Materiales

DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ

INGENIERÍA MECÁNICA

MATERIA: ING. DE MATERIALES METÁLICOS

PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES METÁLICOS.

ALUMNO:

JESÚS JUÁREZ JUÁREZ

SEMESTRE Y GRUPO: 2 B1

PROFESOR:

ING. JUAN MANUEL CRUZ MARTÍNEZ

SALINA CRUZ, OAXACA A 7 DE MARZO DE 2014

INTRODUCCIÓN

El siguiente trabajo se realizó con el fin de poder de explicar el proceso de la obtención del hierro y sus aplicaciones. También desde la definición y de la clasificación de la metalurgia,

En la producción de hierros se obtienen tres materiales primarios como la magnetita, el coque y la piedra caliza estos se llevan a un alto horno. Para la obtención del arrabio.

El proceso del hierro trae con consigo una serie información lo cual es indispensable conocer, tal como el mezclado de los materiales he índice del carbón.

Todo este es un proceso que a continuación mencionaremos. Y los tipos de hornos y sus procesos de la acerería, cabe mencionar que es un trabajo recopilado de información por lo que esperemos que sea de su agrado.

ÍNDICE DEL CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN 2

2. METALURGIA 5

2.1. METALURGIA EXTRACTIVA 5

2.1.1. OBJETIVOS DE LA METALURGIA EXTRACTIVA 5

2.1.2. ETAPAS DE LA METALURGIA EXTRACTIVA 6

2.2. PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS EN LA METALURGIA DEL HIERRO 6

2.3. METALURGIA FÍSICA 6

3. ESQUEMA DEL PRE BENEFICIÓ DEL HIERRO 7

4. PRODUCCIÓN DE ARRABIO 9

4.1. ARRABIO 9

4.2. ALTO HORNO 9

4.3. MINERALES DE HIERRO 10

4.4. PROCESO 11

4.4.1. FUNDICIÓN GRIS 12

4.4.2. FUNDICIONES BLANCAS 13

4.4.3. FUNDICIÓN ATRUCHADA 15

5. PROCESOS DE ACERACIÓN 16

5.1. PROCESO DE ACERACIÓN EN HORNO BOF. 16

5.2. GENERALIDADES DEL PROCESO. 16

5.3. PROCESO Y OPERACIÓN DEL BOF 17

5.3.1. CARGA 17

5.3.2. SOPLO 19

5.3.3. AFINACIÓN 19

5.3.4. CONTROL DEL BOF 20

5.3.5. VACIADO. 21

6. HORNO ELÉCTRICO DE ARCO. 22

6.1. PARTES DEL HORNO ELÉCTRICO DE ARCO. 22

6.1.1. LA CUBA 23

6.1.2. LA BÓVEDA 23

6.1.3. PAREDES 23

6.1.4. SOLERA 23

6.1.5. ELECTRODOS 24

6.2. MECANISMOS DE BASCULACIÓN. 24

6.3. FABRICACIÓN DE ACERO EN HORNO ELÉCTRICO DE ARCO. 24

6.4. FASES DE LA OPERACIÓN. 25

7. CONCLUSIÓN 26

8. BIBLIOGRAFÍA 27

METALURGIA

La metalurgia es la técnica de la obtención y tratamiento de los metales desde minerales metálicos hasta los no metálicos. También estudia la producción de aleaciones, el control de calidad de los procesos. La metalúrgica es la rama que aprovecha la ciencia, la tecnología y el arte de obtener metales y minerales industriales, partiendo de sus menas, de una manera eficiente, económica y con resguardo del ambiente, a fin de adaptar dichos recursos en beneficio del desarrollo y bienestar de la humanidad.

METALURGIA EXTRACTIVA

Producción de acero en una metalúrgica. Área de la metalurgia en donde se estudian y aplican operaciones y procesos para el tratamiento de minerales o materiales que contengan una especie útil (oro, plata, cobre, etc.), dependiendo el producto que se quiera obtener, se realizarán distintos métodos de tratamiento.

OBJETIVOS DE LA METALURGIA EXTRACTIVA

• Utilizar procesos y operaciones simples;

• Alcanzar la mayor eficiencia posible;

• Obtener altas recuperaciones (especie de valor en productos de máxima pureza);

• No causar daño al medio ambiente.

ETAPAS DE LA METALURGIA EXTRACTIVA

1. Transporte y almacenamiento;

2. Conminación;

3. Clasificación;

4. Separación del metal de la ganga

5. Purificación y refinación

PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS EN LA METALURGIA DEL HIERRO

• 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) va 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 en un deposito con agua agitando la mezcla, la mena flota y la ganga se hunde.

