Proceso De La Obtencion Del Hierro

INDICE

Introduccion…………………………………………………………………… 3

Objetivo………………………………………………………………………… 4

1.1- Procesos tecnológicos del hierro de primera fusión…………………. 5

1.2- Funcionamiento del proceso tecnológico y otros productos obtenidos..6

1.3- Afino del acero………………………………………………………… 7

1.4- Procesos tecnológicos para la obtención del acero, hornos BOF, electrónicos, convertidores Basseemer y Thomas…………………… 8

Conclusión…………………………………………………………………....... 9

Fuentes de información……………………………………………………….. 10

El hierro es un elemento químico de símbolo Fe. Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante. Es uno de los elementos más importantes del Universo, y el núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético.

El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. Fundamentalmente se emplea en la producción de acero, la aleación de hierro más conocida, consistente en aleaciones de hierro con otros elementos, tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material.

Los aceros son aleaciones de hierro y carbono, en concentraciones máximas de 2,11% de carbono en peso aproximadamente. El carbono es el elemento de aleación principal, pero los aceros contienen otros elementos. Dependiendo de su contenido en

carbono se clasifican en: acero bajo en carbono, acero medio en carbono, acero alto en carbono, acero inoxidable y aceros al carbono.

El acero es indispensable debido a su bajo precio y dureza, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios, vehículos, sistemas de tuberías, motores, válvulas y engranajes.

El estudio de los procesos de manufactura proporciona una base para los conocimientos avanzados de manufactura integrada por computadora. Es de suma importancia que los ingenieros industriales estén preparados para conocer las diferentes formas en que los materiales pueden procesarse así como las propiedades de cada uno de los mismos.

Objetivo:

Conocer el funcionamiento y las partes del equipo utilizado en la obtención del hierro de primera fusión y acero; su transformación durante el proceso y tipos de productos obtenidos, así como su aplicación.

Solucionar problemas relativos a la producción de bienes y servicios, Identificando Su proceso de fabricación en sus distintas fases, hasta la obtención de un producto final.

1.1 – procesos tecnológicos del hierro de primera fusion

El hierro lo obtenemos de la Naturaleza principalmente de tres minerales: magnetita, hematites y limonita. De estos tres, es la hematites la más rica en hierro y la más utilizada industrialmente

Para fabricar los diferentes objetos útiles en la industria metal metálica, es necesario que el hierro se presente en barras, láminas, alambres,

placas, tubos o perfiles estructurales, los que se obtienen de los procesos de rolado.

Para poder elaborar hierro de alta fusión o arrabios estos necesitan ser obtenidos de los hornos altos que son de forma de panes. Los altos hornos funcionan de forma continua.

Al principio, se utilizaban una serie de procedimientos sencillos que, con el paso del tiempo, acabaron siendo cada vez más complicados.

Los componentes que son utilizados al momento de fabricar el hierro son los minerales de hierro, coque, piedra caliza y aire estos materiales son introducidos en el sistema que se utilizara para poder producir el arrabio.

Las características que la de la primera fusión al hierro depende mucho de la forma en que este es procesado y la operación de horno.

Básicamente, hay dos técnicas conocidas: el procedimiento directo, usado desde los inicios de la metalurgia del hierro hasta el siglo XIX, y el procedimiento indirecto, conocido ya desde la edad media y con solidado a partir de la industrialización.

El procedimiento directo es la operación de reducción don de el hierro no llega al estado de fusión. El metal que se obtiene es una masa esponjosa de hierro y escorias, que se tiene que separar del metal. La separación de las escorias es un proceso complicado, que requiere un trabajo de forja posterior para conseguirlo.

Entendemos como procedimiento indirecto la operación de reducción donde el hierro llega hasta el estado líquido: una fusión completa donde

la ganga (el material sobrante) forma una escoria líquida que se separa fácilmente del metal. Cuando se consigue el hierro en estado líquido, éste se puede trabajar de diversas maneras: a través de un moldeo mediante procesos químicos, térmicos o mecánicos.

El mineral de hierro, el coque y la piedra caliza se miden con todo cuidado y se transportan hasta la parte superior del horno en una vagoneta de concha. Cada ingrediente se descarga por separado en el horno a través del sistema de campana, formando capas de coque, piedra caliza y mineral de hierro, en la parte superior del horno. Una corriente continua de aire caliente, que proviene de las estufas cuyas temperaturas son de 650°C pasa por el tubo atizador y las toberas para hacer que el coque arda vigorosamente.

La temperatura que el horno es aproximadamente de 1700 °C ya que el punto de fusión de hierro es muy alto, por tal razón en la antigüedad optaban por otros tipos de materiales.

A veces el arrabio se moldea directamente en lingotes cortos que se utilizan en las fundiciones para hacer piezas de hierro fundido.

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.

1.2 – funcionamiento del proceso tecnológico y otros productos obtenidos

Desde la sencillez de los primeros objetos hasta la complejidad de las actuales aeronaves, la evolución del hierro ha transcurrido paralela a los grandes cambios que ha sufrido la humanidad.

En cuanto a las aplicaciones más importantes de las fundiciones, dependen del tipo de fundición:

Fundición blanca: se trata de fundiciones cuyo enfriamiento se ha realizado de una manera rápida y, por lo tanto, el exterior de la pieza es fundición blanca hasta 4 cm de espesor, y el interior es una fundición gris, así se obtienen piezas duras en la periferia y un alma suficientemente resistente.

Fundición gris: la industria no utiliza apenas estas fundiciones ya que sus propiedades mecánicas son mediocres. Tienen una gran capacidad de amortiguamiento de las vibraciones, y de ahí su utilización para las bancadas de las máquinas.

La utilización del hierro como material bélico, poderoso e imprescindible, hizo posible el incremento cualitativo y cuantitativo de la producción de este metal.

Fundiciones de alta resistencia mecánica: son fundiciones grises de débil contenido en Ni (de 1-2%) y en Cr (0,2-0,8%) en las cuales la mejora es originada por la finura de perlita y de grafito, y fundiciones blancas de contenidos más

altos (3 a 5 Ni, 0,5 a 2 Cr). Se emplean para cilindros de motores de explosión, elementos de machacadoras, cilindros de laminadores, etc. a causa de su excelente resistencia al desgaste.

Fundiciones resistentes a la corrosión: Se utilizan fundiciones de 15Ni, 3Cr, 6Cu o de alto contenido en cromo (30-35%). Las aleaciones de 15-18% sí resisten los ácidos y en particular al ácido sulfúrico.

Fundiciones a magnéticas: en la industria eléctrica se emplean ciertas fundiciones con un 10% Ni y 4%.

Otro de los procesos conocidos es el proceso rolado en donde los materiales atraviesan entre dos tipos de rodillos los cuales ejercen una presión sobre el material para que este tenga una forma determinada y la que se necesita.

Cuando se requiere un material de sección constante y en grandes cantidades se puede utilizar el método de la colada continua, el cual consiste en colocar un molde con la forma que se requiere debajo de un crisol, el que con una válvula puede ir dosificando material fundido al molde.

Se define como el arte de elaborar productos comerciales a partir de polvos metálicos.

En este proceso no siempre se utiliza el calor, pero cuando se utiliza este debe mantenerse debajo de la temperatura de fusión de los metales a trabajar. Cuando se aplica calor en el proceso subsecuente de la metalurgia de los polvos se le conoce como sinterizado, este proceso genera la unión de partículas finas con lo que se mejora la resistencia de los productos y otras

de sus propiedades.

Si el mineral posee bajo contenido de impurezas (principalmente fósforo y azufre), puede ser utilizado

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