Ciencia De Materiales
Páginas: 10 (2274 palabras)
Publicado: 12 de febrero de 2013
UNIDAD 2-METALURGIA DEL HIERRO.
PROCESO SIDERURGICO
• Se denomina de esta manera a la serie de pasos consecutivos que nos llevarán desde una materia prima como el mineral de hierro y el carbón de coque, hasta un producto final como el acero. • El acero es una aleación en donde intervienen dos componentes fundamentales: hierro (Fe) y carbono (C).
Producción del Hierro y el Acero
Para laproducción de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales: 1. Mineral de hierro 2. Coque 3. Piedra caliza 4. Aire
Los principales minerales de hierro son: Hematita (Fe2O3), óxido férrico, contiene hasta un 70% de Fe. Se presenta en masas terrosas de color rojo. Limonita (Fe2O3.3H2O), óxido férrico hidratado con un 60% de Fe, masa terrosa de color variable del pardo alamarillo. Magnetita (Fe3O4), óxido magnético, 70% de Fe, se lo llama piedra imán. Siderita (FeCO3), carbonato ferroso, 48% de Fe, de color blanco. Pirita (FeS2), disulfuro de Fe, no se utiliza en la producción del acero.
Mineral de hierro o “mena” donde se aprecian las impurezas del mineral
Pellets
Aglomerados esféricos de partículas finas de mineral de hierro mezclado con diversosaglomerantes y aditivos (caliza, dolomita, combustibles sólidos, otros), los cuales son consolidados a altas temperaturas, para alimentación de altos hornos y hornos de reducción directa.
Carbón de Coque La hulla es un tipo de carbón mineral que contiene entre un 45 y un 85% de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Se formó durante los períodos Carbonífero yPérmico. Este material surge como resultado de la descomposición de la materia vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de años.
Cuando la hulla se calienta desprende gases que son muy útiles industrialmente; entonces nos queda el carbón de coque. Es liviano y poroso. El Coque metalúrgico es obtenido en las plantas de coquización, con recuperación de subproductos,a partir de una cuidadosa selección de carbones para cumplir con las estrictas propiedades químicas y granulométricas que exige su uso en la industria de la fundición. El proceso de generación de coque no es más que la introducción de carbón en un horno de la batería y dejarlo coquizando (calentando / quemando) durante un tiempo entre 10-24 horas (dependiendo del tamaño del horno).
Vista delproceso de obtención de coque metalúrgico
Descarga del coque en los vagones
La coquización consiste en la destilación del carbón en ausencia de oxígeno, para obtener coque metalúrgico. El proceso de Coquización comienza con el transporte del carbón desde la playa de minerales hasta los molinos, para obtener la granulometría adecuada. Los distintos tipos de carbón se almacenan en silosdonde se mezclan para lograr el mix (mezcla) requerido. La conversión se realiza en Hornos. El calentamiento en dichos Hornos es indirecto realizándose a través de quemadores ubicados entre las paredes de refractarios que forman el cubículo del Horno, llegando a temperaturas de 1300º C en promedio.
Cuando se eleva la temperatura, a 350º C aproximadamente, el carbón pierde su estado sólido parareblandecerse, formando una masa viscosa que permite la unión más intima de sus moléculas y la posterior solidificación, lo que hace que el carbón pierda gran contenido de volátiles, para aumentar la concentración del carbono fijo, dando lo que se denomina coque. Posteriormente se realiza la descarga del coque, por medio de un pistón de descarga que atraviesa longitudinalmente todo el volumen delHorno, derivándolo (a una temperatura de 1000º C en promedio) a un vagón de apagado, sobre el cual se descarga agua (33.300 lts./ min.) para enfriarlo.
El tiempo de apagado es de 60 segundos por vagón. La operación de secado se completa con el calor residual. Luego, el coque se destina a una planta de Cribado, donde se realiza una clasificación por tamaño, para su posterior uso en el Alto...
PROCESO SIDERURGICO
• Se denomina de esta manera a la serie de pasos consecutivos que nos llevarán desde una materia prima como el mineral de hierro y el carbón de coque, hasta un producto final como el acero. • El acero es una aleación en donde intervienen dos componentes fundamentales: hierro (Fe) y carbono (C).
Producción del Hierro y el Acero
Para laproducción de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales: 1. Mineral de hierro 2. Coque 3. Piedra caliza 4. Aire
Los principales minerales de hierro son: Hematita (Fe2O3), óxido férrico, contiene hasta un 70% de Fe. Se presenta en masas terrosas de color rojo. Limonita (Fe2O3.3H2O), óxido férrico hidratado con un 60% de Fe, masa terrosa de color variable del pardo alamarillo. Magnetita (Fe3O4), óxido magnético, 70% de Fe, se lo llama piedra imán. Siderita (FeCO3), carbonato ferroso, 48% de Fe, de color blanco. Pirita (FeS2), disulfuro de Fe, no se utiliza en la producción del acero.
Mineral de hierro o “mena” donde se aprecian las impurezas del mineral
Pellets
Aglomerados esféricos de partículas finas de mineral de hierro mezclado con diversosaglomerantes y aditivos (caliza, dolomita, combustibles sólidos, otros), los cuales son consolidados a altas temperaturas, para alimentación de altos hornos y hornos de reducción directa.
Carbón de Coque La hulla es un tipo de carbón mineral que contiene entre un 45 y un 85% de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Se formó durante los períodos Carbonífero yPérmico. Este material surge como resultado de la descomposición de la materia vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de años.
Cuando la hulla se calienta desprende gases que son muy útiles industrialmente; entonces nos queda el carbón de coque. Es liviano y poroso. El Coque metalúrgico es obtenido en las plantas de coquización, con recuperación de subproductos,a partir de una cuidadosa selección de carbones para cumplir con las estrictas propiedades químicas y granulométricas que exige su uso en la industria de la fundición. El proceso de generación de coque no es más que la introducción de carbón en un horno de la batería y dejarlo coquizando (calentando / quemando) durante un tiempo entre 10-24 horas (dependiendo del tamaño del horno).
Vista delproceso de obtención de coque metalúrgico
Descarga del coque en los vagones
La coquización consiste en la destilación del carbón en ausencia de oxígeno, para obtener coque metalúrgico. El proceso de Coquización comienza con el transporte del carbón desde la playa de minerales hasta los molinos, para obtener la granulometría adecuada. Los distintos tipos de carbón se almacenan en silosdonde se mezclan para lograr el mix (mezcla) requerido. La conversión se realiza en Hornos. El calentamiento en dichos Hornos es indirecto realizándose a través de quemadores ubicados entre las paredes de refractarios que forman el cubículo del Horno, llegando a temperaturas de 1300º C en promedio.
Cuando se eleva la temperatura, a 350º C aproximadamente, el carbón pierde su estado sólido parareblandecerse, formando una masa viscosa que permite la unión más intima de sus moléculas y la posterior solidificación, lo que hace que el carbón pierda gran contenido de volátiles, para aumentar la concentración del carbono fijo, dando lo que se denomina coque. Posteriormente se realiza la descarga del coque, por medio de un pistón de descarga que atraviesa longitudinalmente todo el volumen delHorno, derivándolo (a una temperatura de 1000º C en promedio) a un vagón de apagado, sobre el cual se descarga agua (33.300 lts./ min.) para enfriarlo.
El tiempo de apagado es de 60 segundos por vagón. La operación de secado se completa con el calor residual. Luego, el coque se destina a una planta de Cribado, donde se realiza una clasificación por tamaño, para su posterior uso en el Alto...
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