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Dentro de los metales el Hierro y su aleación principal: el acero, representan aproximadamente el 90% de la producción de metales fundamentalmente debido a su gran resistencia, tenacidad, plasticidad y relativo bajo costo.
El hierro es uno de los elementos químicos dominantes en el núcleo terrestre y sus minerales se encuentran ampliamente distribuidos en la corteza del planeta
Algunas de laspropiedades del hierro son las siguientes:
Densidad: 7,56 gr/cc
Tensión de fluencia: 10-12 Kg/mm2
Tensión de rotura: 20-25 Kg/mm2
Alargamiento: 50-60%
Dureza: 70-80 HB
Materias Primas – Mineral de Hierro: se presentan en trozos de 10 a 15 cms., provenientes de la mina o por haber sido objeto de una aglomeración. Los principales minerales de hierro se indican a continuación:
Produccionde arrabio(hierro) horno alto
En el alto horno, el mineral de hierro, el coque y la caliza se cargan por la parte superior. Por las otras entradas se inyecta el aire caliente que enciende el coque y libera el monóxido de carbono necesario para reducir al óxido de hierro. El arrabio, producto final del alto horno, se colecta por una toma en la parte inferior.
El coque se quema como combustiblepara calentar el horno, y al arder libera monóxido de carbono, que se combina con los óxidos de hierro del mineral y los reduce a hierro metálico.
La caliza se emplea como fuente adicional de monóxido de carbono y como sustancia fundente. Sin la caliza se formaría silicato de hierro, con lo que se perdería hierro metálico.
El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguientecomposición: un 92% de hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del 0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de fósforo y algunas partículas de azufre.
La Reducción del mineral en el Horno Eléctrico: cuando se reduce el mineral de hierro eléctricamente, el calor necesario para mantener la temperatura de reacción es generado por energía eléctrica y el carbón es necesario solamente paraefectuar la reducción del mineral y la carburización del hierro.
La reducción Directa de Minerales de Hierro : el término HRD, pre-reducido o hierro reducido se refiere a los cambios químicos que sufre el mineral (óxido de hierro) cuando se calienta a elevadas temperaturas en presencia de gases ricos en hidrocarburos.
Metalurgia Secundaria: Es una práctica que forma parte integral del ciclo modernode fabricación del acero; consiste en una serie de tratamientos, tales como: agitación (por inyección de gases inertes) y afino, aplicados en el cucharón, después de la sangría, o en instalaciones especiales, entre las funciones:
Homogenizar la temperatura del líquido, así como su composición química.
Disminuir el contenido de gases: H2, N2, O2, etc.
Reducción de las inclusiones no metálicas,o modificación de su forma y distribución.
Corregir la composición del acero
Agregar elementos aleantes especiales u otros aditivos.
Colada Continua: Cuando se requiere un material de sección constante y en grandes cantidades se puede utilizar el método de la colada continua, el cuan consiste en colocar un molde con la forma que se requiere debajo de un crisol, el que con una válvula puede irdosificando material fundido al molde. Por gravedad el material fundido pasa por el molde, el que está enfriado por un sistema de agua, al pasar el material fundido por le molde frío se convierte en pastoso y adquiere la forma del molde.
Primer dígito: Es un número con el que se indica el elemento predominante de aleación. 1 = Carbón; 2 = Níquel; 3 = Níquel y Cromo; 4 = Molibdeno; 5 = Cromo; 6= Cromo y Vanadio; 8 = Triple aleación y 9 = Silicio y Magnesio.
Segundo dígito: Es un número que indica el porcentaje aproximado en peso del elemento de aleación, señalado en el primer dígito. Por ejemplo, un acero 2540, indica que tiene aleación de Níquel y que este es del 5%Ni.
Dígitos 3 y 4: Indican el contenido promedio de carbono en centésimas, así en el ejemplo anterior se tendría...