Apunte de siderurgia

1 La industria del acero es la primera de las industrias y constituye el puntal de nuestra industrialización. Sin ella siempre seremos vasallos. Gral. Ing Manuel N. Savio
Autor: Gustavo F. Merlone (Ing. Metalúrgico, Posgrado en Siderurgia).

1. FABRICACIÓN DEL ACERO
1.1. METALURGIA Abarca desde la tecnología para la extracción de minerales, metalurgia extractiva, hasta la obtención de losmetales y sus aleaciones, la fabricación de productos semielaborados e incluso los tratamientos para mejorar sus propiedades, ingeniería metalúrgica. La metalurgia física es la ciencia que estudia la estructura, transformación y propiedades de esos materiales. 1.2. SIDERURGIA Es la metalurgia de las aleaciones de Fe y C (aceros y fundiciones) comprendiendo fundamentalmente los procesos de reducción(en alto horno o reducción directa), oxidación y desoxidación (en acería). Los productos siderúrgicos contienen además: residuales (P, S, Si, Mn, etc.) provenientes de las materias primas utilizadas en su elaboración; algunos de estos residuales se consideran impurezas ya que perjudican las propiedades del producto (P, S, etc.) y eventualmente aleantes, elementos adicionados a propósito (Cr; Ni,Mo, etc.) con la finalidad de mejorar propiedades físicas (especialmente las mecánicas) y químicas (en particular la resistencia a la corrosión). La diferencia entre elemento residual o elemento aleante radica en el valor del porcentaje en peso del elemento en cuestión, así por ejemplo según la Norma Mercosur NM-ISO 4948-1:96, el silicio por debajo de 0,50% se considera residual y el manganeso seconsidera residual hasta 1,80%. La terminología empleada normalmente es la siguiente: ahierro o fierro: metal con impurezas < 0,15 % (dentro de ellas, C # 0,05 %) (en la jerga se emplea hierro para el elemento químico puro o para un material con pureza de 99,8 a 99,9 % de Fe); comercialmente se denomina hierro hasta un contenido de C de 0,18 %. aceros: aleaciones Fe-C con C < 2,14 %; pueden sercomunes o bien aleados; fundiciones: aleaciones Fe-C con 2,14 % < C < 6,67 %; también pueden ser aleadas.

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La antigua división atribuida a propiedades metalúrgicas aparentemente especificas (forjabilidad en aceros; fragilidad en fundiciones; etc.) ya no presenta una estricta diferenciación, porque se han desarrollado aleaciones de una clase que poseen algunas características propias de laotra: fundición dúctil austemperada; aceros moldeados utilizables en condiciones brutas de colada. El Fe de elevada pureza (>99 %) tiene utilización exclusivamente para ciertos estudios científicos muy especiales (difusión). La importancia industrial del acero como material para construcciones mecánicas y civiles se

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fundamenta básicamente en razones técnico-económicas: • relativamente bajocosto de elaboración: desde la extracción del mineral (abundancia del mineral de alta ley, facilidad de reducción) hasta la producción de semielaborados y fabricación de piezas terminadas en cantidades masivas; elevadas propiedades mecánicas: resistencia (estática y dinámica), y rigidez (alto módulo elástico) con adecuada confiabilidad (duración); posibilidad de modificación de propiedades(mecánicas, físicas y químicas): mediante tratamientos térmicos, termoquímicos, termomecánicos o bien por agregado de aleantes. respaldo de la experiencia en servicio: por ser una de las aleaciones más usadas por la humanidad (desde el año 2500 A.C. en forma continua) se tiene una gran experiencia sobre los usos que se le puede dar, los problemas que puede presentar y sus posibles soluciones.

• • •1.3. MINERALES DE HIERRO El hierro es uno de los metales más abundantes (5 % de la superficie terrestre). El consumo es aproximadamente 1.000 x 106 t/año y las reservas mundiales se estiman en 300.000 x 106 t. Los minerales de hierro aparecen como óxidos, carbonatos, sulfuros o silicatos; pero su explotación principal es bajo la forma de óxidos. La producción de hierro y acero es rentable con...