Elaboracion de aceros
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Elaboracion de aceros Elaboracion de aceros Presentation Transcript

  • Introducción El 90% de todos los metales fabricados a escala mundial son de hierro y acero. Los procesos para la obtención de hierro fueron conocidos desde el año 1200 AC.HierroEs un metal maleable, de color grisplateado y presenta propiedadesmagnéticas; es ferromágnético a Acerostemperatura ambiente y presión Aleaciones férreas; su materia prima principal es elatmosférica.Se encuentra en la naturaleza formando hierro, con un contenido máximo de carbono del 2%, elparte de numerosos minerales, entre cual puede estar como aleante de inserción en la ferrita yellos muchos óxidos, y raramente se austenita y formando carburo de hierro. Algunasencuentra libre. Para obtener hierro en aleaciones no son ferromagnéticasestado elemental, los óxidos se reducencon carbono y luego es sometido a unproceso de refinado para eliminar las Siderurgiaimpurezas presentes. Es 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.
  • BREVE SEMBLANZA DE LA INDUSTRIA SIDERURGICAHenry Cort 1747 Pudelado: técnica fatigosa y de bajo rendimientoHenry Bessemer segunda mitad XIX Producción de acero a gran escala a precios competitivosSiemens-Martin 1864 Empleo de chatarra de aceroGillchrist Thomas 1876 Revestimientos refractarios básicosHorno de arco fines siglo XIX Gran capacidad de produccióneléctricoOxiconvertidores 1953 Adelanto más notable en la tecnología siderúrgicaLa tendencia a nivel mundial busca mejorar los procesos tecnológicos yeficientar los sistemas de recolección de chatarra con el fin de reciclarlaTasa de re-utilización del acero (25 al 100% reciclado) Económico Menor contaminación Menor utilización de recursos naturales
  • Carbonato: Siderita 48. 3% de Hierro Óxido: Hematita 70% de Hierro P r in c ip a le s m in e r a le s e n la e x t r a c c ió n d e l h ie r r oÓxido: Magnetita 72.4% de Hierro Hidróxido: Limonita 60-65% de Hierro
  • Para la producción del acero son necesarios cuatro elementosfundamentales:1. Mineral de hierro2. Coque3. Piedra caliza • Los tres primeros se extraen de minas y son4. Aire preparados antes que se transporten e introduzcan al sistema en el que se producirá el arrabio… El arrabio es un hierro de poca calidad, su contenido de carbón no está controlado A la caliza, el coque y el mineral de hierro se y la cantidad de azufre les prepara antes de introducirse al alto horno rebasa los mínimos para que tengan la calidad, el tamaño y la permitidos en los hierros temperatura adecuada, esto se logra por comerciales. Sin embargo es medio del lavado, triturado y cribado de los el producto de un proceso tres materiales conocido como la fusión primaria del hierro y del cual todos los hierros y aceros comerciales proceden.
  • Trituración TamizadoS e p a ra do r Salida del ciclonesm a g n é t ic o material Flotación magnético Salida del material no magnético
  • Proceso de fundición en altohorno
  • A partir de un arrabio cuya composición media es: Fe / 93 C / 4 Si / 0.5 – 2.0 Mn / 1 P / 2 - 0.1 S / 0.05 Reacciones químicas en el alto horno Se desea obtener Fe / 98 C / 0.5 – 1.5 Si / 0 – 0.3 Mn / 0.3 – 0.6 P <0.5 S <0.05
  • El arrabio es llevado por canaletas hasta las vagonetas térmicas para su traslado a las acerías
  • • Hierro fundido (arrabio), que contiene fósforo, azufre, manganeso, silicio y 4-5% de carbono. El hierro se puede aumentar su pureza en un convertidor y posteriormente ir a un laminado; alternativamente, se puede destinar a la fabricación de piezas de fundición.• Escoria, que se utiliza para construcción de carreteras, para fabricación de cemento y para aislamiento térmico. Acero Moldeo Productos Laminación laminados Arrabio
  •  Para la producción del hierro también se puede utilizar el método de reducción directa - Consiste en triturar la mena de hierro y pasarla por un reactor con los agentes reductores, con lo que algunos elementos no convenientes para la fusión del hierro son eliminados. El producto del sistema de reducción directa es el hierro esponja que consiste en unos pellets de mineral de hierro los que pueden ser utilizados directamente para la producción de hierro con características controladas.
