RESUMEN DE MATERIALES METALICOS TIPOS DE ENLACES ATOMICOS ENLACE IONICO: IONICO: se produce entre un elemento muy electropositivo (cuya energía de ionización es muy baja) y otro muy electronegativo (con alto valor de energía de ionización); el primero tiene tendencia a a ceder electrones y el segundo a recibirlos. Esta transferencia de electrones origina los iones negativos (aniones) y los iones positivos (cationes), con cargas eléctricas de distinto signo, que se atraen por acción de fuerzas electrostáticas y mantienen unidos a los iones. Ejemplo: el sodio tiene tendencia a ceder un electron y quedar con una órbita externa saturada, el sodio se transforma en catión sodio (Na+); en tanto el cloro recibe el electron que sede el sodio, transformándose en anión cloruro Cl-.
ENLACE COVALENTE: COVALENTE: los atomos que se combinan para formar moléculas lo hacen mediante un par electronico formado por la contribución de uno a tres electrones por cada atomo. Cada par de electrones constituye un enlace. Por ejemplo: un atomo de nitrógeno comparte los electrones de tres atomos de hidrogeno y, a su vez, comparte tres de sus electrones con los los tres atomos de hidrogeno para formar el compuesto compuesto llamado amoniaco (NH3)
ENLACE METALICO: METALICO: los metales tienden a ceder fácilmente electrones, electrones, es decir, a formar iones positivos. estos electrones se mueven con bastante libertad, y originan la conducción del calor y la energía eléctrica. eléctrica. Los iones quedan unidos por electrones libres que circulan entre entre ellos. Podemos imaginar la unión metalica como una red de iones positivos entre los cuales circulan electrones. Al moverse, las cargas negativas actúan como m aterial ligante, manteniéndose asi la estructura.
ESTRUCTURA METALICA DIAMETRO ATOMICO: ATOMICO: cuando los atomos de un metal se aproximan uno al otro, dos fuerzas opuestas influyen en la energía interna: una fuerza de atracción entre los electrones y ambos nucleos positivos, una fuerza r epulsiva entre los nucleos positivos y también entre los electornes. La primera fuerza tiende a disminuir la energía interna y la segunda tiende a aumentarla. A cierta distancia, estas dos fuerzas se equilibran entre si y la energía interna total E0 sera minima, correspondiendo a una condición de equilibrio. La distancia de equilibrio r 0 es diferente para cada elemento y se determina midiendo la distancia de la aproximación más estrecha posible entre los atomos en el estado solido. Si se imaginan los atomos como esferas apenas tocándose y en equilibrio, entonces las distancias entre los centros centros de las esferas, puede tomarse como el diámetro atomico aproximado.
ESTRUCTURAS CRISTALINAS Como los atomos tienden a adoptar posiciones relativamente fijas, esto da lugar a la formación de cristales en estado sólido. La red tridimensional de líneas imaginarias que conecta los atomos se llama red espacial, en tanto que la unidad más pequeña que tiene la simetría total del cristal se llama celda unitaria. Si bien hay catorce tipos de redes espaciales posibles, la mayoría de los metales se cristalizan en los siguientes tipos: CUBICA CENTRADA EN EL CUERPO(b.c.c.): si CUERPO(b.c.c.): si los atomos se representan como esferas, el atomo del centro toca a cada atomo de las esquinas, pero estos no se tocan entre si CUBICA CENTRADA EN LAS CARAS (f.c.c.): además (f.c.c.): además de haber un atomo en cada esquina del cubo, hay uno en el centro de cada cara, pero ninguno en el centro del cubo. Cada atomo de las caras toca los atomos de las esquinas más próximas. HEXAGONAL COMPACTA: COMPACTA: la figura usual de la red hexagonal compacta muestra dos planos basales en forma de hexágonos regulares, con un átomo tanto en cada esquina del hexágono como en el centro. Además, hay tres átomos en forma de triángulo a la mitad de la distancia entre los dos planos basales.
b.c.c
f.c.c
hexagonal compacta
ESTRUCTURA METALICA DIAMETRO ATOMICO: ATOMICO: cuando los atomos de un metal se aproximan uno al otro, dos fuerzas opuestas influyen en la energía interna: una fuerza de atracción entre los electrones y ambos nucleos positivos, una fuerza r epulsiva entre los nucleos positivos y también entre los electornes. La primera fuerza tiende a disminuir la energía interna y la segunda tiende a aumentarla. A cierta distancia, estas dos fuerzas se equilibran entre si y la energía interna total E0 sera minima, correspondiendo a una condición de equilibrio. La distancia de equilibrio r 0 es diferente para cada elemento y se determina midiendo la distancia de la aproximación más estrecha posible entre los atomos en el estado solido. Si se imaginan los atomos como esferas apenas tocándose y en equilibrio, entonces las distancias entre los centros centros de las esferas, puede tomarse como el diámetro atomico aproximado.
