SIPQ producción de acero


Producción de Acero


El acero esta compuesto por las aleaciones del hierro con el carbono y otros elementos, que al calentarlas hasta altas temperaturas, pueden ser sometidas a la deformación plástica por laminado, estirado, forjado, estampado.
El acero contiene hasta 2% de carbono y ciertas cantidades de silicio y manganeso y también impurezas nocivas: fósforo y azufre, las cuales no sepueden eliminar por completo del metal por los métodos metalúrgicos. Aparte de estas impurezas los aceros pueden contener algunos elementos de aleación: cromo, niquel, vanadio, titanio y otros.
El hierro es obtenido mediante minerales encontrados en la corteza terrestre, las principales menas de hierro son:
Magnetitas (Fe3O4)
Hematitas (Fe2O3)
Limonitas (nFe2O3, mH2O)
Sideritas (FeCO3)Piritas (FeS2)
Estas menas se preparan antes de entrar al horno donde es fundido, primero se le hace una molienda para poder tener una granulometría adecuada y una mayor superficie de reacción. en ciertas menas ( limonitas) se debe eliminar el agua higroscópica y de hidratación presente asi como el azufre, esto se logra mediante una cocción.
No todas las menas tienen una exacta composición por loque antes de fundirlas se debe medir la composición de cada extracción y mezclarse entre ellas para obtener una materia prima homogénea e incorporarla al proceso.
El proceso de conversión de las menas de hierro a hierro colado se realiza en un horno denominado alto horno en donde se realiza la transformación de manera continua.
En la materia prima para la obtención de hierro colado ( fundido), élesta siempre en forma de óxido (Fe2O3), de manera que tenemos que eliminarle el oxígeno para que quede solamente el hierro elemental. A este proceso se le llama reducción y para que se produzca, debemos contar con un elemento que tome el oxigeno pero que no se combine apreciablemente con el hierro, es decir un elemento reductor. Como elemento reductor del alto horno se utiliza el monóxido decarbono ( CO ) a alta temperatura, que es generado por el propio horno a partir de coque ( carbón mineral pre-elaborado), de manera que se desarrollan las siguientes reacciones químicas:

3Fe2O3
+
CO
------>
2Fe3O4
+
CO2
2Fe3O4
+
2CO
----- >
6FeO
+
2CO2
6FeO
+
6CO
----->
6Fe
+
6CO2








El resultado final es que se incorpora al alto horno óxido de hierro y coque comocomponentes fundamentales, se insufla aire a presión a través de la masa para producir el calor por combustión y generar el CO y se obtiene el hierro elemental más dióxido de carbono ( CO2), que escapa como gas a la atmósfera. También se agregan los llamados fundentes que sirven para facilitar la fusión de la ganga y que flote formando escoria.
Los materiales suminstrados al alto horno: mena,combustible, aglomerado, fundentes y aire sufren cambios físicos y químicos. De acuerdo a las zonas térmicas en el horno tienen lugar los siguientes cambios;
la quema del combustible
la evaporación del agua
la descomposición de los carbonatos
la reducción del hierro y de otros elementos
la carburación del hierro ( reacción de hierro con el carbono )
la fundición del metal
la formación yfundición de la escoria
el acero se elabora primordialmente por la transformación del hierro fundido en forma de arrabio. La terea de la transformación del arrabio en acero se reduce a la extracción de las cantidades sobrantes de carbono, silicio, manganeso y las impurezas nocivas que contiene. Esta tarea se puede llevar a cabo porque el carbono y las otras impurezas, bajo la acción de altastemperaturas, se unen con el oxígeno de un modo más enérgico que el hierro y pueden extraerse con pérdidas insignificantes de hierro. El carbono del arrabio al reaccionar con el oxígeno se transforma en gas monóxido de carbono (CO) que se volatiliza.


Otras impurezas se transforman en óxidos (SiO2, MnO, P2O5) que tienen una densidad menor que la del metal fundido y por tanto flotan formando la...