con el azufre y otras impurezas. Esto forma una escoria que flota encima del hierro derretido.

QUE ES LA METALURGIA

La metalurgia es la técnica que se encarga del estudio de los metales contenidos en los minerales que extraen de las minas y del tratamiento procesarlo para facilitar su uso.

Los metales no siempre poseen las propiedades o minerales mediante un conjunto de técnicas denominado metalurgia.

Los metales no siempre poseen las propiedades que se refieren a los diferentes aplicaciones tecnológicas.

Concepto: La metalurgia es la ciencia que trata de la extracción de los metales a partir de sus minerales para hacer aleaciones y objetos metálicos.

Etapas de un proceso metalúrgico:

•Concentración del mineral: Consiste en separar de éste la mayor cantidad posible de ganga mediante distintos métodos.

* Levigación: Se utiliza la mena y la ganga tienen muy diferente densidad. El mineral es sometido a una corriente de agua que arrastra a las partes menos pesadas, y las más pesadas (mena) van al fondo.

*Separación magnética: Se utiliza cuando la mena presenta propiedades magnéticas (hierro).El mineral se pasa por una cinta en la cual hay un electroimán, la ganga cae al suelo y la mena queda pegada a la cinta.

* Flotación: Procedimiento que se utiliza cuando la mena no es mojada por agua pero si por el aceite, el mineral finalmente triturado se mete en un deposito con agua agitando la mezcla, la mena flota y la ganga se hunde.

•Tostación o calcinación: Tiene por objeto transformar el mineral en oxido para después proceder a su reducción.

Tostación: se realiza cuando el metal es un sulfuro.

Calcinación: se realiza cuando el metal es un carbono o un hidróxido.

•Reducción: Una vez está el mineral en forma de óxido, la reducción tiene por objeto separar el metal, en estado libre, los óxidos correspondientes a los metales de pequeño potencial de oxidación, se reduce mediante carbón, hidrógeno u otro metal.

Los óxidos de los alcalinos, de aluminio, tienen potencial de oxidación muy elevada, son difícilmente reducibles por lo que se emplea la vía electrónica partiendo sus sales.

•Afino: Proceso destinado a eliminar las impurezas de los metales y purificarlos del todo.

Como se extrae el mineral del hierro

El mineral de hierro se extrae de la Pirita, es poli sulfuro de hierro, SxFe2.

La extracción depende si es una mina a cielo abierto o por el contrario es una mina subterránea, las voladuras se hacen en exteriores, en las minas a cielo abierto con mayor facilidad y seguridad, también se hacen en las subterráneas, existen protocolos de seguridad, esto no es una ciencia exacta en cuanto

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