ESTRUCTURAS CRISTALINAS Como los atomos tienden a adoptar posiciones relativamente fijas, esto da lugar a la formación de cristales en estado sólido. La red tridimensional de líneas imaginarias que conecta los atomos se llama red espacial, en tanto que la unidad más pequeña que tiene la simetría total del cristal se llama celda unitaria. Si bien hay catorce tipos de redes espaciales posibles, la mayoría de los metales se cristalizan en los siguientes tipos: CUBICA CENTRADA EN EL CUERPO(b.c.c.): si CUERPO(b.c.c.): si los atomos se representan como esferas, el atomo del centro toca a cada atomo de las esquinas, pero estos no se tocan entre si CUBICA CENTRADA EN LAS CARAS (f.c.c.): además (f.c.c.): además de haber un atomo en cada esquina del cubo, hay uno en el centro de cada cara, pero ninguno en el centro del cubo. Cada atomo de las caras toca los atomos de las esquinas más próximas. HEXAGONAL COMPACTA: COMPACTA: la figura usual de la red hexagonal compacta muestra dos planos basales en forma de hexágonos regulares, con un átomo tanto en cada esquina del hexágono como en el centro. Además, hay tres átomos en forma de triángulo a la mitad de la distancia entre los dos planos basales.
b.c.c
f.c.c
hexagonal compacta
PLIFORMISMO Y ALOTROPIA: ALOTROPIA: el poliformismo es la propiedad de un material de existir en mas de un tipo de red espacial en el estado solido. Si el cambio en estructura es reversible, entonces el cambio polimórfico se conoce como alotropía. Por lo menos quince metales mustran esta propiedad, y el hierro es el ejemplo mas conocido. MECANISMO DE CRISTALIZACION: La cristalización es la transición del estado liquido al solido y ocurre en dos etapas la formación de nucleos y el crecimiento del cristal. Ahora, considerese un metal puro en su punto de congelación en el que ambos estados, liquido y solido están a igual temperatura. Los atomos en el solido están muchos mas próximos, por lo que la solidificación ocurre una liberación de energía. Esta diferencia de potencial entre los estados liquidos y solidos se conoce como calor latente de fusión; sin embargo se requiere de energía para establecer una superficie entre solido y liquido. En materiales puros, en el punto de congelación, el calor de fusión libera energía insuficiente para crear una frontera estable, y siempre se necesita de algún subenfriamiento para formar nucleos estables. Cuando la temperatura del metal ha disminuido en forma suficiente por debajo del punto de congelación, aparecen nucleos estables estables en diversos puntos de liqudo. El crecimiento del cristal continua en tres dimensiones, generalmente a lo largo de los ejes del cristal. Esto da lugar a la estructura característica con apariencia de árbol llamada dendrita. Finalmete, al disminuir la cantidad de liquido, las separaciones entre las ramas de la dendrita se llenaran y el crecimiento de la dendrita obstruirá mutuamente el crecimiento de sus vecinos, originando formas irregulares llamados granos. El área a lo largo del cual están unidoslo cristales se conoce como frontera del grano. Como los últimos residuos del liquido se solidifican, por lo general en los bordes del grano, tiende a haber concentraciones de impurezas atómicas en esa área.
DEFECTOS EN LA ESTRUCTURA CRISTALINA MICRODEFECTOS: son MICRODEFECTOS: son los defectos a escala atómica, que surgen de la solidificación. solidificación. Los más notables son: VACANCIA: VACANCIA: son simplemente sitios atomicos vacios. ATOMO INTERSTICIAL: INTERSTICIAL: son atomos que ocupan sitios que no le corresponden en la red cristalina, y que tienden a empujar a mayor distancia a los atomos vecinos vecinos produciendo distorsion. distorsion. DISLOCACIONES: DISLOCACIONES: es una región distorsionada situada entre dos partes sustancialmente perfectas de un cristal, hay dos tipos de dislocaciones, la dislocación dislocación de borde consta de un medio plano de atomos extra en el cristal. la dislocación de tornillo se llama asi debido a la superficie espiral formada por los planos atomicos alrededor de la línea de la dislocación de tornillo.
