02 Produccion de matales ferrosos

PRODUCCION DE METALES FERROSOS

La producción de HIERRO y ACERO comprende el 95% de
todo el tonelaje del metal producido anualmente en los
Estados Unidos.
Son los metales mas económicos del mundo.
Se piensa que si fabricación empieza alrededor del 1200 a.C
El primer tonelaje alto de fabricación de acero se hizo
alrededor de 1855 a través del procesos Bessemer.

Producción de arrabio
Se denominaarrabio al material fundido que se obtiene en el alto horno
mediante reducción del mineral de hierro. Se utiliza como materia prima
en la obtención del acero en los altos hornos.
Se puede obtener mediante un Alto Horno o mediante el proceso de
Reducción Directa
Los materiales básicos empleados para fabricar arrabio son mineral de
hierro, coque y caliza. El coque se quema como combustible paracalentar el horno, y al arder libera monóxido de carbono, que se combina
con los óxidos de hierro del mineral y los reduce a hierro metálico.
Principales minerales de hierro:
Hematita
Magnetita
Siderita
Limonita

Fe2O3
Fe3O4
FeCO3

70% Hierro
72.4% Hierro
48.3% Hierro
Fe2O3X(H2O) 60-65% Hierro

Alto Horno
El alto horno es la instalación industrial dónde se transforma o trabaja el
mineral de hierro.Un alto horno típico está formado por una cápsula
cilíndrica de acero de unos 30 m de alto forrada con un material no
metálico y resistente al calor, como asbesto o ladrillos refractarios. El
diámetro de la cápsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo
en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura
total. La parte inferior del horno está dotada de varias aberturastubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire que
enciende el coque. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que
fluye el arrabio cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese
orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la
escoria. La parte superior del horno contiene respiraderos para los gases
de escape, y un par de tolvas redondas,cerradas por válvulas en forma
de campana, por las que se introduce el mineral de hierro, el coque y la
caliza
La ecuación de la reacción química
fundamental de un alto horno es:
Fe2O3 + 3CO → 3CO2 + 2Fe

Alto Horno

Alto Horno

Reducción Directa
En la producción del acero también se puede utilizar el método de
reducción directa, el que emplea agentes reactivos reductores como gas
natural, coque,aceite combustible, monóxido de carbono, hidrógeno o
grafito. El procedimiento 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 serutilizados directamente
para la producción de acero con características controladas.

Reducción Directa
Solo 2% de la producción mundial de arrabio se obtiene por este método
El costo de producción es menor que en un alto horno.

Reducción Directa
El mineral de hierro es introducido en tolvas que se encuentra en la parte
superior del horno, en donde desciende a través del horno por acción de
lagravedad, mientras se calienta y se le inyecta los gases en
contracorriente con altos contenidos de H2 y CO2 para de esa manera
obtener el hierro reducido libre de oxigeno. Estos gases reaccionan con el
Fe2O3 presente en el mineral de hierro y lo transforman en hierro
metálico, dejando el H2O y el CO2.
Fe2O3 + 3H2 ---> 2Fe + 3H2O
Fe2O3 + 3CO ---> 2Fe + 3CO

Hornos para Conversión de Arrabio
El arrabiopuede ser refinado para producir:
•Hierro Dulce
•Acero
•Hierro Fundido
•Hierro Maleable o Nodular
Hornos utilizados para convertir arrabio en metales ferrosos:
•De aire o reverbero
•Horno de Oxigeno básico
•Convertidor Bessemer
•Crisol
•Horno de Cubilote
•Horno eléctrico
•Horno de inducción
•Horno de hogar abierto

Reservado para exposición

METALES FERROSOS
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Hierro dulce
Acero
Hierro...