Procesos de obtencion de hierro. Características físicas de un alto horno

PROCESOS DE FABRICACION  

Presentado por:

GOMEZ NATAREN

LUIS MARTIN

Docente:

SARMIENTO TORRES

JORGE ARTURO

PROCESOS DE OBTENCIÓN DE HIERRO

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ

INGENIERIA INDUSTRIAL

PROCESOS DE FABRICACION

MEXICO

2015

1. Características físicas de un alto horno

Un alto horno es una instalación industrial en que la mena contenida en el mineral de hierro es transformada en arrabio, también es llamado hierro bruto. Estas instalaciones reciben este nombre por su altura es de aproximadamente entre 30 a 70 metros e inicia con una temperatura de aproximadamente 300°C y finaliza con una temperatura de aproximadamente 1600°C. Un alto horno está formado por dos troncos de cono unidos por sus bases mayores. El tronco superior recibe el nombre de cuba y el inferior se llama etalajes, la zona intermedia del horno se llama vientre.

La parte inferior del horno está recubierta por material refractario y la exterior es de chapa de acero, entre estas dos capas se encuentra un circuito de refrigeración.

Los componentes básicos de un alto horno son los siguientes:

• La cuba: tiene forma troncocónica y constituye la parte superior del alto horno,  la parte más estrecha y alta de la cuba llamada tragante y en esta se introduce la carga.
• Etalaje: está separada de la cuba por la zona más ancha la cual es llamada vientre, el volumen del etalaje es mucho menor que el de la cuba. En el etalaje el mineral del hierro comienza a transformarse en  hierro. La parte final de este es mucho más estrecha.
• Crisol: el crisol está ubicado en la parte inferior del etalaje, en este se deposita el metal líquido. Por un agujero llamado piquera de escoria se extrae la escoria, la cual es usada para hacer cementos y fertilizantes. Más abajo se localiza la piquera de arrabio por la cual sale el hierro liquido llamado arrabio, los cuales se conduce hasta unos depósitos llamados cucharas.
• Vientre: también llamada como zona de fusión, esta es la zona más ancha del horno; aquí se funde el hierro y se combina con el carbono para así formar el arrabio.

En la siguiente imagen podemos observar los componentes del horno y las temperaturas que alcanza cada componente:

[pic 1]

1. Proceso de fundición

El horno es alimentado por una mezcla de hierro, coque y piedra caliza. Mediante una cinta transportadora esta mezcla se lleva hasta una tolva situada en la parte superior del horno. La mezcla se va alimentando al horno a través de la parte superior llamada tragante, en ella un mecanismo de trampillas permite que escapen al exterior gases, humos y otras sustancias contaminantes. Esto hace que la mezcla de entrada vaya cayendo hacia zonas más bajas del horno y que vaya pasando por la cuba, el vientre y el atalaje. En la parte inferior del horno se inyecta por unas toberas aire caliente; este aire reacciona en la zona de etalajes con el coque, el coque se transforma en CO generando una temperatura de 1800°C. Con esta temperatura la carga llega en la zona inferior del horno a la temperatura de fusión del hierro y la escoria, estos dos quedan separados en el crisol. El hierro fundido queda en la capa inferior del crisol y la escoria en la superior. Posteriormente se rompe el tapón cerámico que atasca la piquera de arrabio y es sangrado el horno, extrayéndose el arrabio y al final la escoria. El arrabio se vierte en recipientes llamados cucharas, las cuales pueden ser abiertas o cerradas.

Para obtener una tonelada de arrabio o hierro fundido se necesita 1.500 Kg de mineral, 750 Kg de coque de carbono y 225 Kg de piedra caliza. Cada diez minutos aproximadamente, se introduce una carga mineral de coque o piedra caliza. En la parte superior del alto horno la temperatura de los materiales alcanza una temperatura de 400°C. En el centro de la cuba se ha elevado la temperatura a 1000°C. En la parte central del horno es decir el vientre la temperatura se ha elevado a 1200°C. En el etalaje alcanza una temperatura de 1500°C. y para finalizar el crisol es decir la parte inferior del horno alcanza una temperatura de 1650°C.

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