Fabricacion De Estructuras Metalicas

Proceso de fabricación y obtención:
El hierro es uno de los elementos mas comunes en la tierra, primero se extrae el material de la cantera mediante explosiones y se lo lleva a la fabricas para la conformación de acero.
La preparación de hierro consiste básicamente en la reducción, mediante carbón (coque), de los minerales de hierro (que contienen el elemento Fe con grados de oxidación +2 y+3) en altos hornos con cuba con viento (Hornos Altos, ver esquema adjunto).

El metal así obtenido contiene una media de un 4% de carbono -junto con otras impurezas, tales como Mn, P, S y Si- al que suele denominarse hierro bruto o arrabio, de naturaleza quebradiza que le imposibilita para la forja o soldadura. Mediante la disminución del su contenido en carbono (por debajo del 1,7%aproximadamente) se puede transformar en diferentes tipos de acero.

Aceros
El arrabio se calienta a temperaturas algo superiores a su punto de fusión, inyectándole oxígeno con el fin de oxidar -y eliminar- tanto parte de las impurezas, como parte de su contenido en carbono. Esta oxidación se puede realizar básicamente de dos formas: en hornos Siemens-Martin o, más modernamente, en convertidores Bessemer.Véase dos ejemplos de composición de aceros así obtenidos.

C Mn P S Si
Hierro dulce 0,060 0,050 0,068 0,009 0,10
Acero laminado 0,17-0,5 0,40 0,035 0,025 Trazas
Composiciones de aceros, %
Durante estos procedimientos pueden añadirse otros elementos, tales como Mn, Ni, Cr, Mo, Cu, V, Si e incluso C -ya que su contenido es determinante sobre la estructura interna para entender eltratamiento térmico posterior- en forma de aleaciones previamente preparadas para ajustar la composición del acero a la deseada.
Después de refinado el acero, por uno de los métodos ya mencionados, se suele colar en moldes de hierro llamadoslingoteras. En esta operación pueden introducirse muchos defectos que se manifestarán en el acero una vez laminado, por lo que la producción de acero de alta calidadexige un gran cuidado durante este proceso.
Prácticamente todo el acero producido en forma de lingotes es sometido posteriormente a algún tipo de tratamiento mecánico en caliente (entre los 1.100ºC y los 1.400 ºC según su composición). Estos tratamientos pueden ser de martillado, presión olaminación, pero siempre a una temperatura superior a su intervalo térmico crítico (dependiente de sucomposición), aunque tan cercana a él como sea técnicamente posible. Al destruirse, mediante estos tratamientos mecánicos, la estructuradendrítica (arborescente) dentro del lingote y minimizar los efectos de la segregación y las inclusiones, se obtiene mejoras considerables de sus propiedades mecánicas.
El efecto del laminado es alargar las inclusiones en el sentido de la laminación, lo que proporciona alacero excelentes propiedades en esa dirección. No así en direcciones perpendiculares al sentido de la laminación (anisotropía). Por esta razón, el forjado por martillado o, todavía mejor, el prensado lento en prensa de forja modifica el interior de una pieza grande con más efectividad; este procedimiento suele usarse para piezas grandes de alta calidad.
En función del uso que se vaya a hacer delacero, se acomoda su composición química (aleaciones) y los tratamientos térmicos a los que se le somete, para adecuarlos a su utilización posterior. Así suelen distinguirse composiciones y tratamientos de aceros para Maquinaria (ejes, árboles, etc.), para Rieles, Cuchillería, Perforación (barrenas, brocas), Resortes, Herramientas para tornos, fresas y máquina herramienta, Limas, Acerosresistentes a agentes químicos determinados, a la oxidación (aceros "inoxidables"), Estructuras metálicas para la construcción, etc.
El proceso de laminación

El conformado del acero por laminado se adopta en todos los casos en que sea posible, por la rapidez de la operación y, consiguientemente, su menor costo. Las operaciones de laminado se llevan a cabo en trenes de laminación que se denominan...