Industria metalica

Industria metálica
Pirometalurgia del hierro
La hematita, Fe2O3, y la magnetita, Fe3O4, son dos minerales donde el hierro se encuentra como óxido y es mediante el proceso de la pirometalurgia que se puede obtener este elemento. La reducción del hierro ocurre en un “alto horno”, que consiste en un reactor químico capaz detrabajar de manera continua.

El alto horno se carga por la partesuperior con una mezcla de mena de hierro, coque y piedra caliza. El coque sirve como combustible, es decir, entrega la energía necesaria para producir las altas temperaturas y además aporta los gases reductores CO y H2.
La piedra caliza, CaCO3, sirve como fuente de CaO, que reacciona con los silicatos y otras sustancias para formar la escoria. Otra materia prima importante es el aire, ya que serequiere para la combustión del coque.
Nótese la diferencia de temperatura en las diferentes partes del alto horno.
El proceso químico que ocurre es el siguiente:
1. En el horno el oxígeno reacciona con el coque y se forma monóxido de carbono, liberándose energía calórica.
          C(s) + O2(g)  2 CO(g)
2. El vapor de agua reacciona con el carbono, produciendo monóxido de carbono ehidrógeno. Esta reacción es endergónica y además sirve para regular la temperatura en el alto horno.
          H2O(g) + C(s)  CO(g) + H2(g)
3. Estos dos gases (CO y H2) son los encargados de reducir los óxidos de hierro (Fe3O4) a hierro metálico.
         Fe3O4(s)+ 4 CO(g)  3 Fe(s)+ 4 CO2(g)
         Fe3O4(s)+ 4 H2(g)  3 Fe(s) + 4 H2O(g)
El hierro fundido se acumula en la base del alto hornoy sobre él queda una capa de escoria que impide que el hierro reaccione con el oxígeno que entra.
La mayor parte del hierro que se obtiene se ocupa en la preparación del acero.
4. La piedra caliza por efecto de la temperatura se descompone en óxido de calcio y anhídrido carbónico, tal como lo expresa la ecuación:
          CaCO3  CaO + CO2
El óxido de calcio reacciona con el óxido desilicio, que generalmente se encuentra presente en los minerales de hierro, y se forman silicatos de calcio:
          SiO2 + CaO  CaSiO3
El silicato de calcio es fundido debido a las altas temperaturas del horno y, dado que es menos denso que el hierro, flota sobre él. Otros óxidos no metálicos se mezclan con el silicato de calcio y forman la escoria, la que puede ser removida fácilmente.
1.3Procesos tecnológicos para la obtención del acero
Proceso Tecnológico Para La Obtención Del Acero Bof Horno Eléctrico Convertidores Bessesmer
Thomas

Acero
Desde el punto de vista químico−metalúrgico, todos los procesos de fabricación de acero se pueden clasificar en ácidos y básicos (según el refractario y composición de la escoria utilizada), y cada proceso tiene funciones específicassegún el tipo de afino que puede efectuar. Los procesos ácidos utilizan refractarios de sílice, y por las condiciones de trabajo del proceso hay que poder formar escorias que se saturen de sílice. Los procesos ácidos pueden utilizarse para eliminar carbono, manganeso y silicio; no son aptos para disminuir el contenido en fósforo y azufre, y por esto requieren el consumo de primeras materiasseleccionadas, cuyo contenido en fósforo y azufre cumple las especificaciones del acero final que se desea obtener. Los procesos básicos utilizan refractarios de magnesita y dolomía en las partes del horno que están en contacto con la escoria fundida y el metal. La escoria que se forma es de bajo contenido de sílice compensada con la cantidad necesaria de cal. El proceso básico elimina, de manera tan eficazcomo el proceso ácido, el carbono, manganeso y silicio, pero además eliminan el fósforo y apreciables contenidos de azufre. De aquí las grandes ventajas del proceso básico, por su gran flexibilidad par consumir diversas materias primas que contengan fósforo y azufre, y por los tipos y calidades de acero que con él se pueden obtener. Desde el punto de vista tecnológico existen tres tipos...