Acero

CONSTRUCCIÓN II

T2. “METÁLICAS”

La siderurgia es la metalurgia del hierro y se distinguen siderurgia integral, cuando el proceso de obtención del hierro parte del mineral con la utilización de hornos altos, y siderurgia no integral, cuando se obtiene el hierro a partir de prerreducidos o chatarra con la utilización del horno eléctrico.

HIERRO
Si bien el hierro se conoce desde muyantiguo ( la edad de hierro comenzó en el año 1400 a. de J.C.). La extracción del metal a partir de sus materiales de realiza desde fechas más recientes. A lo largo de la historia de la siderurgia y por distintos métodos de obtención se produjeron tres materiales de características distintas: hierro, acero y fundición. El hierro como elemento químico Fe, es un metal de color blanco brillante,moderadamente blando, tenaz, de densidad 7,86 y punto de fusión de 1535 ºC. Es dúctil y maleable, no endurece con el temple. Buen conductor del calor y la electricidad y que en contacto con el aire o vapor de agua se transforma en hidróxido férrico. Admite forja y laminación. En construcción no tiene aplicaciones prácticas. El hierro en sus distintas formas (óxidos, carbonatos, sulfuros o silicatos) seencuentran en abundancia en la corteza terrestre, constituyendo un 5 % de la misma. Los minerales que se utilizan en la industria siderúrgica son mezclas de minerales de hierro (mena) y de material estéril (ganga). Para que un mineral pueda considerarse como materia prima debe tener una riqueza mínima del 20 %, siendo minerales ricos aquellos que contienen más del 55 % de Fe. Los minerales másutilizados en siderurgia son la magnetita (Fe=72,4 %), hematites (Fe=50-68 %), limonita, siderita y sulfuros de hierro. La preparación de los materiales más habitual antes de ser cargados en los hornos altos es la aglomeración. En la actualidad el procedimiento más utilizado para la obtención de aceros, se basa en la descarburación de la fundición, que es el producto obtenido directamente delmineral al ser reducido con carbón. Este no es el procedimiento más antiguo, puesto que la fundición no se conoció hasta el siglo XVI. Con anterioridad, el acero se obtenía directamente en los hornos altos en los que se trataba el mineral. Uno de los procedimientos más utilizados (siglos XVII y XVIII) para la obtención del hierro fue el de las Forjas Catalanas. Las Forjas Catalanas eran unos hornos ocavidades que se construían apoyados en un muro en el que se cargaba el mineral (troceado) y el carbón. El óxido de carbono procedente del combustible reduce el óxido metálico dejando el hierro en libertad, que se acumulaba en el fondo del horno en forma más o menos esponjosa, mezclado con escorias e impurezas.

Fe2O3  3CO  2Fe  3CO2
Extraídas las bolas o zamarras de hierro, se procedía almartillado para eliminar las escorias adheridas, quedando una bola de hierro dulce, fibroso, soldable y forjable de buena calidad. Actualmente en la industria, el procedimiento normal de obtención del hierro partiendo de los minerales es la reducción de estos por el carbón. La reducción es el proceso por el cual se elimina el oxígeno que contiene el mineral, quedando libre el metal. La idea deprolongar la acción reductora que los gases ricos en monóxido de carbono ejercen sobre el mineral, llevó aumentar la altura de los hornos, aumentando la temperatura del crisol lo suficiente para la fundición del hierro. Los procesos llevados a cabo en los altos hornos para la obtención de la fundición o arrabio son: 1.- Combustión del coque y otros combustibles para conseguir las temperaturas y losgases reductores. 2.- Reducción de los óxidos de hierro. 3.- Carburación del hierro obtenido en la reducción del mineral y fusión de la fundición. 4.- Separación del arrabio de la escoria por diferencia de densidades. En el crisol se acumula en estado líquido el arrabio y flotando aparece la escoria. La colada del arrabio (sangría) se realiza perforando la piquera (lleva un tapón de arcilla)...