miércoles, 25 de febrero de 2009

Introducción

Se denominan metales ferrosos o férricos a aquellos que contienen hierro como elemento base; pueden levar además pequeñas proporciones de otros.
A pesar de todos los inconvenientes que presentan estos materiales (hierro, acero y fundiciones) por ser muy pesados, oxidarse con facilidad y ser dificiles de trabaja, entre otros, son uno de los más usados en la actualidad.
Las aplicaciones mas significativas a las que se destinan los materiales ferrosos son la construccion de puentes, estructuras de edificios, barcos, trenes, coches y utensilios domesticos (ollas, grifos, cucharas, etc.)

domingo, 1 de febrero de 2009

Principales yacimientos de mineral de hierro.

Actualmente en España ya no se explota ninguno de los yacimientos de mineral de hierro existentes, porquq resulta mas rentable la importación de los minerales que lo contienen.
Los principales paises productores de mineral de hierro por orden descendente de importancia son: Rusia, Australia, EE.UU, Brasil, Canadá, China, Europa, Liberia, Venezuela y Mauritania.
Ya que el precio del mineral de hierro es más barato que su extracción a través de minas y galerías, la tendencia actual es a la explotacion de yacimientos a cielo descubierto. Los yacimientos de este tipo mas importantes son: Rio Doce (en Brasil), Cerro Bolivar (Venezuela) y Miferma (Mauritania).









viernes, 30 de enero de 2009

Tipos de minerales de hierro

En la naturaleza existe una gran variedad de minerales de hierro pero los que mas se suelen utilizar son los siguientes:

-La siderita (FeCO3) es un carbonato de hierro. Tiene un color pardo-rojizo y su raya es blanca. La ley en hierro es del 48 %.







-El hematites u oligisto (Fe2O3) es un óxido de hierro. Es de color rojo anaranjado, a veces plateado, su raya es roja y la ley en hierro es del 70 %.






-La goethita (FeO2H) es un hidróxido de hierro. Es el principal componente de la limonita, si bien a veces aparece como mineral aislado. Es de color negro y su raya es pardo - amarillenta y posee leyes de hasta un 60 - 70 % en hierro. Cristaliza habitualmente como una masa llena de bultos esferoides, aunque en ocasiones presenta forma de estalactita.




-La magnetita es un mineral de hierro constituido por óxido ferroso-diférrico (Fe3O4) que debe su nombre de la ciudad griega de Magnesia. Su fuerte magnetismo a un fenómeno de ferrimagnetismo: los momentos magnéticos de los distintos cationes de hierro del sistema se encuentran fuertemente acoplados, por interacciones antiferromagnéticas, pero de forma que en cada celda unidad resulta un momento magnético no compensado. La suma de estos momentos magnéticos no compensados, fuertemente acoplados entre sí, es la responsable de que la magnetita sea un imán.






-La limonita (Fe2O3 nH20) es una mezcla de diversos minerales. Su color es amarillo o pardo negruzco y su raya es parda o amarillenta. Algunos autores la consideran como una roca formada por minerales de hierro hidratados y arcillas.


lunes, 26 de enero de 2009

Procesos de obtencion del acero

Alto Horno

El alto horno es la instalación industrial dónde se ransforma o trabaja el mineral de hierro.

Básicamente consta de las siguientes partes fundamentales:

La cuba- De forma troncocónica, constituye la parte superior del alto horno; por la zona más alta y estrecha, denominada boca, se introduce la carga compuesta por:
El mineral de hierro, que puede ser de diferentes composiciones: hematites y limonita (óxido férrico), magnetita (óxido ferroso férrico) y siderita (carbonato).

El combustible, que generalmente es coque, producto obtenido de la destilación del carbón de hulla de gran poder calorífico y pobre en cenizas. En los primeros altos hornos, instalados en Gran Bretaña, a mediados del siglo XVII, se utilizaba como combustible el carbón vegetal. En la actualidad cada vez se utilizan más los altos hornos eléctricos.

