SIDERURGIA

SIDERURGIALEIDY HERNANDEZ GARZONPROCESOS METALURGICOS.ANTECEDENTESAunque sus orgenes siguen siendo confusos, la metalurgia tiene una larga historia estrechamente unida al progreso de la humanidad. Desde simplemente manipular metales a mano para crear una aleacin de bronce, la metalurgia levant los seres humanos desde una sociedad deherramientas primitivas a una cultura capaz de construir bienes duraderos. La edad del hierro marc el comienzo de una capacidad expansiva de crear nuevos conceptos, que en ltima instancia conduce a estructuras como los rascacielos. Hoy en da, es una de lasindustriasms grandes del mundo, as como un pasatiempo popular

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APLICACIONES

EL HIERROEl hierro es el metal duro ms usado, con el 95% en peso de la produccin mundial de metal. El hierro puro (pureza a partir de 99,5%) no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magntico. El hierro tiene su gran aplicacin para formar los productossiderrgicos, utilizando ste como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metlicos como no metlicos, que confieren distintas propiedades al material. Se considera que una aleacin de hierro esacerosi contiene menos de un 2,1% decarbono; si el porcentaje es mayor, recibe el nombre defundicin.

ALTO HORNOUn alto horno es un horno especial en el que tienen lugar la fusin de los minerales de hierro y la transformacin qumica en un metal rico en hierro llamado arrabio. Est constituido por dos troncos en forma de cono unidos por sus bases mayores. Mide de 20 a 30 metros de alto y de 4 a 9 metros de dimetro; su capacidad de produccin puede variar entre 500 y 1500 toneladas diarias

AGENTES QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO:El mineral de hierro: magnetita, limonita, siderita o hematite. Combustible: que generalmente es carbn de coque. Recuerda que este carbn se obtiene por destilacin del carbn de hulla y tiene alto poder calorficoFundente: Puede ser piedra caliza o arcilla. El fundente se combina qumicamente con la ganga para formar escoriaetalaje: Est separada de la cuba por la zona ms ancha de esta ltima parte, llamada vientreCrisol: Bajo el etalaje se encuentra el crisol, donde se va depositando el metal lquido. Por un agujero, llamado bigotera o piquera de escoria se extrae la escoria, que se aprovecha para hacer cementos y fertilizantes

https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/01/alto-horno.pdf

REACCIONESEl carbono, en su forma industrial de coque, se mezcla con el mineral, con cuyo oxgeno se combina, transformndose, primero en monxido de carbono (CO) y luego en dixido carbnico (CO2 ). FeO + C Fe + CO (reduccin del mineral de hierro FeO en metal hierro con CO) FeO + CO Fe + CO2 (reduccin del mineral de hierro FeO en metal hierro con CO2)

El CaCo3 ( caliza), que es el mineral no silceo con mayor abundancia de la corteza de la Tierra, se aade para eliminar los silicatos, reaccionando con el xido de calcio que se forma por la descomposicin trmica de la caliza:CaCO3 CaO + CO2CaO + SiO2 CaSiO3La concentracin de las impurezas, que son generalmente carbono, silicio, fsforo y azufre. deben ser eliminadas, para ello se insufla oxgeno, a travs del hierro fundido, provocndose as la eliminacin del carbono y del azufre, en cambio el silicio y el fsforo, forman xidos que por reaccin con el correspondiendo xido de calcio se eliminan en forma de escoria (CaSiO3 o Ca3(PO4)3 ) :3 CaO + P2O5 Ca3 (PO4)2

sabiendo que el hierro (generalmente Fe2O3), se reduce en etapas que dependen de la temperatura. La parte alta del horno, es donde la temperatura es ms baja, lo que facilita la formacin de Fe3O4, el cual al descender a la parte ms caliente, se reduce a FeO, que al final acaba por reducirse a Hierro en la parte ms caliente, siguiendo las siguientes reacciones:

http://quimica.laguia2000.com/reacciones-quimicas/obtencion-del-hierro

ACEROacerosirve comnmente para denominar, eningeniera metalrgica, a unamezcladehierrocon una cantidad de carbonovariable entre el 0,03% y el 2,14% en masa de su composicin, dependiendo del grado. Si la aleacin posee una concentracin de carbono mayor al 2,14% se producenfundicionesque, en oposicin al acero, son mucho ms frgiles y no es posibleforjarlassino que deben sermoldeadas

OBTENCION DEL ACEROEl proceso siderrgico incluye un gran nmero de pasos hasta la obtencin final del acero.En primer lugar, y con el fin de eliminar las impurezas, el mineral de hierro se lava y se somete a procesos de trituracin y cribado. Con ello, se logra separar lagangade la mena.A continuacin, se mezcla el mineral de hierro (mena) con carbn y caliza y se introduce en unalto hornoa ms de 1500C. As se obtiene elarrabio, que es mineral de hierro fundido con carbono y otras impurezas.El arrabio obtenido es sometido a procesos posteriores con objeto de reducir el porcentaje de carbono, eliminar impurezas y ajustar la composicin del acero, aadiendo los elementos que procedan en cada caso: cromo, nquel, manganeso...En la siguiente imagen se esquematiza el proceso de obtencin del arrabio en un alto horno.

http://tecnologiasfa.blogspot.com/2009/02/proceso-de-obtencion-del-acero.html

El hierro colado o arrabio obtenido del alto horno es un producto que todava no est listo para ser utilizado industrialmente. Por un lado contiene impurezas de elementos como Azufre o Silicio. Por otro lado contiene un porcentaje demasiado alto de carbono y por ltimo todava arrastra restos de oxidos de hierro. Todas estas sustancias hacen que las propiedades del producto no sean las deseables. Es necesario pues tratar este hierro, el proceso por el que esto se lleva a cabo se llama colado.

1. Colada convencionalEs uno de los procesos ms antiguos que se conocen para trabajar los metales. El proceso consiste en dar forma a un objeto al verter el material lquido en una cavidad formada en un bloque de arena aglomerada u otro material que se llama molde y dejar que se solidifique el lquido.

2. Colada continuaCuando se requiere un material de seccin constante y en grandes cantidades se puede utilizar el mtodo de la colada continua. En este mtodo el contenido de la cuchara se vierte en un crisol que mediante una vlvula va suministrando una cantidad constante de arrabio sobre un molde con la forma requerida. Por gravedad el material fundido pasa por el molde. Mediante un sistema de refrigeracin por agua a medida que el acero se va alejando del punto de vertido se va convirtiendo en un material pastoso que adquiere la forma del molde. Posteriormente el material es conformado al hacerlo pasar por una serie de rodillos que al mismo tiempo lo arrastran hacia la parte exterior del sistema. Una vez conformado el material con la forma necesaria y con la longitud adecuada el material se corta y almacena.

http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1092/html/colada.html