materiales siderurguicos

Materiales siderúrgicos:
Se obtienen de menas que contienen hierro. Las más utilizadas son óxidos, estos óxidos se someten a tratamientos mecánicos cuyo objetivo es la reducción de tamaño y la clasificación de materias primas. Para separar la mena y la ganga se utilizan procesos físicos (separación hidromecánica, flotación, separación magnética…). La mena obtenida sufre procesos de aglomeracióny se introduce en un horno alto. En el tragante se introducen la mena junto con el fundente para dar lugar a la escoria y bajar la Tª de fusión. El carbón de coque produce el calor necesario para fundir la mena y hacer una reducción del mineral. La materia prima se introduce por el tragante y baja por una tubería revestida con material refractario. Se producen procesos de reducción a alta Tª quedan lugar a la escoria formada por óxidos, esta flota sobre el hierro fundido y se extrae por la bigotera. El arrabio obtenido no tiene aplicación industrial debido a su alto contenido en (C, Si, S, P, Mn…) pero es un producto muy duro y frágil que se oxida rápidamente, se transportan en hornos especiales hasta los convertidores que son hornos de afino donde se obtiene el acero o las fundiciones.Hay varios tipos de convertidores según el proceso que se utiliza para reducir los óxidos:
• Bessemer: consiste en introducir el arrabio líquido en el convertidor revestido con materiales ácidos. Se pone vertical, se para la carga, se gira y se inyecta aire por unas toberas para oxidar las impurezas. Se inclina y se extrae la escoria que flota sobre el acero.
• Thomas: es idéntico al anteriorpero está revestido con materiales básicos, por lo que no elimina las impurezas de carácter básico
• Convertidor CD: en lugar de inyectar aire por unas toberas se inyecta oxígeno puro con una lanza refrigerada cuando el convertidor está vertical. Podemos utilizar arrabio, chatarra, fundentes básicos y nos permite eliminar impurezas de azufre y fósforo.
• Horno Martin-Siemens: es un horno dereverbero en él se introduce el arrabio y chatarra. Para mantener las altas Tª se añade carbón de coque y aire caliente. Es un proceso lento en el que se obtienen aceros de muy alta calidad
• Horno eléctrico: se introduce el arrabio, chatarra y fundente en el interior del horno, para producir las altas Tª se introducen electrodos que producen un arco eléctrico provocando la fusión del material. Seinyecta oxígeno que oxida las impurezas, se inclina para extraer la escoria y luego se añade carbón de coque y ferroaleaciones que dan lugar a aceros de muy alta calidad.
Los aceros se corroen al estar expuestos al aire y en condiciones húmedas, por lo que hay que protegerlo con otros materiales (galvanizado). Pueden experimentar pandeo y tienen fractura frágil (pérdida de ductilidad con cargas queproducen fatiga a bajas Tª).
Una vez obtenido el acero, sus propiedades se pueden modificar añadiendo elementos de aleación mediante tratamientos mecánicos, térmicos y termoquímicos:
-Elementos de aleación: la dureza y la resistencia mecánica aumentan con el porcentaje de carbono pero se obtienen aceros frágiles, difíciles de soldar y de mecanizar. La ductilidad aumenta cuanto menor es elporcentaje de carbono, pero es más débil. La resistencia mecánica aumenta al añadir (Cr, Ni, Si…) pero obtenemos aceros de difícil mecanizado. El cobre proporciona aceros muy resistentes a la corrosión, el vanadio proporciona una alta dureza superficial, resistencia a la fatiga y al choque por la tendencia del metal. El manganeso tiene una elevada dureza y resistencia al desgaste, la adición de otroselementos pueden cambiar el diagrama de fases del acero.
-Mediante tratamientos mecánicos: se combina energía mecánica y térmica para producir deformaciones plásticas y modificar propiedades (elasticidad, plasticidad, dureza, tenacidad...). Se dice que son en frío cuando la temperatura es menor que la de fusión y aumentan la dureza pero disminuye la resistencia. Son en caliente las que se...