Proceso de obtencion de hierro y acero

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Tema 1 PROCESO DE OBTENCIÓN DEL HIERRO Y DEL ACERO

1.1 Proceso tecnológico de obtención del hierro de primera fusión

1.2 Funcionamiento y productos obtenidos. Aplicaciones de las
fundiciones.

1.3 Afino del acero

1.4 Procesos tecnológicos para la obtención de acero.
Horno HBO (en ingles BOF) y horno Eléctrico.
Convertidores (Siemens-Martin, Bessemer y Thomas).1.5 Clasificación y aplicación de Aceros y fundiciones

1.1 Proceso tecnológico para la obtención del hierro de primera fusión (arrabio)
La producción del hierro y del acero empieza con las menas de hierro y otros materiales requeridos (mena = mineral metalífero, principalmente el de hierro, tal como se extrae del yacimiento y antes de limpiarlo).

Yacimiento de mineral dehierro y transporte a la planta beneficiadora
La mena principal usada en la producción de hierro y acero es la hematita (Fe203), otras menas incluyen la magnetita (Fe304), la siderita (FeC03) y la limonita (Fe2O3 - XH2O) donde x vale alrededor de 1.5).
Las menas de hierro (vea tabla No. 1) contienen de un 50 a un 70% de hierro, dependiendo de su concentración; la hematita contienecasi 70% de hierro. Además, hoy se usa ampliamente la chatarra como materia prima para la fabricación de hierro y acero.
Las otras materias primas que se necesitan para reducir el hierro de sus menas, son el coque y la piedra caliza. El coque es un combustible de alto carbono, producido por el calentamiento de carbón bituminoso en una atmósfera con bajo contenido de oxígeno durante varias horas,seguido de una aspersión de agua en torres especiales de enfriamiento. La coquificación del carbón mineral deja, como subproducto, gas de alto poder calorífico, que es utilizado como combustible en los diversos procesos subsiguientes.
El coque desempeña dos funciones en el proceso de reducción:
1) Es un combustible que proporciona calor para la reacción química y
2) produce monóxido de carbono(CO) para reducir las menas de hierro.

Carbón Planta coquizadora Coque



La piedra caliza es una roca que contiene altas proporciones de carbonato de calcio (CaCO3). Esta piedra caliza se usa en el proceso como un fundente que reacciona con las impurezas presentes y lasremueve del hierro fundido como escoria.

La piedra caliza se extrae de los yacimientos
Tabla No. 1, Los metales y sus menas

La producción del hierro.
Para producir hierro, se alimenta por la parte superior de un alto horno una carga con capas alternadas de coque, piedra caliza y mineral de menas de hierro. Un alto horno es virtualmente una planta química que reduce continuamente el hierro delmineral. Químicamente desprende el oxígeno del óxido de hierro existente en el mineral para liberar el hierro. Está formado por un recipiente cilíndrico de acero forrado con un material no metálico y resistente al calor, como ladrillos refractarios y placas refrigerantes. El diámetro del recipiente cilíndrico de 9 a 15 m (30 a 50 pies) disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en unpunto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total de 40 m (125 pies) vea figuras 1 y 2.
La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hayotro agujero para retirar la escoria. La parte superior del horno, contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce la carga en el horno. Los materiales se llevan hasta las tolvas en pequeñas vagonetas o cucharas que se suben por un elevador inclinado situado en el exterior del horno. Desde la parte baja...
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