Materiales Ferrosos

Materiales Ferrosos

Introducción

Los metales son aleaciones que se encuentran en la corteza terrestre en forma de minerales.

Definición de Mineral: Combinación química espontánea de varios elementos de origen inorgánico.

Esquema de una cantera de extracción.

La producción de metales a partir de los minerales es la METALURGIA. Las excepciones son el oro, la plata y el platino que se encuentran en estado libre en la naturaleza.

Definición de Metal Ferroso: es aquel cuyo mineral de origen es el óxido de hierro.

Definición de Materiales aleados: fundamentalmente el carbono. Otros: silicio, manganeso, azufre, fósforo.

Tenor de Carbono:

• Mayor a 2%: hierro de fundición

• Menor a 2%: acero.

Producción

1. Fundición

Preparación y enriquecimiento de los minerales:

• Trituración: Procesa el tamaño en molinos de mandíbula.

• Clasificación: Separación por cribado de gruesos y finos.

• Calcinación: Eliminación de impurezas por calor.

• Lavado: Eliminación de impurezas (arcillas y arena) por chorro de agua.

• Separación: Se extrae el mineral de hierro mediante electroimanes.

• Tostado: Aglomeración de las partículas del mineral mediante calor, dándole porosidad y dejándola en condiciones del proceso de fusión.

El combustible usado es el carbón mineral (coke)

Los fundentes son sustancias minerales usadas para combinarse con la ganga* y las cenizas del combustible para producir escorias.

* La ganga suele ser una fracción de silicatos o de otros minerales sin interés económico que acompaña al mineral .

2. Instalación del alto horno:

Esquema de instalación para altos hornos.

Posee una producción continua con una media de 2000 t de hierro cada 24 hs.

Componentes:

Tragante y cuba (temp. menor a 400ºC). Secado del material.

Cuba inferior y vientre (de 400º a 900ºC). Soldado de partículas formando hierro esponjoso.

Etalaje (hasta 1200ºC). Se forma el carburo de hierro, que en combinación con el hierro esponjoso forma el hierro fundido.

Crisol (hasta 1750ºC). Se extraen el hierro y las escorias.

Tipos de productos

Hierro fundido

• Fundición Gris: se usa para moldeo. El nombre se debe al color de fractura que le otorga el grafito.

• Fundición Blanca o Arrabio: se obtiene el carburo de hierro y se usa para la producción de Acero.

• Ferroaleaciones: alto contenido de silicio y magnesio. Son usados como aditivos en fundiciones.

Escorias

Son residuos ácidos con alto contenido de sílice. Se usan como ladrillo o polvo en aislaciones térmicas - Gas: El gas del tragante se recicla y se le usa como combustible industrial.

Acero común

Producto descarbonatado y libre de impurezas obtenido a partir del arrabio.

Aceros de alta resistencia

Estos se obtienen a través de procedimientos destinados a lograr una elevación del límite elástico y la desaparición del límite de fluencia.

Aceros de dureza natural

Se obtienen por laminado en caliente modificando la composición química del material con la elevación del tenor de carbono y la adición de manganeso y silício. La elevación del límite elástico obliga a conferirle una textura con resaltos a efectos de asegurar el fenómeno de adherencia con el hormigón.

Aceros endurecidos en frío

Se obtienen por el estirado en frío del acero ordinario conjuntamente con el retorcido que le confiere el espiral de adherencia necesario.

Acero inoxidable

son aleaciones de hierro y cromo principalmente, capaces de presentar un amplio rango de resistencia a la corrosión, resistencia mecánica y posibilidades de ser trabajado.

Acero galvanizado

tratamiento realizado sobre el acero en base a un baño electrolitico. Las propiedades protectoras de este procedimiento son muy eficientes y su tecnología muy simple.

Formas de obtención del acero

Convertidores

Método Bessemer (conversión ácida)

Se trata de la insuflación de aire comprimido en el proceso de fusión del material extraído del alto horno. El recipiente en el cual se produce se denomina convertidor, y el proceso consiste en una enérgica oxidación con aumento de temperatura. Se mejora la calidad con ferroaleaciones desoxidantes. Fuerte desprendimiento térmico.

Convertidor de 30T.

1. Recipiente

2. Cavidad interior

3. Entrada de aire

4. Caja de cierre

5. Toma de aire

6. Mecanismo

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