Ingenieria industrial

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Procesos de Fabricación Catedrático Ing. Oscar Carrillo González

Producción del hierro y el acero El diagrama general de la fusión primaria del hierro integra a la mayoría de las actividades que se desarrollan en el proceso productivo.

Procesos de Fabricación Catedrático Ing. Oscar Carrillo González

La Siderurgia es la tecnología relacionada con la producción del hierro y susaleaciones, en especial las que contienen un pequeño porcentaje de carbono, que constituyen los diferentes tipos de acero y las fundiciones. El 90% de todos los metales fabricados a escala mundial son de hierro y acero. Los procesos para la obtención de hierro fueron conocidos desde el año 1200 AC.

Para la producción de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales: 1. Mineral de hierro2. Coque 3. Piedra caliza 4. Aire

Los tres primeros se extraen de minas y son transportados y prepararlos antes de que se introduzcan al sistema en el que se producirá el arrabio.

El arrabio es un hierro de poca calidad, su contenido de carbón no está controlado y la cantidad de azufre rebasa los mínimos permitidos en los hierros comerciales. Sin embargo es el producto de un procesoconocido como la fusión primaria del hierro y del cual todos los hierros y aceros comerciales proceden.

A la caliza, el coque y el mineral de hierro se les prepara antes de introducirse al alto horno para que tengan la calidad, el tamaño y la temperatura adecuada, esto se logra por medio del lavado, triturado y cribado de los tres materiales. El coque se obtiene de grados especiales de carbónbituminoso, que se calienta en hornos verticales hasta temperaturas de 1150°C (2100°F) y luego se enfría con agua en torres de enfriamiento. El coque tiene varias funciones en la fabricación del acero. Otra es generar el elevado nivel de calor requerido para que ocurran las reacciones químicas en la fabricación del acero. Un segundo es producir monóxido de carbono (un gas reductor, elimina el oxígeno),el cual es utilizado para reducir el óxido de hierro a hierro. Los subproductos químicos del coque se

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utilizan en la fabricación de plásticos o de compuestos químicos. Los gases que han sido emitidos durante la conversión de carbón a coque se utilizan como combustible para las operaciones de la planta. La función de la piedracaliza (carbonato de calcio) es remover impurezas del hierro fundido. La caliza reacciona químicamente con las impurezas, actuando como fundente (lo que significa, que fluye como fluido) lo que hace que las impurezas se fundan a baja temperatura. La caliza se combina con las impurezas y forma una escoria, que es ligera, flota sobre el metal fundido, y que subsecuentemente es eliminada

Algunoselementos químicos en la fundición del hierro

Existen muchos elementos químicos que dan las características de ingeniería a las aleaciones ferrosas, sin embargo hay algunos que se destacan por sus efectos muy definidos, a continuación se presentan algunos de estos elementos.

Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro, sin embargo se debe decir que es el elemento que da la dureza alhierro y por medio de sus diferentes formas en las que se presenta, se pueden definir varias propiedades de las aleaciones y su grado de maquinabilidad. Con base a la cantidad de carbono en el hierro las aleaciones se pueden definir o clasificar como se observó en los temas anteriores.

Silicio. Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador del hierro y es el elemento predominante en ladeterminación de las cantidades de carbono en las aleaciones de hierro. El silicio arriba de 3.25% actúa como endurecedor. Las fundiciones con bajo contenido de silicio responden mejor a los tratamientos térmicos.

Manganeso. Es un elemento que cuando se agrega a la fundición arriba del 0.5% sirve para eliminar al azufre del hierro. Como la mezcla producto del azufre y el

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