Metales Ferrosos
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Metales Ferrosos Presentation Transcript

  • 1. TEMA 9 Metales ferrosos o férricos TECNOLOGÍA INDUSTRIAL 1º de Bachillerato I.E.S. Victoria Kent (Elche)
  • 2. Metales ferrosos • Los metales ferrosos o férricos son aquellos que contienen hierro como elemento base; pueden llevar pequeñas proporciones de otros.
  • 3. Metales ferrosos • Los metales ferrosos o férricos son aquellos que contienen hierro como elemento base; pueden llevar pequeñas proporciones de otros. Magnetita Pureza: 75%
  • 4. Metales ferrosos • Los metales ferrosos o férricos son aquellos que contienen hierro como elemento base; pueden llevar pequeñas proporciones de otros. Magnetita Hematites Pureza: 75% Pureza: 70%
  • 5. Metales ferrosos • Los metales ferrosos o férricos son aquellos que contienen hierro como elemento base; pueden llevar pequeñas proporciones de otros. Magnetita Hematites Pureza: 75% Pureza: 70% Limonita Pureza: 60%
  • 6. Metales ferrosos • Los metales ferrosos o férricos son aquellos que contienen hierro como elemento base; pueden llevar pequeñas proporciones de otros. Magnetita Hematites Pureza: 75% Pureza: 70% Limonita Siderita Pureza: 60% Pureza: 50%
  • 7. Procesos de obtención del acero y otros productos ferrosos Mineral de Horno alto hierro Chatarra Horno eléctrico
  • 8. Horno alto
  • 9. Horno alto La materia prima formada por mena de mineral de hierro (60%), carbón de coque (30%) y fundente (10%), se introduce en el horno por la parte superior.
  • 10. Horno alto La materia prima formada por mena de mineral de hierro (60%), carbón de coque (30%) y fundente (10%), se introduce en el horno por la parte superior. Mineral de hierro: se tritura y se muele el mineral para después separar la parte útil (mena) de la no aprovechable (ganga).
  • 11. Horno alto La materia prima formada por mena de mineral de hierro (60%), carbón de coque (30%) y fundente (10%), se introduce en el horno por la parte superior. Mineral de hierro: se tritura y se muele el mineral para después separar la parte útil (mena) de la no aprovechable (ganga). Carbón de coque: •Produce, por combustión, el calor necesario para fundir la mena y generar las reacciones químicas necesarias para transformar el mineral de hierro en arrabio. •Soporta el peso de la materia prima introducida permitiendo que no se aplaste para que pueda arder en la parte inferior y salgan los gases hacia la parte superior del horno.
  • 12. Horno alto La materia prima formada por mena de mineral de hierro (60%), carbón de coque (30%) y fundente (10%), se introduce en el horno por la parte superior. Mineral de hierro: se tritura y se muele el mineral para después separar la parte útil (mena) de la no aprovechable (ganga). Carbón de coque: •Produce, por combustión, el calor necesario para fundir la mena y generar las reacciones químicas necesarias para transformar el mineral Fundente: Piedra caliza (siempre y cuando el mineral de hierro en arrabio. tenga composición ácida). •Soporta el peso de la materia prima •Reacciona químicamente con la ganga formando la introducida permitiendo que no se escoria en la parte superior de la masa líquida. aplaste para que pueda arder en la •Baja el punto de fusión de la ganga para que la parte inferior y salgan los gases hacia escoria sea líquida. la parte superior del horno.
  • 13. Periódicamente, se abre la piquera de arrabio y se A medida que la carga se introduce por la extrae el arrabio o hierro de primera fusión del parte superior, va bajando y su temperatura crisol. Éste contiene muchas impurezas y un aumenta hasta llegar al etalaje (aprox exceso de carbono por lo que no tiene 1650ºC), con lo que el mineral (mena) se aplicación. transforma en gotitas que se depositan en el crisol. Alrededor del horno alto, a la altura del etalaje, se encuentra al anillo o morcilla, del cual se extrae aire caliente que se introduce en el horno a través de las toberas. La cal (fundente) reacciona químicamente con la ganga y forma la escoria que flota sobre el hierro fundido y se recoge por la bigotera o piquera de escoria.
