Fabricacion Del Acero

UNIVERSIDAD DEL NORTE
Division de Ingenierias
Division de Ingenieria Mecanica
Ingenieria de los Materiales

Procesos de fabricación del acero AISI-SAE 4140


Barranquilla
Febrero 23 de 2012
Introduccion

Desde el inicio de los tiempos, el hombre siempre ha trabajado bajo el anhelo de ser cada vez mejor, de superarse en todos y cada uno de los aspectos que lo rodean en su diariovivir. En cuanto a los materiales se puede ver claramente la evolución que ha tenido el ser humano en dicha área, partiendo de la utilización de recursos naturales como la piedra y partes de animales hasta las mas sofisticadas nanotecnologías utilizadas en la actualidad, con ellos también han avanzado los diferentes procesos y procedimientos para obtener, mejorar, cambiar y optimizar dichosmateriales y sus propiedades. En el siguiente informe se describirán los procesos de producción del acero, específicamente del AISI-SAE 4140, en estado solido, partiendo desde chatarra o mineral de hierro, se explicara el proceso en general y se mencionaran los diferentes cambios que hay en el material durante cada parte del proceso.

Este informe se hace con el objetivo de profundizar y afianzar losconocimientos adquiridos acerca del procesamiento del acero desde su obtención hasta que ya esta apto para el uso que se le va a dar. Tambien tiene como objeto brindarle una clara idea al lector sobre dicho tema, por medio de ejemplos y explicaciones dinámicas.

El siguiente escrito fue redactado por estudiantes de ingeniería mecánica de la universidad del norte, inscritos en la clase de ingenieríade los materiales, el trabajo asignado fue realizado para complementar y reforzar los conceptos dados durante la clase. Dicho escrito fue realizado basado en fuentes bibliográficas, vínculos web y con la orientación de un profesional en ingeniería mecánica.

Proceso de fabricación del acero

* Los aceros se producen en general de dos maneras: refinando el mineral de hierro o reciclandochatarra de acero.

* La producción del acero a partir de un mineral de hierro se da por medio de la reducción indirecta, dicha reducción se da de dos formas la primera es por medio del alto horno, para ello es necesario que el mineral este procesado para que contenga de un 50% a un 70% de oxido de hierro, una vez se tiene esto:

1. Se introducen en el alto horno el mineral, el carbón decoque y los fundentes por medio de vagonetas que vuelcan la carga dentro del tragante; Algunas impurezas se eliminan por medio de métodos como la separación magnética. En la parte superior de la cuba se reduce y eliminan los oxidos del mineral introducido y de esta manera se obtiene el hierro. El fundente reacciona con la ganga que es la parte indeseable del material y de esta manera forman laescoria, dicha escoria flota sobre el metal fundido.

2. Un sistema de escape de gases libera por medio de unas toberas una corriente de gases precalentados a mas de 900 grados centígrados y a 15 atmosferas de presión que producen que el oxigeno del aire se mezcle con el coque (carbono) que funciona como combustible para el alto horno y a su vez como agente reductor (reduciendo el oxido dehierro en hierro de primera fusion, mejor conocido como arrabio) y un fundente, de esta manera por combustión incompleta del carbono se forma monóxido de carbono que reduce el mineral y deja en libertad al hierro en la parte superior del horno. A una temperatura de 1600 grados centígrados, el material (arrabio) contiene 95% de hierro, 4% de carbono, de 0.3 a 0.9% de silicio, 0.5% de manganeso y de0.025% a 0.05% de azufre, fosforo y titanio. La piedra caliza (CaCO3) sirve para ayudar a eliminar las impurezas, esta se descompone formando Oxido de Calcio (CaO). El oxido de Calcio forma eutecticos con el sílice y los otros oxidos que se encuentran en forma de impurezas en el concentrado del mineral, lo que ayuda a producir una escoria fundida, que es un subproducto del proceso del alto horno...