METALURGIA FÍSICA

Estudia la estructura interna de los metales que determinan sus propiedades, aplicaciones en la industria metalmecánica, según 3 variables:

Composición química

Tratamiento mecánico

Tratamientos térmicos

ESQUEMA DEL PRE-BENEFICIÓ DEL HIERRO

PRODUCCIÓN DE ARRABIO

ARRABIO

Se denominan propiamente arrabios o hierros de primera fusión los que se obtienen directamente del horno alto en forma de panes o lingotes que, refundidos, dan las fundiciones o hierros de segunda fusión, empleados en coladas, en los que, en general, se introducen correctivos convenientes. Además de carbono, las fundiciones corrientes contienen: silicio, fósforo, manganeso y azufre. La adición de fósforo en pequeños porcentajes mejoran las características mecánicas, mientras que porcentajes mayores del 0,8% le dan gran resistencia al desgaste (fundiciones fosforosas). El fósforo favorece la colabilidad de la fundición, mejorando su fluidez. El azufre confiere fragilidad y, por tanto, su contenido ha de ser muy limitado. Se llama fundición especial a la que contiene otros elementos además de los antes mencionados, particularmente níquel, cromo, molibdeno y vanadio. Se denomina fundición hematites a la de primera fusión que tiene menos del 0, 1 % de fósforo, un 4% de carbono y carece casi de azufre; por su pureza se emplea para obtener fundiciones especiales.

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

• Mineral de hierro.

• Coque.

• Piedra caliza.

• Aire.

ALTO HORNO

El alto horno consiste en una especie de depósito troncocónico, en el cual se cargan desde arriba capas alternadas de mineral de hierro carbón y fundente. Un fuerte calentamiento del carbón de las capas inferiores (obteniendo mediante corrientes de aire caliente) provoca una absorción del oxígeno del mineral de hierro por parte del carbono. La alta temperatura así obtenida da lugar a la fusión del hierro, que es recogido, mezclado con grandes cantidades de carbono (arrabio), por un orificio situado en la parte baja del horno. El aire se insufla por medio de una decena de toberas de bronce situadas radialmente en la parte baja del horno y alimentadas por una batería de sopletes accionados por motores de explosión.

MINERALES DE HIERRO

Hematita (Fe2O3), óxido férrico, contiene hasta un 70% de Fe. Se presenta en masas terrosas de color rojo.

Limonita (Fe2O3.3H2O), óxido férrico hidratado con un 60% de Fe, masa terrosa de color variable del pardo al amarillo.

Magnetita (Fe3O4), óxido magnético, 70% de Fe, se lo llama piedra imán.

Siderita (CO3Fe), carbonato ferroso, 48% de Fe, de color blanco.

El coque cumple tres papeles durante el proceso:

a) Combustible, aportando el calor necesario para la fusión de la escoria y del metal.

b) Soporte de la carga y responsable de la permeabilidad de la misma, dada su gran porosidad.

c) Reductor de los óxidos de hierro.

El fundente cumple una doble función:

a) Reduce la temperatura de fusión del hierro.

b) Reaccionan con los elementos que acompañan al mineral para formar la escoria.

PROCESO

El horno se carga con capas alternadas de capas alternadas de coque, piedra caliza y mineral; desde el fondo se inyecta por toberas aire precalentado a 900 °C a través de la carga efectuándose la combustión completa del coque que adquiere temperaturas máximas entre 1700 a 1800 °C.

El hierro fundido, arrabio o fundición de primera fusión se acumula en el cristal y sobre su superficie flota la escoria durante el sangrado del horno el hierro (Fe) se deja correr por el canal para colectarse en ollas grandes, con las cuales se llenan lingoteras o bien se conducen a mezcladoras calientes donde se almacenan y se mezclan con otras fundiciones para curarse posteriormente en algún proceso de obtención del acero (refinación de arrabio.)Los lingotes se someten a una operación de enfriamiento ara convertirse mediante procesos metalúrgicos posteriores, en hierro colado de segunda fusión, hierro dulce, hierro maleable o bien acero.

El arrabio no se puede utilizar directamente en la industria por ser más quebradizo debido a sus impurezas y poco resistente contiene excesivo carbón 2.2 a 4.5 % más cantidades de silicio, magnesio, fósforo los cuales son variantes.

Por

...