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Índice

Subtema1.1 Proceso tecnológico del hierro y de primera fusión.......................................……………………………………….

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Conclusiones

Subtema 1.2 Funcionamiento del proceso tecnológico y otros productos obtenidos……………………………………………………

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Conclusiones

Subtema 1.3 Afino del acero………………………………….……

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Conclusiones

Subtema 1.4 Procesos tecnológicos para la obtención del acero, Hornos BOF, Eléctricos, Convertidores Bessemer y Thomas…………………………………..14

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Conclusiones

Bibliografía……………………………………………...

Subtema1.1 Proceso tecnológico del hierro de primera fusión

Metalurgia extractiva:

Producción del hierro y el acero:

El diagrama general de la fusión primaria del hierro integra a la mayoría de las actividades que se desarrollan en el proceso productivo. No se debe olvidar que los diagramas de flujo son una de las herramientas más utilizadas por los ingenieros industriales y que de manera automática los deben utilizar o elaborar.

El 90% de todos los metales fabricados a escala mundial son de hierro y acero. Los procesos para la obtención de hierro fueron conocidos desde el año 1200 AC.

Los principales minerales de los que se extrae el hierro son:

Hematita (mena roja) 70% de hierro

Magnetita (mena negra) 72.4% de hierro

Siderita (mena café pobre) 48.3% de hierro

Limonita (mena café) 60-65% de hierro

Para la producción de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales:

1. Mineral de hierro

2. Coque

3. Piedra caliza

4. Aire

Los tres primeros se extraen de minas y son transportados y prepararlos antes de que se introduzcan al sistema en el que se producirá el arrabio.

El arrabio es un hierro de poca calidad, su contenido de carbón no está controlado y la cantidad de azufre rebasa los mínimos permitidos en los hierros comerciales. Sin embargo es el producto de un proceso conocido como la fusión primaria del hierro y del cual todos los hierros y aceros comerciales proceden.

A la caliza, el coque y el mineral de hierro se les prepara antes de introducirse al alto horno para que tengan la calidad, el tamaño y la temperatura adecuada, esto se logra por medio del lavado, triturado y cribado de los tres materiales.

Algunos elementos químicos en la fundición del hierro:

Existen muchos elementos químicos que dan las características de ingeniería a las aleaciones ferrosas, sin embargo hay algunos que se destacan por sus efectos muy definidos, a continuación se presentan algunos de estos elementos.

Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro, sin embargo se debe decir que es el elemento que da la dureza al hierro y por medio de sus diferentes formas en las que se presenta, se pueden definir varias propiedades de las aleaciones y su grado de maquinabilidad. Con base a la cantidad de carbono en el hierro las aleaciones se pueden definir o clasificar como se observó en los temas anteriores.

Silicio. Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador del hierro y es el elemento predominante en la determinación de las cantidades de carbono en las aleaciones de hierro. El silicio arriba de 3.25% actúa como endurecedor. Las fundiciones con bajo contenido de silicio responden mejor a los tratamientos térmicos.

Manganeso. Es un elemento que cuando se agrega a la fundición arriba del 0.5% sirve para eliminar al azufre del hierro. Como la mezcla producto del azufre y el manganeso tiene baja densidad flota y se elimina en forma de escoria. También aumenta la fluidez, resistencia y dureza del hierro.

Azufre. No sirve de nada en el hierro, debe ser eliminado y controlado.

El alto horno:

En general los altos hornos tienen un diámetro mayor a 8 m y llegan a tener una altura superior de los 60 m. Están revestidos de refractario de alta calidad.

Los altos hornos pueden producir entre 800 y 1600 toneladas de arrabio cada 24 h. La caliza, el coque y el mineral de hierro se introducen por la parte superior del horno por medio de vagones que son volteados en una tolva. Para producir 1000 toneladas de arrabio, se necesitan 2000 toneladas de mineral de hierro, 800 toneladas de coque, 500 toneladas de piedra caliza y 4000 toneladas de aire caliente.

Con la inyección de aire caliente a 550°C, se reduce el consumo de coque en un 70%. Los sangrados del horno se hacen cada 5 o 6 horas, y por cada tonelada de hierro se produce 1/2 de escoria.

Alto horno

COMENTARIOS

Este tema es sencillo ya que solo se ve en general el tema de la unidad y en si solo es comprender de donde y que se produce con este hierro de primera fusion

CONCLUSIONES

Ya visto el subtema 1.1 nos quedo mas claro de donde proviene y que es lo que se forma con el hierro de primera fusión, dando por un lado el resultado de el arrabio y por el otro su desperdicio llamado escoria.

Por otro lado también aprendimos cuales son los materiales claves o y básicos para formar este hierro que son el coque la caliza el aire y el agua.

Subtema1.2 Funcionamiento del proceso tecnológico y otros productos obtenidos

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, otras menas incluyen la magnetita, la siderita y la limonita.

Las menas de hierro 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.

Al mineral de hierro, piedra caliza y el coque, se les prepara antes de introducirse al alto horno para que tengan la calidad, el tamaño y la temperatura adecuada, esto se logra por medio del lavado, triturado y cribado de los tres materiales.

Alto horno:

Instalación industrial donde se transforma o trabaja el mineral de hierro.

Un alto horno típico está formado por una cápsula cilíndrica de acero de unos 30 metros de alto forrada con un material no metálico y resistente al calor, como asbesto o ladrillos refractarios.

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 que enciende el coque.

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 el mineral de hierro, el coque y la caliza.

Una vez obtenido el acero líquido, se puede introducir en distintos tipos de coladura para obtener unos materiales determinados: la colada convencional, de la que se obtienen productos acabados; la colada continua, de la que se obtienen trenes de laminación y, finalmente, la colada sobre lingoteras, de la que lógicamente se obtienen lingotes.

En general los altos hornos tienen un diámetro mayor a 8 metros y llegan a tener una altura superior de los 60 metros están revestidos de refractario de alta calidad.

Los altos hornos pueden producir entre 800 y 1600 toneladas de arrabio cada 24 horas. El coque, el mineral de hierro y la piedra caliza se introducen por la parte superior del horno por medio de vagones que son volteados en una tolva. Para producir 1000 toneladas de arrabio, se necesitan 2000 toneladas de mineral de hierro, 800 toneladas de coque, 500 toneladas de piedra caliza y 4000 toneladas de aire caliente.

Con la inyección de aire caliente a 550°C, se reduce el consumo de coque en un 70%. Los sangrados del horno se hacen cada 5 o 6 horas, y por cada tonelada de hierro se produce 1/2 de escoria.

Este proceso es cíclico, aun cuando el mineral y la piedra caliza no se han fundido, ya se esta agregando una nueva carga de coque.

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 para reducir las menas de hierro.

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

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