manufactura de Fe

Apuntes para la Asignatura de Química en Ingeniería



7.3.1 Manufactura del acero
La manufactura del acero es una de las industrias metalúrgicas más importantes. En Estados Unidos, elconsumo anual de acero está muy por encima de los 100 millones de toneladas. El acero es una aleación del hierro que contiene entre 0.03 y 1.4% de carbono, además de diversas cantidades de otros elementos.La amplia gama de propiedades mecánicas útiles asociadas con el acero se debe esencialmente a su composición química y al tratamiento térmico de un tipo particular de acero.
Mientras que laproducción del hierro es un proceso de reducción (transformación de los óxidos de hierro en hierro metálico), la conversión del hierro en acero es un proceso de oxidación en el que las impurezas indeseables seseparan del hierro mediante su reacción con oxígeno gaseoso. Uno de los numerosos métodos utilizados en la manufactura del acero es el proceso básico con oxígeno. En la actualidad este proceso es elmedio más común para producir acero, como consecuencia de la facilidad de operación y los tiempos relativamente cortos (alrededor de 20 minutos) que se requieren para cada conversión en gran escala(cientos de toneladas).
El hierro fundido proveniente del alto horno se vierte en un recipiente cilindrico que se encuentra en posición vertical. Entonces se introduce oxígeno gaseoso a presión, sobreel hierro fundido, a través de un tubo enfriado con agua. En estas condiciones, el manganeso, el fósforo, el silicio, así como el exceso de carbono, reaccionan con el oxígeno para formar óxidos. Estosóxidos reaccionan con los fundentes apropiados (por ejemplo, CaO o Si02) para formar escoria. El tipo de fundente seleccionado depende de la composición del hierro. Si las principales impurezas sonsilicio y fósforo, al hierro se te agrega un fundente básico como el CaO:

Si02 (í) + CaO[s) > CaSi03 (í)

P4010 m + 6CaO{s) > 2Ca3(P04)2 (/)



Por otra parte, si la impureza predominante es...