  •  Una vez obtenido el arrabio o el hierro esponja es necesario refinar al hierro para que se transforme hierro o acero comercial.
  • Pasos para transformar el arrabio en acero:Oxidación de las impurezas (C, Si, P, Mn, S) Obtención de “acero al carbono” Reducción del También contenido de contiene otras carbono impurezasAñadir elementos de aleación (Cr, Ni, Mn, V, Mo,W) que confieran al acerolas propiedades deseadas.
  • Convertidor Bessemer La idea de Bessemer era simple: eliminar impurezas del arrabio líquido y reducir su contenido de carbono mediante la inyección de aire en un "convertidor" de arrabio en acero. Así, el contenido de carbono se reduce del 5% a alrededor de un 0.5 % . Además el oxígeno reacciona con impurezas produciendo escoria que flota en la superficie del acero líquido. Como la combinación del oxígeno con el carbono del arrabio es una combustión que genera calor; Bessemer sostenía que su proceso estaba exento de costos por energía. Convertidor de arrabio en acero inventado por Henry Bessemer. Un flujo de aire se inyecta por la parte inferior del horno para eliminar gran parte del carbono y otras impurezas del arrabio por oxidación. Este diseño fracasó inicialmente porque el refractario era ácido .
  • Horno Siemens - MartinLos hermanos Siemens, alemanes, y posteriormente los hermanos Martin, franceses,dieron grandes pasos en el desarrollo de convertidores de arrabio en acero que antes determinar el siglo XIX ya habían superado la producción a los de Bessemer A diferencia del convertidor Bessemer donde soplaba aire por la parte inferior, en el BOF se inyecta el oxígeno por una lanza que entra por la parte superior. La lanza se enfría con serpentines de agua interiores para evitar que se funda. Un chorro de oxígeno con polvo de caliza, allí el arrabio es convertido en acero en un BOF. El oxígeno reacciona con el carbono del arrabio y lo elimina en forma de bióxido (o monóxido) de carbono. La caliza sirve para eliminar impurezas, entre las que destaca el fósforo.
  • Horno Eléctrico El hierro esponja se convierte en acero líquido en horno de arco eléctrico, donde se lo funde, y agrega chatarra, haciendo pasar por ellos enormes cantidades de corriente eléctrica. El acero fundido se pasa a una olla, en ocasiones, donde se hace el ajuste final de aleación. Finalmente, se vacía en moldes adecuados para el procesoEl horno de arco consta de posterioruna vasija recubierta conrefractarios donde se colocachatarra y/o hierro esponja,que se funden con el paso deuna corriente eléctricaintroducida con electrodos degrafito.
  • Del horno eléctrico, el acerolíquido se pasa a una olladonde en ocasiones se pasa auna máquina de coladacontinua para producir barrasde acero de sección cuadradade 10 a 15 centímetros por ladoy de 6 a 8 metros de longitud,llamadas palanquillas. En el proceso de colada continua se produce barras de sección cuadrada (palanquillas) en un molde, directamente a partir de acero líquido. La colada continua produce ahorro considerable de trabajo y energía respecto a procesos menos recientes.
  • LaminaciónLa laminación consiste en pasar un trozo demetal maleable a través de un sistema de dosrodillos. Al girar los rodillos aplanan al metal. Aveces los rodillos tienen acanalados que sirvenpara conformar barras o perfiles en forma de T oI, o alguna otra configuración.