Metales ferrosos

9.1-Metales ferrosos o férricos
Definición: Se denominan metales ferrosos o férricos a aquellos que contienen hierro como elemento base; pueden llevar además pequeñas proporciones de otros.

A-Principales yacimientos de mineral de hierro:
La tendencia actual de explotacion de yacimientos es la extraccion a cielo abierto, debido al bajo precio del material y al encarecimiento de extración porgalerias, los yacimientos más importantes son: Río Doce (Brasil), Cerro Bolívar (Venezuela) y Miferma (Mauritania).
B-Tipos de minerales de hierro:
Actualmente solamente se suelen aprovechar los siguientes:
Imagen de una magnetita: 75% de pureza.
Imagen de hematites, pureza: 70%.
Imagen de siderita, pureza: 50%
9.2-Procesos de obtención del acero y otros productos ferrosos
En la actualidad,los productos ferrosos se obtienen, casi en su totalidad, de dos maneras, dependiendo de la materia prima empleada. Estos procedimientos son a través del horno alto (usando mineral de hierro) y a través del horno eléctrico (empleando chatarra).

A-Materia prima del horno alto:
La materia prima, formada por mineral de hierro (60%), carbón de coque (30%) y fundente (10%), se introduce en elhorno alto por la parte superior.

• Mineral de hierro (1). Antes de ser introducido en el horno alto se debe someter a una serie de tratamientos preliminares. Estos tratamientos consisten en triturar y moler el mineral, para posteriormente separar la parte útil (mena) de la no aprovechable (rocas, cal, sílice, tierra, etc.), que constituye la ganga.

• Carbón de coque (2). Se ha creadoartificialmente a partir de la hulla. Su misión, dentro del horno alto, es la siguiente:

– Producir, por combustión, el calor necesario para fundir la mena y generar las reacciones químicas necesarias para que el óxido de hierro (mineral de hierro) se convierta en arrabio.

– Soportar el peso de la materia prima introducida, permitiendo que no se aplaste, para que pueda arder en la parte inferior ysalgan los gases hacia la parte superior del horno.

• Fundente (3). Compuesto por piedra caliza o, lo que es lo mismo, cal (siempre que el mineral tenga composición ácida), cuya misión es:

– Reaccionar químicamente con la ganga que haya podido quedar en el mineral, arrastrándola
hacia la parte superior de la masa líquida, y formando lo que se denomina escoria.

– Bajar el punto de fusión dela ganga para que la escoria sea líquida.
B-Funcionamiento del horno alto.
El horno alto, una vez encendido, está funcionando ininterrumpidamente hasta que es necesario hacerle una reparación.
A medida que se introduce la carga por la parte superior, ésta va bajando y su temperatura aumentando hasta llegar al etalaje (imagen inferior). Aquí la temperatura ronda los 1 650 °C, suficientes paraque el mineral de hierro (mena) se transforme en gotitas de hierro que se depositan en el crisol (imagen inferior).
La cal (fundente) reacciona químicamente con la ganga formando la escoria, que flota sobre el hierro fundido. Por un agujero, llamado bigotera o piquera de escoria, se extrae, cada dos horas, la escoria. Esta escoria se emplea en la fabricación de cementos, balastros de vías deferrocarril y aislante térmico.

Periódicamente, se abre la piquera de arrabio y se extrae el hierro líquido que hay en el crisol. Este hierro líquido se llama arrabio o hierro de primera fusión (5) y contiene muchas impurezas, así como un exceso de carbono, por lo que normalmente no tiene ninguna aplicación.

Casi la totalidad del arrabio se convierte en acero a través del convertidor oprocedimiento LD. A veces, el arrabio se solidifica en moldes especiales, formando lingotes.
Rodeando al horno, alto a la altura del etalaje, se encuentra el anillo o morcilla (tubo de gran diámetro), del cual se extrae aire caliente que se introduce en el horno a través de las toberas.
C-Transformación del arrabio en acero: convertidor
El arrabio posee un exceso de impurezas (azufre, fósforo, silicio,...