proceso de obtencion del acero

PROCESOS INDUSTRIALES
1. PROCESO DE OBTENCIÓN DEL HIERRO Y DEL ACERO
1.1 Proceso tecnológico de la extracción del mineral de hierro 1ª función
La producción del hierro y del acero empieza con las menas de hierro y otros materiales requeridos
(mena = mineral metalífero, principalmente el de hierro, tal como se extrae del yacimiento y antes de
limpiarlo).
La mena principal usada en laproducción de hierro y acero es la hematita (Fe203), otras menas incluyen
la magnetita (Fe304), la siderita (Fe C 03?) y la limonita (Fe 2 O 3 - XH2O) donde x vale alrededor de
1.5). Las menas de hierro (vea tabla No. 1) contienen de un 50 a un 70% de hierro, dependiendo de su
concentración; la hematita contiene casi 70% de hierro. Además, hoy se usa ampliamente la chatarra
como materia prima para lafabricación de hierro y acero. Las otras materias primas que se necesitan
para reducir el hierro de sus menas, son el coque y la piedra caliza. El coque es un combustible de alto
carbono, producido por el calentamiento de carbón bituminoso en una atmósfera con bajo contenido de
oxígeno durante varias horas, seguido de una aspersión de agua en torres especiales de enfriamiento. Lacoquificación del carbón mineral deja, como subproducto, gas de alto poder calorífico, que es utilizado
como combustible en los diversos procesos subsiguientes. El coque desempeña dos funciones en el
proceso de reducción:
1) Es un combustible que proporciona calor para la reacción química y
2) produce monóxido de carbono (CO) para reducir las menas de hierro.
La piedra caliza es una roca que contienealtas proporciones de carbonato de calcio (Ca CO 3). Esta
piedra caliza se usa en el proceso como un fundente que reacciona con las impurezas presentes y las
remueve del hierro fundido como escoria.
La producción del hierro.
Para producir hierro, se alimenta por la parte superior de un alto horno una carga con capas alternadas
de coque, piedra caliza y mineral de menas de hierro. Un alto horno esvirtualmente una planta química
que reduce continuamente el hierro del mineral. Químicamente desprende el oxígeno del óxido de hierro
existente en el mineral para liberar el hierro. Está formado por un recipiente cilíndrico de acero forrado
con un material no metálico y resistente al calor, como ladrillos refractarios y placas refrigerantes. El
diámetro del recipiente cilíndrico de 9 a 15 m(30 a 50 pies) disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es
máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total de 40 m (125 pies.
La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se
fuerza el paso del aire. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se
sangra (o vacía) el alto horno.Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para
retirar la escoria. La parte superior del horno, contiene respiraderos para los gases de escape, y un par
de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce la carga en el
horno. Los materiales se llevan hasta las tolvas en pequeñas vagonetas o cucharas que se suben por un
elevadorinclinado situado en el exterior del horno. Desde la parte baja de la cámara se inyecta por
toberas una corriente de gases y aire precalentados a 900 °C a gran velocidad para realizar la
combustión y la reducción del hierro efectuándose la combustión completa del coque que adquiere
temperaturas máximas entre 1700 a 1800 °C. Los gases calientes (CO, H2, CO2, H2O, N2, O2 y los
combustibles) realizanla combustión del coque conforme pasan hacia arriba, a través de la carga de
materiales. El monóxido de carbono se suministra como un gas caliente, pero también se forma
adicionalmente por la combustión del coque. El gas CO tiene un efecto reductor sobre las menas de
hierro; la reacción simplificada se describe a continuación (usando la hematita como la mena original):
Fe 2 O 3 + CO 2FeO +...