Fabricacion del hierro

Metales de transición
Están situados en la parte central del sistema periódico, en el bloque d, cuya principal característica es la inclusión en su configuración electrónica del orbital d, parcialmente lleno de electrones. Son estables por si mismos sin necesidad de una reacción con otro elemento. Cuando a su última capa de valencia le faltan electrones para estar completa, los extrae de capasinternas. Con eso es estable, pero le faltarían electrones en la capa donde los extrajo, así que los completa con otros electrones propios de otra capa y así sucesivamente.
El hierro y sus componentes.
Las fuentes principales de hierro son los minerales: hematites, magnetita, limonita, siderita y la pirita. La metalurgia del hierro denominada siderurgia, se realiza por reducción, en continuo, aalta temperatura de sus óxidos con carbón de coque, en un alto horno. El mineral de partida se transformará previamente en sus óxidos (FeO + Fe2O3).
Metalurgia del hierro
Un alto horno es una construcción parecida a una chimenea de más de 30m de altura y 10 de diámetro, por la parte más ancha, denominada vientre. Sus paredes internas van recubiertas de ladrillos refractarios. Esta dividido enzonas. Además de las reacciones por zonas se producen otras secundarias debidas a las impurezas del mineral que dan lugar al arrabio, que se usa para hacer aceros y otra se moldea por fusión para obtener:
Hierro fundido: Es arrabio fundido vertido en moldes, de baja tenacidad y ductilidad, con lo que no se puede mecanizar. Se usa para fabricar piezas moldeadas.
Hierro colado: Fundido de arrabiomezclado con chatarra, es menos frágil y más dúctil, misma utilidad pero de más calidad.
Hierro dulce: Arrabio fundido con óxido de hierro. Es duro dúctil, maleable de mayor resistencia a la corrosión. Usado en electroimanes y núcleos de bobinas.
Figura 1. Esquema de un alto horno
Hierro forjado: Al hierro dulce se le añade escoria y se moldea a martillo para expulsar el exceso de escoria, es deestructura fibrosa, es más blando, dúctil y maleable y muy resistente a la tracción y corrosión, usado para piezas que soportan grandes esfuerzos, cadenas, cables, anclas…
Zona 1 (200-700ºC). Secado de los minerales y las reacciones:
* Reducción del Fe2O3:
* Descomposición parcial del CaCO3:
* Reducción del Fe3O4:
Zona 2(700-1200ºC):
* Se completa la descomposición de CaCO3:
* Reducción del FeO:
Zona 3 (1200-1500ºC)
* Se funde el hierro.
* Se forma la escoria:

Zona 4 (1500-2000ºC):
* Combustión del coque: o
* Reducción del CO2:
* Descomposición del CO2:

Manufactura de aceros.
Un acero es una aleación de hierro quecontiene entre un 0,5-1,5% de carbono, junto otros elementos, que mejoran las propiedades del hierro según el uso al que se destine. Una gran parte del arrabio se dedica a la producción del acero, se eliminan sus impurezas y se añaden los diferentes elementos. El proceso se realiza en una única operación, existen 2 procedimientos:
Proceso Bessemer: El convertidor Bessemer es un gran recipiente deacero en forma de pera con su interior recubierto de ladrillos refractarios de sílice y que se monta sobre 2 cojinetes que permiten oscilar y vaciar su contenido. El arrabio se vierte en el a 1200ºC y se queman las impurezas mediante una corriente de aire introducido por un tubo de acero refrigerado por agua. Las reacciones de oxidación de las impurezas son muy exotérmicas con lo que latemperatura aumenta hasta 1900ºC:

Luego, en la boca del convertidor el CO se quema a CO2 y el azufre a SO2. Los óxidos de las impurezas se combinan con el fundente apropiado: CaO para SiO2 y P4O10 y SiO2 para MnO, dando lugar a la escoria que se acumula en la parte superior de la mezcla fundida. Las reacciones de formación de la escoria son las siguientes:

Una vez eliminadas las impurezas y la...