Taller
Páginas: 9 (2239 palabras)
Publicado: 13 de marzo de 2014
Procesos de obtención del acero y otros productos ferrosos
En la actualidad, los productos ferrosos se obtienen, casi en su totalidad, de dos maneras, dependiendo de la materia prima empleada. Estos procedimientos son a través del horno alto (usando mineral de hierro) y a través del horno eléctrico (empleando chatarra).
A continuacion, se explica el funcionamiento de estos procedimientos(los numeros entre paréntesis hacen referencia a la numeracion de la figura).
A-Materia prima del horno alto:
La materia prima, formada por mineral de hierro (60%), carbón de coque (30%) y fundente (10%), se introduce en el horno alto por la parte superior.
El coque es un combustible sólido formado por la destilación de carbón bituminoso calentado a temperaturas de 500 a 1100 °C sincontacto con el aire.1 2 3 El proceso de destilación implica que el carbón se limpia de alquitrán, gases y agua.3 Este combustible o residuo se compone en 90 a 95% de carbono.1 3 Nitrogeno, oxígeno, azufre e hidrogeno están presentes en cantidades menores.1 Es poroso y de color negro a gris metálico.2 3 El coque se utiliza en grandes cantidades en altos hornos para la elaboración de hierro aprovechandola siguiente reacción química:1 2
Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
Aparte de carbón mineral se han usado otros materiales como turba, carbón vegetal y petróleo crudo para elaborar materiales llamados coque, en este último caso se trata de coque de petróleo.3 En cuanto a temperatura de producción existen dos tipos de coque: el coque de alta temperatura, formado a los 900 a 1100 °C y el de baja temperatura,formado a los 500 a 700 °C.3
• Mineral de hierro (1). Antes de ser introducido en el horno alto se debe someter a una serie de tratamientos preliminares. Estos tratamientos consisten en triturar y moler el mineral, para posteriormente separar la parte útil (mena) de la no aprovechable (rocas, cal, sílice, tierra, etc.), que constituye la ganga.
• Carbón de coque (2). Se ha creadoartificialmente a partir de la hulla.( La hulla es una roca sedimentaria orgánica, un tipo de carbón mineral que contiene entre un 45 y un 85 por ciento de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Se formó mediante la compresión del lignito, principalmente en la Era Primaria, durante los períodos Carbonífero y Pérmico. Surge como resultado de la descomposición dela materia vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de años. Es el tipo de carbón más abundante.
Presenta mayor proporción de carbono, menor porcentaje de humedad y mayor poder calorífico que el lignito.) Su misión, dentro del horno alto, es la siguiente:
– Producir, por combustión, el calor necesario para fundir la mena y generar las reacciones químicas necesariaspara que el óxido de hierro (mineral de hierro) se convierta en arrabio.
– Soportar el peso de la materia prima introducida, permitiendo que no se aplaste, para que pueda arder en la parte inferior y salgan los gases hacia la parte superior del horno.
• Fundente (3). Compuesto por piedra caliza o, lo que es lo mismo, cal (siempre que el mineral tenga composición ácida), cuya misión es: –Reaccionar químicamente con la ganga que haya podido quedar en el mineral, arrastrándola
hacia la parte superior de la masa líquida, y formando lo que se denomina escoria.
– Bajar el punto de fusión de la ganga para que la escoria sea líquida.
B- Funcionamiento del horno alto:
El horno alto (4), una vez encendido, está funcionando ininterrumpidamente hasta que es necesario hacerle unareparación.
A medida que se introduce la carga por la parte superior, ésta va bajando y su temperatura aumentando hasta llegar al etalaje (imagen inferior). Aquí la temperatura ronda los 1 650 °C, suficientes para que el mineral de hierro (mena) se transforme en gotitas de hierro que se depositan en el crisol (imagen inferior).
La cal (fundente) reacciona químicamente con la ganga...
En la actualidad, los productos ferrosos se obtienen, casi en su totalidad, de dos maneras, dependiendo de la materia prima empleada. Estos procedimientos son a través del horno alto (usando mineral de hierro) y a través del horno eléctrico (empleando chatarra).
A continuacion, se explica el funcionamiento de estos procedimientos(los numeros entre paréntesis hacen referencia a la numeracion de la figura).
A-Materia prima del horno alto:
La materia prima, formada por mineral de hierro (60%), carbón de coque (30%) y fundente (10%), se introduce en el horno alto por la parte superior.
El coque es un combustible sólido formado por la destilación de carbón bituminoso calentado a temperaturas de 500 a 1100 °C sincontacto con el aire.1 2 3 El proceso de destilación implica que el carbón se limpia de alquitrán, gases y agua.3 Este combustible o residuo se compone en 90 a 95% de carbono.1 3 Nitrogeno, oxígeno, azufre e hidrogeno están presentes en cantidades menores.1 Es poroso y de color negro a gris metálico.2 3 El coque se utiliza en grandes cantidades en altos hornos para la elaboración de hierro aprovechandola siguiente reacción química:1 2
Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
Aparte de carbón mineral se han usado otros materiales como turba, carbón vegetal y petróleo crudo para elaborar materiales llamados coque, en este último caso se trata de coque de petróleo.3 En cuanto a temperatura de producción existen dos tipos de coque: el coque de alta temperatura, formado a los 900 a 1100 °C y el de baja temperatura,formado a los 500 a 700 °C.3
• Mineral de hierro (1). Antes de ser introducido en el horno alto se debe someter a una serie de tratamientos preliminares. Estos tratamientos consisten en triturar y moler el mineral, para posteriormente separar la parte útil (mena) de la no aprovechable (rocas, cal, sílice, tierra, etc.), que constituye la ganga.
• Carbón de coque (2). Se ha creadoartificialmente a partir de la hulla.( La hulla es una roca sedimentaria orgánica, un tipo de carbón mineral que contiene entre un 45 y un 85 por ciento de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Se formó mediante la compresión del lignito, principalmente en la Era Primaria, durante los períodos Carbonífero y Pérmico. Surge como resultado de la descomposición dela materia vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de años. Es el tipo de carbón más abundante.
Presenta mayor proporción de carbono, menor porcentaje de humedad y mayor poder calorífico que el lignito.) Su misión, dentro del horno alto, es la siguiente:
– Producir, por combustión, el calor necesario para fundir la mena y generar las reacciones químicas necesariaspara que el óxido de hierro (mineral de hierro) se convierta en arrabio.
– Soportar el peso de la materia prima introducida, permitiendo que no se aplaste, para que pueda arder en la parte inferior y salgan los gases hacia la parte superior del horno.
• Fundente (3). Compuesto por piedra caliza o, lo que es lo mismo, cal (siempre que el mineral tenga composición ácida), cuya misión es: –Reaccionar químicamente con la ganga que haya podido quedar en el mineral, arrastrándola
hacia la parte superior de la masa líquida, y formando lo que se denomina escoria.
– Bajar el punto de fusión de la ganga para que la escoria sea líquida.
B- Funcionamiento del horno alto:
El horno alto (4), una vez encendido, está funcionando ininterrumpidamente hasta que es necesario hacerle unareparación.
A medida que se introduce la carga por la parte superior, ésta va bajando y su temperatura aumentando hasta llegar al etalaje (imagen inferior). Aquí la temperatura ronda los 1 650 °C, suficientes para que el mineral de hierro (mena) se transforme en gotitas de hierro que se depositan en el crisol (imagen inferior).
La cal (fundente) reacciona químicamente con la ganga...
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