MATERIALES FERROSOS 2 1 3 1 A 2

MATERIALES FERROSOS

2 1 3 1 A 2 A 4 5 4 A 7 6 8 9 10 12 13 11 14 3 A

1. TIPOS DE MINERALES DE HIERRO ● En la naturaleza existe una gran variedad de minerales de hierro, pero actualmente solo se suelen aprovechar: Magnetita (Fig. 1), Hematites ( Fig. 2), Limonita ( Fig. 3), y Siderita ( Fig. 4). Tienen la ventaja de ser abundantes y contener proporciones de hierro puro elevadas. Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4

2. CARBÓN DE COQUE ● Se emplea en el alto horno para la fabricación del acero sirviendo combustible y para evitar los óxidos en el hierro.

3. FUNDENTES ● Está compuesto por piedra caliza, 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 la escoria. - Bajar el punto de fusión de la ganga para que la escoria sea líquida.

4. HORNO ALTO ● Hornos altos: son aquellos hornos que nos sirven para la fabricación del acero a partir del mineral de hierro. ● Funcionamiento: se introduce la materia en la parte superior y a medida que esta baja su temperatura aumenta hasta llegar al etalaje. aquí su temperatura es de unos 1650ºC. provocando que la mena ( mineral de hierro) se fundan y se depositen en el crisol. La fundente reacciona con la ganga y forma la escoria que flota sobre el hierro fundido. Por la piquera de escoria se extrae, cada 2 horas, la escoria. Esta escoria se puede utilizar para cemento, asfalto o como aislante térmico. Periódicamente, se abre la piquera de arrabio y se extrae el hierro líquido del crisol. Este hierro líquido se llama arrabio. A la altura del etalaje se encuentra un anillo por el cual se extrae aire caliente que se introdiuce en el horno a través de las toberas.

5. ARRABIO Y ESCORIA ● Arrabio: es el hierro que se obtiene de el horno alto el cual se obtiene en estado líquido y contiene muchas impurezas, así como un exceso de carbono, por lo que normalmente no tiene ninguna aplicación. ( Fig. 1) Este arrabio se convierte en acero mediante el procedimiento LD. ● Escoria: es la parte de la ganga que ha reaccionado químicamente con la fundente. Se puede utilizar para cemento, asfalto o como aislante térmico. ( Fig 2. ) Fig. 1 Fig. 2

6. LINGOTES DE ARRABIO ● De todo el arrabio obtenido del horno alto, a veces, una parte de ello se solidifica en moldes especiales llamados lingotes. Estos lingotes sirven para almacenar el arrabio cuando no hay mucha demanda del producto o del acero.

7. CONVERTIDOR LD ● Como el arrabio obtenido del horno alto tiene demasiadas impurezas lo hace demasiado frágil por lo que es necesario someterle a un procedimiento para eliminar esas impurezas, a través de un convertidor LD. ( Fig. 1) El transporte del arrabio desde el horno alto hasta el convertidor se lleva a cabo en trenes equipados con depósitos especiales llamados torpedos. (Fig. 2) ● Materia prima que emplea el convertidor LD: - Arrabio líquido, aunque también se pueden añadir pequeñas cantidades de chatarra. - Fundentes ( cal, que reacciona con las impurezas y forma la escoria). - Ferroaleaciones, mejoran las propiedades del acero. ● Características del horno convertidor: - Interiormente está recubierto de ladrillos refractarios. - La producción por hornadas suelen ser de unas 300 toneladas de acero de gran calidad. - Cada hornada dura aproximadamente 1 hora. ● Funcionamiento del horno convertidor. Su funcionamiento se muestra en la siguiente imagen.

8. ACERO LÍQUIDO ● Es el resultado del proceso de transformación del arrabio por el convertidor LD o por el horno eléctrico. El acero que sale de este convertidor está en estado líquido y tiene unas propiedades adecuadas para su uso.

9. COLADA CONVENCIONAL ● Consiste en verter el acero líquido sobre moldes con la pieza que se desea obtener. Luego se deja enfriar el metal y mas tarde se extrae la pieza.

10. COLADA CONTINUA ● Es el procedimiento mas moderno y económico. Consiste en verter el acero líquido sobre un molde si fondo ni tapadera, de forma curva y sección transversal con la forma geométrica del producto a obtener. El acero líquido, a medida que se va desplazando, se va enfriando.

11. COLADA SOBRE LINGOTERAS ● Si en un momento determinado la demanda de productos ferrosos es baja y no tiene salida comercial lo que se hace es colarlo en el interior de lingoteras y dejarlo enfriar. Posteriormente, se extrae de la lingotera y se almacenan hasta que la demanda aumente.

12. PRODUCTOS ACABADOS ● Son aquellos productos resultantes de la colada convencional que tienen una forma definida cuando se realiza el proceso de colada convencional.

13. TRENES DE LAMINACIÓN ● La laminación consiste en hacer pasar el acero sólido entre dos rodillos o cilindros que giran a la misma velocidad pero en dirección contraria. De esta manera se reduce la sección transversal y se aumenta la longitud. Existen dos tipos de laminación: - Laminación en caliente. La temperatura del material suele ser de unos 1000ºC. - Laminación en frío. Se realiza a temperatura ambiente. La cantidad de trenes de laminación depende del producto que se quiera obtener. En cualquier caso, siempre habrá uno o varios trenes devastadores y secciones de enfriamiento.

14. LINGOTES ● Son los lingotes de acero resultantes del proceso de colada sobre lingotera que están en estado sólido y se almacenan cuando la demanda del producto es escasa.

1 A. CHATARRA ● Es el material a partir del cual se va a obtener el acero en el horno eléctrico. Este material no lleva otros metales no ferrosos como cobre, aluminio, plomo, etc.

2 A. FERROALEACIONES ● Sirven para fabricar acero con unas características determinadas, según el tipo de ferroaleaciones que se empleen, en el horno eléctrico. Las ferroaleaciones pueden ser por ejemplo níquel, cromo, etc.

4 A. HORNO ELÉCTRICO ● Las partes mas importantes del horno eléctrico son: - Transformador eléctrico. Convierte el voltaje a 900 V y transforma la corriente eléctrica alterna en corriente continua. (1) - Cables flexibles. Conducen la electricidad hasta los electrodos. (2) - Brazos de los electrodos. Permiten que los electrodos se acerquen o se alejen de la chatarra para que salte el arco eléctrico. (3) - Sujeción de electrodos. (4) - Pórtico con brazos hidráulicos. Permite quitar y poner la tapadera del horno eléctrico para introducir la chatarra, las ferroaleaciones y las fundentes. (5) - Salida de humo refrigerado. Conduce los humos a un filtro eliminando las partículas en suspensión. (6) - Estructura oscilante. (9) Permite inclinar el horno para extraer el acero fundido. Para ello dispone de un dispositivo de volteo hidráulico. (12)

4 A. HORNO ELÉCTRICO ● El funcionamiento del horno eléctrico es el siguiente: 1. Se quita la tapadera y se introduce la chatarra y el fundente. 2. Se cierra el horno y se acerca los electrodos a la chatarra, para que salte el arco eléctrico y comience a fundir la chatarra. 3. Cuando la chatarra esta fundida, se inyecta oxígeno para eliminar los elementos indeseables del baño, como magnesio, silicio, fósforo, etc. 4. Se inclina el horno y se extrae la escoria. A continuación se le añade el carbono y ferroaleaciones y se sigue calentando hasta que las adiciones se disuelvan y se uniformice la composición del baño. 5. Se inclina el horno y se vierte el acero en la cuchara, que lo llevara al área de moldeo.

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