El fundente, que puede ser roca calcárea o arcilla, según la ganga presente en el mineral sea ácida o básica, respectivamente. El fundente se combina químicamente con la ganga para formar la escoria, que queda flotando en el hierro líquido y, entonces, se puede separar fácilmente por decantación. La carga va descendiendo poco a poco y su temperatura y volumen aumentan a medida que baja. Este aumento de volumen exige que la cuba se ensanche hasta llegar al vientre, zona donde se produce la unión con el etalaje y donde el diámetro de la instalación es mayor.

El etalaje - También de forma troncocónica. En esta parte del horno se produce una notable disminución del volumen de los materiales, como consecuencia de las transformaciones químicas que tienen lugar en él. La zona inferior es de menor diámetro, a causa de esta disminución de volumen y, también, por el hecho de que la fusión de la carga hace que ésta fluya sin dejar espacios libres.

El crisol- Es un cilindro de gran capacidad, que recoge la fundición líquida, así como la escoria, que queda flotando en estado líquido. En la zona de unión del etalaje y el crisol, se insertan las toberas, que son unos tubos mediante los cuales se inyecta una corriente de aire comprimido y previamente calentado en el crisol.




Una vez finalizado, el proceso, se extraen tres tipos de productos:

Humos y gases residuales.- Se producen como consecuencia de la combustión del coque y de los gases producidos en la reducción química del mineral de hierro que, en un elevado porcentaje, se recogen en un colector situado en la parte superior del alto horno.

Escoria.- Es un residuo metalúrgico que a veces adquiere la categoría de subproducto, ya que se puede utilizar como material de construcción, bloques o como aislante de la humedad y en la fabricación de cemento y vidrio.

Fundición o hierro colado.- Es el producto propiamente aprovechable del alto horno y está constituido por hierro con un contenido en carbono que varía entre el 2% y el 5%. Dentro de la masa de hierro, el carbono puede encontrarse en tres formas o estados diferentes: en estado libre, formando grafito; en estado combinado, formando carburo de hierro; o disuelto.


video





Enlace de interes:

http://www.tecnologiaindustrial.info/index.php?main_page=document_general_info&cPath=385_386&products_id=263


Alto Horno Eléctrico

Una acería eléctrica produce acero a partir de un horno eléctrico de arco, partiendo de chatarra principalmente sin necesitar de otras instalaciones propias del proceso siderúrgico integral (baterías de coque, sinterizado y horno alto).
La energía empleada para la fusión de la chatarra se logra con un arco eléctrico que se hace saltar entre electrodos que se introducen por la parte superior.
La producción en Europa por este medio es del 35% y en España del 75%.

El acero se puede obtener a partir de dos materias primas fundamentales:
-El arrabio, obtenido a partir de mineral en instalaciones dotadas de alto horno
-Chatarras férricas, que condicionan el proceso de fabricación

En líneas generales, para fabricar acero a partir de arrabio se utiliza el convertidor con oxígeno, mientras que partiendo de chatarra como única materia prima se utiliza exclusivamente el horno eléctrico (proceso electrosiderúrgico).
Existen distintos tipos de hornos eléctricos: de resistencia, de inducción, electrolítico, de arco voltaico; pero éste último es el empleado para el afino del acero.


*Estructura del horno eléctrico

El horno eléctrico consiste en un gran recipiente cilíndrico de chapa gruesa forrado de material refractario que forma la solera que alberga el baño de acero líquido y escoria. El resto del horno está formado por paneles refrigerados por agua. La bóveda es desplazable para permitir la carga de la chatarra a través de unas cestas adecuadas. La bóveda está dotada de una serie de orificios por los que se introducen los electrodos que son gruesas barras de grafito. Los electrodos se desplazan de forma que se puede regular su distancia a la carga a medida que se van consumiendo. Otro orificio practicado en la bóveda permite la captación de humos, que son depurados convenientemente para evitar contaminar la atmósfera.
El horno va montado sobre una estructura oscilante que le permite bascular para proceder al sangrado de la escoria y el vaciado del baño.