  • 14. Transformación del arrabio en acero
  • 15. Transformación del arrabio en acero • El arrabio posee gran cantidad de impurezas (S, P, Si, etc.) que lo hacen demasiado frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas industriales. • La mayoría de esas impurezas se deben eliminar en los llamados hornos de afino.
  • 16. Transformación del arrabio en acero • El arrabio posee gran cantidad de impurezas (S, P, Si, etc.) que lo hacen demasiado frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas industriales. • La mayoría de esas impurezas se deben eliminar en los llamados hornos de afino. • El horno de afino más empleado es el convertidor o procedimiento LD • El transporte del arrabio hasta el convertidor LD se realiza mediante trenes equipados con depósitos especiales llamados torpedos.
  • 17. Transformación del arrabio en acero • El arrabio posee gran cantidad de impurezas (S, P, Si, etc.) que lo hacen demasiado frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas industriales. • La mayoría de esas impurezas se deben eliminar en los llamados hornos de afino. • El horno de afino más empleado es el convertidor o procedimiento LD • El transporte del arrabio hasta el convertidor LD se realiza mediante trenes equipados con depósitos especiales llamados torpedos.
  • 18. El convertidor LD • Es el tipo de horno de afino más empleado. • Sirve para eliminar las impurezas que hacen que el arrabio sea frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas industriales (azufre, fósforo, silicio, etc). Materia prima: •Arrabio líquido •Fundente (cal) •Ferroaleaciones
  • 19. •El convertidor está recubierto interiormente por ladrillo refractario. •Cada hornada suele producir 300 Tm de acero de gran calidad. •Cada hornada suele durar una hora.
  • 20. Obtención de acero a partir de chatarra EL HORNO ELÉCTRICO
  • 21. HORNO ELÉCTRICO MATERIAS PRIMAS CARACTERÍSTICAS • Chatarra •Recubierto interiormente de • Fundente (cal) ladrillo refractario. •Temp. de hasta 3500ºC. • Ferroaleaciones •Carga de unas 1000 Tm. •Duración de hornada 50 min.
  • 22. FUNCIONAMIENTO DEL HORNO ELÉCTRICO • Una vez introducidos la chatarra y el fundente, se acercan los electrodos para que salte el arco eléctrico. • Cuando la chatarra está fundida, se inyecta oxígeno para eliminar los elementos indeseables (Si, Mg, P, etc.) • Se inclina el horno y se extrae la escoria. Se añade el carbono y las ferroaleaciones y se sigue calentando hasta que se uniformice la composición del baño. •Se inclina el horno y se extrae al acero en la cuchara.
  • 23. Colada de acero • Colada convencional Se vierte el acero sobre moldes con la forma del objeto que se desee obtener. • Colada continua El molde no tiene fondo ni tapadera y su forma es curva y con la sección del producto a obtener. • Colada sobre lingoteras Moldes prismáticos de fundición, con forma troncocónica y sección transversal cuadrada. Los lingotes se almacenan hasta que aumente la demanda de acero.
  • 24. Colada convencional (moldes)
  • 25. Colada continua
  • 26. Trenes de laminación • Laminación en caliente: Tª de unos 1000ºC. • Laminación en frío: a Tª ambiente. La cantidad de trenes de laminación así como la forma de los rodillos dependerá del producto que se quiera obtener. Puede haber trenes desbastadores, de enfriamiento o de bandas para hacer chapas.
  • 27. Productos ferrosos • Hierros Porcentaje de carbono entre 0,01 y 0,03%. Muy pocas aplicaciones industriales. • Aceros Aleaciones de hiero-carbono que pueden contener otros elementos. Porcentaje de carbono entre 0,03 y 1,76%. • Fundiciones Aleaciones de hiero-carbono que pueden contener otros elementos. Porcentaje de carbono entre 1,76 y 6,67%. • Grafitos Más del 6,67% de carbono. Muy frágiles.
