Siderurgia

DESARROLLO.

PROCESOS DE SIDERURGIA Y DE METALURGIA.

Procesos de siderurgia.

Se denomina siderurgia a la técnica del tratamiento del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de éste o de sus aleaciones. El proceso de transformación del mineral de hierro comienza desde su extracción en las minas. El hierro se encuentra presente en la naturaleza en forma de óxidos, hidróxidos, carbonatos, silicatos y sulfuros. Los más utilizados por la siderurgia son los óxidos, hidróxidos y carbonatos.

Tabla 1 Procesos básicos de transformación.

Óxidos. Hematita (Fe2O3) y la magnetita (Fe3O4).

Hidróxidos. Limonita.

Carbonatos. Siderita o carbonato de hierro (FeCO3).

Estos minerales se encuentran combinados en rocas, las cuales contienen elementos indeseados denominados gangas. Parte de la ganga puede ser separada del mineral de hierro antes de su envío a la siderurgia, existiendo principalmente dos métodos de separación:

Imantación: consiste en hacer pasar las rocas por un cilindro imantado de modo que aquellas que contengan mineral de hierro se adhieran al cilindro y caigan separadas de las otras rocas, que precipitan en un sector aparte. El inconveniente de este proceso reside en que la mayoría de las reservas de minerales de hierro se encuentra en forma de hematita, la cual no es magnética.

Separación por densidad: se sumergen todas las rocas en agua, la cual tiene una densidad intermedia entre la ganga y el mineral de hierro. El inconveniente de este método es que el mineral se humedece siendo esto perjudicial en el proceso siderúrgico.

Una vez realizada la separación, el mineral de hierro es llevado a la planta siderúrgica donde será procesado para convertirlo primeramente en arrabio y posteriormente en acero.

Proceso de producción.

Se produce en un proceso de dos fases.

1. El mineral de hierro es reducido o fundido con coque y piedra pómez, produciendo hierro fundido que es moldeado como arrabio o conducido a la siguiente fase como hierro fundido.

Figura 1 Carbón de coque.

2. La segunda fase, la de aceración, tiene por objetivo reducir el alto contenido de carbono introducido al fundir el mineral y eliminar las impurezas tales como azufre y fósforo, al mismo tiempo que algunos elementos como manganeso, níquel, hierro o vanadio son añadidos en forma de ferro-aleaciones para producir el tipo de acero demandado.

El acero es una aleación en donde intervienen dos componentes fundamentales: hierro (Fe) y carbono (C).

Figura 3 Yacimiento de mineral de hierro a cielo abierto.

Figura 4 Extracción de mineral de hierro de yacimiento.

Coquería.

La coquización consiste en la destilación del carbón en ausencia de oxígeno, para obtener coque metalúrgico. El proceso de Coquización comienza con el transporte del carbón desde la playa de minerales hasta los molinos, para obtener la granulometría adecuada. Los distintos tipos de carbón se almacenan en silos donde se mezclan para lograr el mix (mezcla) requerido.

Figura 5 Descarga del coque en los vagones.

Figura 6 Vista del proceso de producción del coque metalúrgico.

Alto horno.

El alto horno es un horno vertical, alto, ensanchado en el vientre, cuyo objetivo principal es producir arrabio líquido de composición constante. los elementos que salen del alto horno son: gas de alto horno, polvo de trampa, escoria líquida y arrabio líquido.

Figura 7 Pinchadura del alto horno.

Afinado del acero.

El acero líquido, proveniente del convertidor, debe ser mejorado o acondicionado en su composición química. Este proceso se denomina “afinado” del acero.

Colada continua.

El acero proveniente de la cuchara de colada, es vertido en unos moldes sin fondo, llamados “lingoteras”, por donde fluye por gravedad. Estos moldes, son de cobre para evitar que se pegue el acero líquido en ellos, y es fuertemente refrigerado con chorros de agua a presión por fuera, para comenzar la solidificación del acero.

Laminado en frío.

En esta etapa del proceso, las bobinas de chapas provenientes del laminado en caliente, pasan por un decapado con ácido sulfúrico

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