unidad tres-ing de materiales metalicos
Páginas: 10 (2392 palabras)
Publicado: 28 de abril de 2014
3.1 Concepto de metalurgia
La palabra metalurgia viene del griego: Metallon = mina metálica y argón = trabajo, entonces la metalurgia es; el arte de extraer y trabajar los metales.
También se puede definir a la metalurgia como, el arte o la ciencia que tiene por objeto la obtención económica de los minerales a partir de sus menas en que están contenidos, la producción y tratamiento de lasaleaciones que forman los metales.
La metalurgia para su estudio se puede dividir en:
Metalurgia extractiva o de procesamiento
Estudia la optimización de procesos de concentración de minerales y cuidados del medio ambiente. Abarcando la extracción, concentración y refinación de metales y aleaciones.
Metalurgia física
Estudia la estructura interna de los metales que determinan suspropiedades, aplicaciones en la industria metalmecánica, según 3 variables:
1. Composición química
2. Tratamiento mecánico
3. Tratamientos térmicos
Por otra parte, la siderurgia es la rama de la metalurgia que estudia todo lo referente a la extracción, transformación y aplicaciones del hierro (hierro puro, acero y fundiciones de hierro).
El hierro es el metal de transición más abundante en lacorteza terrestre, y cuarto de todos los elementos. Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan la hematita (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4), la limonita (FeO (OH)), la siderita (FeCO3), la pirita (FeS2), la ilmenita (FeTiO3).
3.2 Proceso de prebeneficio del mineral de hierro
Son las actividades relacionadas con la eliminación de las impurezas contenidas en losminerales de hierro, antes de colocar en los hornos reductores, con el propósito de reducir costos, entre estas actividades están la tostación y la trituración.
3.3 Obtención del hierro
La reducción de los óxidos para obtener hierro se lleva a cabo en un horno denominado comúnmente alto horno. En él se añaden los minerales de hierro en presencia de coque y carbonato de calcio, CaCO3, que actúacomo escorificante.
Los gases sufren una serie de reacciones; el coque puede reaccionar con el oxígeno para formar dióxido de carbono:
C + O2 → CO2
A su vez el dióxido de carbono puede reducirse para dar monóxido de carbono:
CO2 + C → 2CO
Aunque también se puede dar el proceso contrario al oxidarse el monóxido con oxígeno para volver a dar dióxido de carbono:
2CO + O2 → 2CO2El proceso de oxidación de coque con oxígeno libera energía y se utiliza para calentar (llegándose hasta unos 1900 °C en la parte inferior del horno).
En primer lugar los óxidos de hierro pueden reducirse, parcial o totalmente, con el monóxido de carbono, CO; por ejemplo:
Fe3O4 + 3CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Después, conforme se baja en el horno y la temperatura aumenta,reaccionan con el coque (carbono en su mayor parte), reduciéndose los óxidos. Por ejemplo:
Fe3O4 + C → 3FeO + CO
El carbonato de calcio (caliza) se descompone:
CaCO3 → CaO + CO2
Y el dióxido de carbono es reducido con el coque a monóxido de carbono como se ha visto antes.
Más abajo se producen procesos de carburación:
3Fe + 2CO → Fe3C + CO2
Finalmente se produce la combustión ydesulfuración (eliminación de azufre) mediante la entrada de aire. Y por último se separan dos fracciones: la escoria y el arrabio: hierro fundido, que es la materia prima que luego se emplea en la industria. El arrabio suele contener bastantes impurezas no deseables, y es necesario someterlo a un proceso de afino en hornos llamados convertidores.
Otro proceso que se utiliza para obtener el hierroa partir de los minerales de hierro, se realiza en hornos conocidos como hornos rotativos o por el método HYL.
3.4 Procesos de aceración
Acero
Es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%) y también contiene Manganeso (menor al 1%), fósforo (menor al 0.35%) y azufre (menor al 0.04%). Algunas veces otros elementos de aleación...
La palabra metalurgia viene del griego: Metallon = mina metálica y argón = trabajo, entonces la metalurgia es; el arte de extraer y trabajar los metales.
También se puede definir a la metalurgia como, el arte o la ciencia que tiene por objeto la obtención económica de los minerales a partir de sus menas en que están contenidos, la producción y tratamiento de lasaleaciones que forman los metales.
La metalurgia para su estudio se puede dividir en:
Metalurgia extractiva o de procesamiento
Estudia la optimización de procesos de concentración de minerales y cuidados del medio ambiente. Abarcando la extracción, concentración y refinación de metales y aleaciones.
Metalurgia física
Estudia la estructura interna de los metales que determinan suspropiedades, aplicaciones en la industria metalmecánica, según 3 variables:
1. Composición química
2. Tratamiento mecánico
3. Tratamientos térmicos
Por otra parte, la siderurgia es la rama de la metalurgia que estudia todo lo referente a la extracción, transformación y aplicaciones del hierro (hierro puro, acero y fundiciones de hierro).
El hierro es el metal de transición más abundante en lacorteza terrestre, y cuarto de todos los elementos. Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan la hematita (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4), la limonita (FeO (OH)), la siderita (FeCO3), la pirita (FeS2), la ilmenita (FeTiO3).
3.2 Proceso de prebeneficio del mineral de hierro
Son las actividades relacionadas con la eliminación de las impurezas contenidas en losminerales de hierro, antes de colocar en los hornos reductores, con el propósito de reducir costos, entre estas actividades están la tostación y la trituración.
3.3 Obtención del hierro
La reducción de los óxidos para obtener hierro se lleva a cabo en un horno denominado comúnmente alto horno. En él se añaden los minerales de hierro en presencia de coque y carbonato de calcio, CaCO3, que actúacomo escorificante.
Los gases sufren una serie de reacciones; el coque puede reaccionar con el oxígeno para formar dióxido de carbono:
C + O2 → CO2
A su vez el dióxido de carbono puede reducirse para dar monóxido de carbono:
CO2 + C → 2CO
Aunque también se puede dar el proceso contrario al oxidarse el monóxido con oxígeno para volver a dar dióxido de carbono:
2CO + O2 → 2CO2El proceso de oxidación de coque con oxígeno libera energía y se utiliza para calentar (llegándose hasta unos 1900 °C en la parte inferior del horno).
En primer lugar los óxidos de hierro pueden reducirse, parcial o totalmente, con el monóxido de carbono, CO; por ejemplo:
Fe3O4 + 3CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Después, conforme se baja en el horno y la temperatura aumenta,reaccionan con el coque (carbono en su mayor parte), reduciéndose los óxidos. Por ejemplo:
Fe3O4 + C → 3FeO + CO
El carbonato de calcio (caliza) se descompone:
CaCO3 → CaO + CO2
Y el dióxido de carbono es reducido con el coque a monóxido de carbono como se ha visto antes.
Más abajo se producen procesos de carburación:
3Fe + 2CO → Fe3C + CO2
Finalmente se produce la combustión ydesulfuración (eliminación de azufre) mediante la entrada de aire. Y por último se separan dos fracciones: la escoria y el arrabio: hierro fundido, que es la materia prima que luego se emplea en la industria. El arrabio suele contener bastantes impurezas no deseables, y es necesario someterlo a un proceso de afino en hornos llamados convertidores.
Otro proceso que se utiliza para obtener el hierroa partir de los minerales de hierro, se realiza en hornos conocidos como hornos rotativos o por el método HYL.
3.4 Procesos de aceración
Acero
Es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%) y también contiene Manganeso (menor al 1%), fósforo (menor al 0.35%) y azufre (menor al 0.04%). Algunas veces otros elementos de aleación...
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