  • 28. Diagrama de hierro - carbono • Representa gráficamente el comportamiento de una aleación Fe-C en función de la temperatura y del porcentaje de C. • El hierro puro se funde a 1530ºC. • A medida que aumenta el %C, el pundo de fusión disminuye (hasta un 4,3%). A partir del 4,3 % de C, el punto de fusión vuelve a aumentar. • La temperatura de fusión más baja de una aleación de Fe-C corresponde a una que tenga un 4,3% de C.
  • 29. Tipos de acero No aleados No ¿Contienen Aceros otros elementos químicos? Sí Aleados
  • 30. Aceros no aleados Según un porcentaje de carbono creciente, los aceros no aleados se clasifican en extrasuaves, suaves, semisuaves, semiduros, duros y extraduros. Aceros semisuaves Aceros suaves y extrasuaves Aceros duros y extraduros
  • 31. Aceros aleados o especiales Son aquellos aceros que Casi todos los aceros que se utilizan contienen otros elementos en la actualidad son aleados, pues además del carbono. los elementos de aleación mejoran considerablemente sus propiedades. Designación convencional numérica (ejemplo) F-3200
  • 32. Aceros aleados o especiales Son aquellos aceros que Casi todos los aceros que se utilizan contienen otros elementos en la actualidad son aleados, pues además del carbono. los elementos de aleación mejoran considerablemente sus propiedades. Designación convencional numérica (ejemplo) F-3200 APLICACIONES GENERALES (acero inoxidable)
  • 33. Aceros aleados o especiales Son aquellos aceros que Casi todos los aceros que se utilizan contienen otros elementos en la actualidad son aleados, pues además del carbono. los elementos de aleación mejoran considerablemente sus propiedades. Designación convencional numérica (ejemplo) F-3200 APLICACIONES GENERALES AS CARAC TERÍSTIC (acero inoxidable) a válvulas de (acero par explosión) m otores de
  • 34. Aceros aleados o especiales Son aquellos aceros que Casi todos los aceros que se utilizan contienen otros elementos en la actualidad son aleados, pues además del carbono. los elementos de aleación mejoran considerablemente sus propiedades. Designación convencional numérica (ejemplo) F-3200 Las dos últim as cifras APLICACIONES se van coloca ndo GENERALES AS a medida que CARAC TERÍSTIC descubriendo se van (acero inoxidable) a válvulas de nuevos (acero par explosión) aceros m otores de
  • 35. Presentaciones comerciales del acero • Palastros: chapas laminadas que miden entre1x2 m y 3x3 m. • Barras: piezas más largas que anchas, macizas y de perfiles variables. • Alambre: sección redonda y menos de 5mm de diámetro. • Flejes: pletinas de espesor muy pequeño y gran longitud. • Perfiles: piezas de secciones variables con longitud de 5 a 12 m.
  • 36. Fundiciones
  • 37. Fundiciones • Son aleaciones de hierro-carbono que, además, pueden contener otros elementos. El tanto por ciento de carbono oscila entre el 1,76 y el 6,67%.
  • 38. Fundiciones • Son aleaciones de hierro-carbono que, además, pueden contener otros elementos. El tanto por ciento de carbono oscila entre el 1,76 y el 6,67%. • Sus características dependen de • SU COMPOSICIÓN • DE SU PROCESO DE FABRICACIÓN
  • 39. Fundiciones • Son aleaciones de hierro-carbono que, además, pueden contener otros elementos. El tanto por ciento de carbono oscila entre el 1,76 y el 6,67%. • Sus características dependen de • SU COMPOSICIÓN • DE SU PROCESO DE FABRICACIÓN • Pueden ser ORDINARIAS (sólo Fe y C), ALEADAS y ESPECIALES (fundiciones ordinarias + tratamiento térmico).
  • 40. Fundiciones • Son aleaciones de hierro-carbono que, además, pueden contener otros elementos. El tanto por ciento de carbono oscila entre el 1,76 y el 6,67%. • Sus características dependen de • SU COMPOSICIÓN • DE SU PROCESO DE FABRICACIÓN • Pueden ser ORDINARIAS (sólo Fe y C), ALEADAS y ESPECIALES (fundiciones ordinarias + tratamiento térmico). • Ejemplos de utilización: carcasas de motores, bancadas, de máquinas...