Figura: Horno eléctrico de inducción




Figura: Horno eléctrico de arco directo







Figura: Horno eléctrico de arco indirecto


*Funcionamiento del horno eléctrico

La fabricación del acero en horno eléctrico se base en la fusión de las chatarras por medio de una corriente eléctrica, y al afino posterior del baño fundido. Primero se quita la tapasera y se introduce la chatarra y el fundente. Se cierra el horno y se acercan los electrodos a la chatarra, para que salte el arco electrico y comience a fundir la chatarra. Cuando la chatarra ya esta fundida, se inyecta oxigeno para eliminar los elementos ideseables del baño. Se inclina el horno y se extrae la escoria. A continuación se le añade el carbono y ferroaleaciones y se sigue calentando hasta qe las adiciones se disuelvan y se uniformice la composicion del baño. Por ultimo se inclina el horno y se vierte el acero en la cuchara, que lo llevará al área de moldeo.

VIDEO:

http://www.youtube.com/watch?v=9M3T_jnRd6Y

domingo, 25 de enero de 2009

Colada de acero

COLADA CONTINUA: Se produce cuando el acero liquido se vierte sobre un molde de fondo desplazable cuya sección tiene la forma que nosotros deseamos que tenga el producto final " cuadrados, redondos, triangulares, planchas..." se le llama colada continua porque el producto sale sin parar hasta que se acaba el contenido de la cuchara, por lo tanto con este método se ahorra mucho dinero ya que no se necesita moldes, se consume menos energía, etc.

VIDEOS:



http://www.youtube.com/watch?v=UKN8IE72_Yg&feature=PlayList&p=6DF4D8D15417AC9D&playnext=1&index=6






COLADA DE LINGOTES: El acero se vierte sobre unas lingoteras o moldes que tienen una forma determinada y que al enfriarse y solidificarse dan un producto deseado para su transformación.






COLADA CONVENCIONAL: El acero se vierte sobre unos moldes que tienen la forma del producto final y que cuando se enfría tiene la forma del mismo de las tres coladas vistas es la única que no necesita una transformación posterior al proceso.



Las dos primeras coladas necesitan procesos posteriores para lograr el producto final, por ejemplo el producto que sele de la colada de lingotes tiene que pasar por un horno de fosa en el cual se unifican las temperaturas de interior y del exterior del producto, o sea, del acero.

jueves, 15 de enero de 2009

Trenes de laminación

La laminacion consiste en hacer pasar el material (acero solidificado) en tre dos rodillos o cilindros que giran a la misma velocidad pero en sentido contrario. De esta manera se reduce la seccion transversal y se aumenta su longitud.
Existen dos tipos de laminación:
Laminación en caliente
En el proceso de laminado en caliente, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termodifusión, donde las palanquillas o tochos, se elevan a una temperatura entre los 900°C y los 1.200°C. Estas se calientan para proporcionar ductilidad y maleabilidad para que sea más fácil la reducción de área a la cual va a ser sometido.
Durante el proceso de calentamiento de las palanquillas se debe tener en cuenta:

-Una temperatura alta de calentamiento del acero puede originar un crecimiento excesivo de los granos y un defecto llamado “quemado” del acero que origina grietas que no son eliminables.

-Una temperatura baja de calentamiento origina la disminución de la plasticidad del acero, eleva la resistencia de deformación y puede originar grietas durante la laminación.

Por tanto la temperatura óptima de trabajo no es un solo valor, sino que varía en cierto rango de temperatura entre un límite superior y un límite inferior




Laminacion en frío
La laminación en frío es el proceso madiante el que se reduce el grosor y la planitud del acero, aluminio u otros metales en temperaturas inferiores a la del proceso de laminación en caliente, normalmente a temperatura ambiente.


VIDEO SOBRE LA LAMINACION: