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ACERO POR ALTO HORNO
El proceso siderúrgico tiene como meta la obtención de acero y esto se puede conseguir a
través de dos sistemas: mediante horno alto o con horno eléctrico.
Para la fabricación de acero en el horno alto es necesario primero producir arrabio. Este
elemento se obtiene al combinar el mineral de hierro y el carbono en el interior del horno.
El carbono se consigue a partir de carbón, del que se extrae el coque al quitarle la humedad
y las impurezas. El cok siderúrgico es un material duro, poroso y con un contenido en
carbono superior al 90%.
El proceso comienza con el tratamiento del mineral de hierro que se muele previamente
para darle un tamaño adecuado. El mineral que reúne las condiciones idóneas en riqueza
de hierro y granulometría va al horno. Los finos del mineral de hierro junto con los
fundentes se aglomeran para darles también un tamaño apto para su consumo en el horno.
Este proceso de conversión se denomina sinterización y el producto conseguido, sínter.
Esa mezcla de mineral de hierro y sínter se calienta en el horno alto y el coque actúa como
combustible y elemento reductor del oxígeno que lleva el hierro. Junto con esos materiales
se incorporan los fundentes, que se encargan de formar la escoria que atrapa las impurezas
del mineral. Para favorecer la combustión se inyecta aire caliente a gran presión, lo que
permite sostener la carga mientras se realiza el proceso de fundición. El producto obtenido
en el horno alto es el arrabio, un material con una riqueza en hierro cercana al 95% y
alrededor del 3,5% de carbono. El resto lo componen materiales como el silicio, el
manganeso, el azufre y el fósforo. Para minimizar la cantidad de azufre, un elemento muy
negativo para el acero, se emplea el calcio en el proceso de desulfuración.
La escoria es un subproducto, indispensable en este proceso, que aglutina los fundentes,
las gangas de los minerales y las cenizas del cok. Se utiliza para el firme de carreteras y en
la fabricación de cementos.
La diferencia entre el arrabio y el acero estriba en la cantidad de carbono que tiene el
producto férrico. Si el contenido es inferior al 1,7% se considera acero. Si es superior recibe
el nombre de fundición. El arrabio forma parte de este grupo. El acero presenta
innumerables ventajas: es un material duro, elástico, capaz de absorber impactos y que se
puede extender en láminas e hilos. La fundición, por el contrario, es extremadamente dura,
pero quebradiza. Además, no se puede laminar ni estirar. Por eso, el arrabio sigue hasta el
convertidor de la Acería, instalación que se encarga de eliminar ese exceso de carbono al
aportar oxígeno al arrabio líquido en un nuevo proceso de combustión.
Tras el convertidor, el acero pasa por la Metalurgia Secundaria. Su función es ajustar la
composición del acero mediante la inyección de un gas inerte (que no altera la composición
química) como el argón y la incorporación de adiciones, fundamentalmente
ferroaleaciones, y reducir aún más su composición de azufre
Obtención por horno eléctrico
3. explicaremos el proceso a seguir en la industria para la fundición del metal con el Horno
función de sus características, así como su peso
rra a una cuba que posteriormente se verterá en el
horno. Para realizar esta operación se utilizan electroimanes que gracias a la atracción
magnética entre el imán y la chatarra pueden recoger y verter grandes cantidades
rápidamente.
eléctrico está formado por una cuba en la cual se introduce la chatarra
el inferior del crisol del horno estarán las partes más densas de chatarra y en la parte
superior las de menor densidad
se realiza mediante electrodos de grafito o carbono para resistir las altas temperaturas y
ello podemos generar unos 1600°C
escoria. La escoria está formada por todos aquellos materiales que no han sido evaporados
análisis químico para saber si el material
fundido reúne las cualidades requeridas.
erá introducir
carbono para enriquecer la fundición y dotarle de las propiedades que necesita para reunir
las cualidades necesarias para su posterior utilización.
Tratamientos superficiales.
Debido a la facilidad que tiene el acero para oxidarse cuando entra en contacto con la
atmósfera o con el agua, es necesario y conveniente proteger la superficie de los
componentes de acero para protegerles de la oxidación y corrosión. Muchos tratamientos
superficiales están muy relacionados con aspectos embellecedores y decorativos de los
metales.
Los tratamientos superficiales más usados son los siguientes:
Cincado: tratamiento superficial antioxidante por proceso electrolítico o mecánico
al que se somete a diferentes componentes metálicos.
Cromado: recubrimiento superficial para proteger de la oxidación y embellecer.
Galvanizado: tratamiento superficial que se da a la chapa de acero.
Niquelado: baño de níquel con el que se protege un metal de la oxidación.
Pavonado: tratamiento superficial que se da a piezas pequeñas de acero, como la
tornillería.
Pintura: usado especialmente en estructuras, automóviles, barcos, etc.
Tratamientos térmicos.
Un proceso de tratamiento térmico adecuado permite aumentar significativamente las
propiedades mecánicas de dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero. Los
tratamientos térmicos cambian la microestructura del material, con lo que las propiedades
macroscópicas del acero también son alteradas.
Los tratamientos térmicos que pueden aplicarse al acero sin cambiar en su composición
química son:
Templado: tratamiento térmico consistente en el rápido enfriamiento de la pieza
para obtener determinadas propiedades de los materiales. Se evita que los procesos
de baja temperatura, tales como transformaciones de fase, se produzcan al sólo
proporcionar una estrecha ventana de tiempo en el que la reacción es a la vez
favorable termodinámicamente y posible cinéticamente. Por ejemplo, se puede
reducir la cristalización y por lo tanto aumentar la tenacidad, tanto de aleaciones
como de plásticos (producida a través de polimerización).
Revenido: es un tratamiento térmico a un material con el fin de variar su dureza y
cambiar su resistencia mecánica. El propósito fundamental es disminuir la gran
fragilidad que tienen los aceros tras el tratamiento de temple.
Recocido: tratamiento térmico cuya finalidad es el ablandamiento, la recuperación
de la estructura o la eliminación de tensiones internas generalmente en metales.
Normalizado: se emplea para dar al acero una estructura y características
tecnológicas que se consideran el estado natural o final del material que fue
sometido a trabajos de forja, laminación o tratamientos defectuosos. Se hace como
preparación de la pieza para el temple. El procedimiento consiste en calentar la
pieza entre 30 y 50 grados centígrados por encima de la temperatura crítica
superior, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la
transformación completa en austenita. A continuación se deja enfriar en aire
tranquilo, obteniéndose una estructura uniforme. Con esto se consigue una
estructura perlítica con el grano más fino y más uniforme que la estructura previa al
tratamiento, consiguiendo un acero más tenaz. Es lo que llamamos perlita fina
(observar un diagrama TTT, de la fase austenita y posteriormente realizar una
isoterma a una temperatura determinada).
Tratamientos termoquimicos
Son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero,
también se producen cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo
diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos
requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales.
Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial
de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el
poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o
aumentar la resistencia a la corrosión.
Cementación (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce,
aumentando la concentración de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en
cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y
enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona
periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran
dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo.
Nitruración (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza superficial, aunque
lo hace en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie
de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y
525 °C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.
Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se
utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican temperaturas
entre 760 y 950 °C.
Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono y nitrógeno
en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano;
amoníaco (NH3) y monóxido de carbono (CO). En el proceso se requieren
temperaturas de 650 a 850 °C y es necesario realizar un temple y un revenido
posterior.
Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción del azufre. El
azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja temperatura (565 °C) en un
baño de sales.
El acero en mexico
La producción de acero en México fue de 7.70 millones de toneladas en el periodo enero a
mayo de 2015, cantidad 4.8 por ciento menor en comparación a lo reportado en el mismo
período de 2014, cuando se produjeron 8 millones de toneladas, de acuerdo a datos de la
Asociación Latinoamericana del Acero (Alacero) y la Cámara Nacional de la Industria del
Hierro y del Acero (Canacero).
En un comunicado, las agrupaciones señalaron que los datos estadísticos muestran que si
bien el consumo nacional de acero creció 11.8 por ciento en comparación con los cinco
primeros meses de 2014, este incremento fue opacado por las importaciones de China, que
aumentaron 11.4 por ciento en el período comparado, para alcanzar 5.62 millones de
toneladas.
“En detalle, en los primeros cinco meses de este año la producción acumulada de laminados
y de derivados disminuyó 0.5 y 2.7 por ciento respectivamente, respecto a igual lapso del
año pasado”, destacaron.
Por origen de las importaciones, los datos estadísticos indican que las compras de
laminados de países que no tienen Tratado de Libre Comercio con México crecieron a 35.2
por ciento del total de las entradas de esos productos, cuando en el período enero-mayo
del año anterior representaban una participación de 21.9 por ciento.
En este aspecto, sobresalieron las importaciones de Brasil, India y China, que presentaron
crecimientos de 354 por ciento, 284 por ciento y 113 por ciento, respectivamente en el
periodo enero-mayo, en relación a los primeros cinco meses de 2014.
En contraste, naciones con las cuales México sí tiene TLC, como Estados Unidos y Canadá,
bajaron su presencia dentro del total de importaciones de 48.8 a 42.6 por ciento, en el
mismo periodo que se analiza.
Bibliografía:
http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/aleaciones
https://es.wikipedia.org/wiki/Acero
http://spain.arcelormittal.com/who-we-are/management.aspx
http://es.slideshare.net/caldeeras/horno-de-arco-elctrico
http://www.elfinanciero.com.mx/empresas/cae-produccion-de-acero-en-primeros-cinco-
meses-de-2015-canacero.html
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