Procesos de fabricación
Páginas: 88 (21847 palabras)
Publicado: 3 de octubre de 2010
[pic] SEIT [pic]
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
TEMARIO PROCESOS DE FABRICACIÓN.
ING. J. JESUS DE LUNA PADILLA
Metepec, México mayo de 2009
1. | PROCESO DE OBTENCIÓN DEL HIERRO Y ACERO.
1. PROCESO TECNOLÓGICO DE LA OBTENCIÓN DEL HIERRO 1° FUNDICIÓN.
El hierro constituye el 4,7% de la cortezaterrestre y se encuentra formando diversos minerales. En la actualidad existen formas de obtención del hierro a partir de sus óxidos, como el procedimiento denominado del alto horno.
[pic]
Para la producción de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales:
[pic]
1. Mineral de hierro
2. Coque
3. Piedra caliza
4. Aire
[pic]
Algunos elementosquímicos en la fundición del hierro
Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro, sin embargo se debe decir que es el elemento que da la dureza al hierro 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.
[pic]
Silicio. Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador del hierro y es elelemento predominante en la determinación 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.
[pic]
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 delazufre y el manganeso tiene baja densidad flota y se elimina en forma de escoria. También aumenta la fluidez, resistencia y dureza del hierro.
[pic]
Azufre. No sirve de nada en el hierro, debe ser eliminado y controlado.
[pic]
Los principales minerales de los que se extrae el hierro son:
[pic]
2. FUNCIONAMIENTO Y PRODUCTOS OBTENIDOS.
Para producir hierro, se alimenta por la partesuperior de un alto horno una carga con capas alternadas de coque, piedra caliza y mineral de menas de hierro.[pic] [pic]
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 cucharasque se suben por un elevador inclinado situado en el exterior del horno.
[pic]
De la parte baja de la cámara se inyecta por toberas una corriente de gases y aire precalentados a 900 °C a gran velocidad para realizar la combustión y la reducción del hierro efectuándose la combustión completa del coque que adquiere temperaturas máximas entre 1700 a 1800 °C.
Los gases calientes (CO, H2, CO2,H2O, N2, O2 y los combustibles) realizan la combustión del coque conforme pasan hacia arriba, a través de la carga de materiales. El monóxido de carbono se suministra como un gas caliente, pero también se forma adicionalmente por la combustión del coque. El gas CO tiene un efecto reductor sobre las menas de hierro; la reacción simplificada se describe a continuación (usando la hematita como lamena original):
Fe 2 O 3 + CO 2FeO + CO2 …. (1)
El bióxido de carbono CO2 reacciona con el coque para formar más monóxido de carbono:
CO2 + C (coque) 2CO………. (2)
el cual realiza la reducción final de FeO a hierro:
FeO +CO Fe+CO2 …. (3)
[pic]
El hierro fundido escurre hacia abajo, acumulándose en la base del alto horno.
El hierro fundido de primera fusión, o arrabio se vacíaperiódicamente en carros cuchara o carros torpedo con los cuales se llenan lingoteras o bien se conducen a mezcladoras calientes donde se almacenan y se mezclan con otras fundiciones para curarse posteriormente en algún proceso de obtención del acero (refinación de arrabio).
[pic]ESCORIA Y ARRABIO
Los lingotes se someten a una operación de enfriamiento para convertirse mediante procesos...
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
TEMARIO PROCESOS DE FABRICACIÓN.
ING. J. JESUS DE LUNA PADILLA
Metepec, México mayo de 2009
1. | PROCESO DE OBTENCIÓN DEL HIERRO Y ACERO.
1. PROCESO TECNOLÓGICO DE LA OBTENCIÓN DEL HIERRO 1° FUNDICIÓN.
El hierro constituye el 4,7% de la cortezaterrestre y se encuentra formando diversos minerales. En la actualidad existen formas de obtención del hierro a partir de sus óxidos, como el procedimiento denominado del alto horno.
[pic]
Para la producción de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales:
[pic]
1. Mineral de hierro
2. Coque
3. Piedra caliza
4. Aire
[pic]
Algunos elementosquímicos en la fundición del hierro
Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro, sin embargo se debe decir que es el elemento que da la dureza al hierro 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.
[pic]
Silicio. Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador del hierro y es elelemento predominante en la determinación 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.
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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 delazufre y el manganeso tiene baja densidad flota y se elimina en forma de escoria. También aumenta la fluidez, resistencia y dureza del hierro.
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Azufre. No sirve de nada en el hierro, debe ser eliminado y controlado.
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Los principales minerales de los que se extrae el hierro son:
[pic]
2. FUNCIONAMIENTO Y PRODUCTOS OBTENIDOS.
Para producir hierro, se alimenta por la partesuperior de un alto horno una carga con capas alternadas de coque, piedra caliza y mineral de menas de hierro.[pic] [pic]
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 cucharasque se suben por un elevador inclinado situado en el exterior del horno.
[pic]
De la parte baja de la cámara se inyecta por toberas una corriente de gases y aire precalentados a 900 °C a gran velocidad para realizar la combustión y la reducción del hierro efectuándose la combustión completa del coque que adquiere temperaturas máximas entre 1700 a 1800 °C.
Los gases calientes (CO, H2, CO2,H2O, N2, O2 y los combustibles) realizan la combustión del coque conforme pasan hacia arriba, a través de la carga de materiales. El monóxido de carbono se suministra como un gas caliente, pero también se forma adicionalmente por la combustión del coque. El gas CO tiene un efecto reductor sobre las menas de hierro; la reacción simplificada se describe a continuación (usando la hematita como lamena original):
Fe 2 O 3 + CO 2FeO + CO2 …. (1)
El bióxido de carbono CO2 reacciona con el coque para formar más monóxido de carbono:
CO2 + C (coque) 2CO………. (2)
el cual realiza la reducción final de FeO a hierro:
FeO +CO Fe+CO2 …. (3)
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El hierro fundido escurre hacia abajo, acumulándose en la base del alto horno.
El hierro fundido de primera fusión, o arrabio se vacíaperiódicamente en carros cuchara o carros torpedo con los cuales se llenan lingoteras o bien se conducen a mezcladoras calientes donde se almacenan y se mezclan con otras fundiciones para curarse posteriormente en algún proceso de obtención del acero (refinación de arrabio).
[pic]ESCORIA Y ARRABIO
Los lingotes se someten a una operación de enfriamiento para convertirse mediante procesos...
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