PROCESO DE OBTENCIÓN DEL HIERRO Y DEL ACERO

PLANEACIÓN DE LA PRODUCCIÓN

M.ES. GUADALUPE MARTINEZ

Í N D I C E

Objetivos

Criterios

TIC

Unidad 1

Actividad

cONCLUSIÓN

01

oBJETIVO

El alumno analizará y explicará el proceso de obtención del hierro y el acero, así como su tratamiento térmico, los procesos y etapas de cambio de forma y de ensamble. También conocerá y analizará las etapas de los procesos de los plásticos. Lo anterior para familiarizar al alumno con la industria y los procesos necesarios para convertir la materia prima en un producto terminado

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL HIERRO Y DEL ACERO

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1.1. Proceso Tecnológica de la obtención del hierro1.2. Funcionamiento y productos obtenidos1.3. Afino del Acero1.4. Procesos Tecnológicos para la obtención del acero BOF, Horno Eléctrico, Convertidores1.5. Bessemer1.6 .Clasificación y aplicación del acero.

PROCESO TECNOLÓGICO DE LA OBTENCIÓN DEL HIERRO DE 1ª FUSIÓN

Hace muchísimos años, el hierro era un metal raro y precioso. En la actualidad, el acero, una forma purificada del mineral del hierro, se ha convertido en uno de los servidores más útiles de la humanidad. La naturaleza proporcionó las materias primas como son: mineral de hierro, el carbón mineral y la piedra caliza y el ingenio humano lo convirtió en un incontable número de productos. Los procesos para la obtención de hierro fueron conocidos desde el año 1200 AC.

Metalurgia extractiva: Producción del hierro y el acero

En la actualidad, el acero, una forma purificada del mineral del hierro, se ha convertido en uno de los servidores más útiles de la humanidad. La naturaleza proporcionó las materias primas como son: mineral de hierro, el carbón mineral y la piedra caliza y el ingenio humano lo convirtió en un incontable número de productos. El acero puede hacerse lo suficientemente duro como para cortar el vidrio, plegable como el que se encuentra en el sujetapapeles, flexible como el de los muelles, o lo bastante fuerte como para soportar un esfuerzo unitario de 3445 MPa. Puede estirarse para formar alambres de .02 mm de espesor o usarse para fabricar vigas gigantescas para construir edificios y puentes. También es posible hacer que el acero sea resistente al calor, al frio, a la oxidación y a la acción de sustancias químicas.

Los principales minerales de los que se extrae el hierro son:

Proceso

Los tres primeros se extraen de minas y son transportados y prepararlos antes de que se introduzcan al sistema en el que se producirá el arrabioEl arrabio es un hierro de poca calidad, su contenido de carbón no está controlado y la cantidad de azufre rebasalos mínimos permitidos en los hierros comerciales. Sin embargo es el producto de un proceso conocido como la fusión primaria del hierro y del cual todos los hierros y aceros comerciales proceden.A la caliza, el coque y el mineral de hierro se les prepara antes de introducirse al alto horno para que tengan la calidad, el tamaño y la temperatura adecuada, esto se logra por medio del lavado, triturado y cribado de los tres materiales

Para la producción de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales:1.Mineral de hierro 2.Coque 3.Piedra caliza 4.Aire

Algunos elementos químicos en la fundición del hierro

• Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro, sin embargo se debe decir que es el elemento que da la dureza al hierro y por medio de sus diferentes formas en las que se presenta, se pueden definir varias propiedades de las aleaciones y su grado de maquinabilidad. Con base a la cantidad de carbono en el hierro las aleaciones se pueden definir o clasificar como se observó en los temas anteriores.
• Silicio.Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador del hierro y es el elemento predominante en la determinación de las cantidades de carbono en las aleaciones de hierro. El silicio arriba de 3.25% actúa como endurecedor. Las fundiciones con bajo contenido de silicio responden mejor a los tratamientos térmicos.
• Manganeso. Es un elemento que cuando se agrega a la fundición arriba del 0.5% sirve para eliminar al azufre del hierro. Como la mezcla producto del azufre y el manganeso tiene baja densidad flota y se elimina en forma de escoria. También aumenta la fluidez, resistencia y dureza del hierro.
• Azufre. No sirve de nada en el hierro, debe ser eliminado y controlado

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.

FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO TECNOLOGICO Y OTROS PRODUCTOS OBTENIDOS

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La producción del hierro y del acero empieza con las menas de hierro y otros materiales requeridos.

• Las otras materias primas que se necesitan para reducir el hierro de sus menas, son el coque y la piedra caliza.

El coque desempeña dos funciones en el proceso de reducción:1) Es un combustible que proporciona calor para la reacción química y2) produce monóxido de carbono (CO) para reducir las menas de hierro.

La piedra caliza es una roca que contiene altas proporciones de carbonato de calcio (Ca CO 3). Esta piedra caliza se usa en el proceso como un fundente que reacciona con las impurezas presentes y las remueve del hierro fundido como escoria.

El hierro fundido de primera fusión, o arrabio se vacía periódicamente en carros con los cuales se llenan lingoteras. Los lingotes se someten a una operación de enfriamiento para convertirse mediante procesos metalúrgicos posteriores, en:

• hierro fundido de segunda fusión
• hierro dulce
• acero

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AFINO DEL ACERO / TIPOS DE AFINO DE ACERO

Cualquiera que sea el proceso de obtención del acero, siempre trae consigo la presencia de impurezas, gases, incrustaciones y segregaciones que hacen necesario la implementación de procesos de refinación posterior, comúnmente conocidos como “afino” del acero. TIPOS DE AFINO DE ACERO Los modernos métodos de producción del acero utilizan el arrabio como materia prima. El afino se efectúa por los siguientes métodos: convertidor (hogar abierto), proceso de inyección por oxígeno (soplado) y con horno eléctrico.

PROCESOS TECNOLOGICOS PARA LA OBTENCION DEL ACERO BOF, HORNO ELECTRICO, CONVERTIDORES BESSEMER Y THOMAS.

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Una vez obtenido el es necesario refinar al hierro para que se transforme en material útil para diferentes objetos o artefactos, o sea en hierro o acero comercial. HORNO BESSEMER Es un horno en forma de pera que está forrado con refractario de línea ácida o básica. El convertidor se carga con chatarra fría y se le vacía arrabio derretido, posteriormente se le inyecta aire a alta presión con lo que se eleva la temperatura por arriba del punto de fusión del hierro, haciendo que este hierva. Con lo anterior las impurezas son eliminadas y se obtiene acero de alta calidad. Este horno ha sido substituido por el BOF.

HORNO DE ARCO ELECTRICO

ACTIVIDAD¡Gracias!