Vacancia
atomo intersticial
dislocación de borde
dislocación de tornillo
MACRODEFECTOS: Son lo suficientemente grandes como para ser notados a simple vista, estos son: CONTRACCION: los metales liquidos, con pocas excepciones sufren una contracción de volumen debido a la solidificación, y puede ser de hasta el 6%. POROSIDAD: se presenta siempre que los gases queden atrapados en la fundición.
TAMAÑO DEL GRANO: se determina por la relación entre la rapidez de crecimiento G y la rapidez de nucleación N. si el número de núcleos formados es alto se producirá un material de grano fino, y si solo se forman unos pocos nucleos se producirá un material de grano grueso. La rapidez de enfriamiento es el factor mas importante para determinar la rapidez de nucleación, y por lo tanto el tamaño del grano. El enfriamiento rápido dará como resultado que se forme un gran número de núcleos y que se obtenga un tamaño e grano fino. Otros factores que aumentan la rapidez de nucleación, son las impurezas insolubles (como el aluminio y el titanio) y la agitación de la colada durante la solidificación, lo cual fragmenta los cristales antes que crezcan mucho. En general, los materiales de grano fino muestran mejor tenacidad o resistencia al impacto, además son más duros y fuertes que los materiales de grano grueso.
ALEACIONES Una aleación es una sustancia que tiene propiedades metálicas y está constituida por dos o más elementos químicos, de los cuales por lo menos uno es metal. CLASIFICACION DE LAS ALEACIONES: Las aleaciones pueden ser homogéneas o mezclas. En el primer caso, constaran de una sola fase, y en el segundo seran combinaciones de varias fases. En estado solido hay t res fases posibles: METAL PURO: en condiciones de equilibrio, todos los metales exiben un punto definido de fusión o congelación. FASE INTERMEDIA DE UNA ALEACION O COMPUESTO: las fases intermedias de una aleación son aquellas con composiciones químicas intermedias entre los dos metales puros y generalmente tienen estructuras cristalinas diferentes de las de estos. Las fases intermedias de una aleación mas comunes son: Compuestos intermetalicos o de valencia: se forman por metales no similares químicamente y se combinan siguiendo las reglas de valencia química. Compustos intersticiales: se forman por la unión de los elementos de transición, como el escandio, el titanio, el tantalio, el tungsteno y el hierro, con el hidrogeno, oxigeno, carbono, boro y nitrógeno. Los últimos cinco elementos se acomodan en los espacios de la estructura cristalina del metal. SOLUCIONES SOLIDAS: es simplemente una en estado sólido. La mayoría de las soluciones solidas se solidifican en un intervalo de temperatura. Hay dos tipos de soluciones solidas: Solución solida sustitucional: en este tipo, los atomos de soluto sustituyen los atomos del solvente en la estructura cristalina reticular del solvente. Soluciones solidas intersticiales: se forman cuando atomos de pequeños radios atomicos se acomodan en espacios o intersticios de la estructura reticular de los atomos solventes mas grandes.
enfriamiento de un metal puro
enfiramiento de una aleacion50-50 de Antimonio y bismuto
DIAGRAMAS DE FASE COORDENADAS DE LOS DIAGRAMAS DE FASE: por lo general, los diagramas de fase se grafican con la temperatura, como la ordenada y la composición de la aleación como la abscisa. Como es m ás conveniente expresar la composición de la aleación en porcentaje atómico, se usa las siguientes ecuaciones:
⁄ ⁄ ⁄
Donde M=peso atómico del metal A; N=peso atómico del metal B; X= porcentaje en peso del metal A; Y = porcentaje en peso del metal B. DOS METALES COMPLETAMENTE SOLUBLES EN LOS ESTADOS LIQUIDO Y SOLIDO Como los dos metales son completamente solubles en el estado solido, el único tipo de fase solida formada será una solución solida sustitucional. El resultado de correr una serie de curvas de enfriamiento para varias combinaciones del metal A y B, variando en composición de 100% de A y 0% de B hasta 0% de A y 100% de B, se mustra en la siguiente figura. El diagrama de fase consta de de dos puntos, dos líneas y tres áreas. Los puntos A y D representan los puntos de congelación de los metales puros. La línea superior al unir los puntos que muestran el inicio de la solidificacon, se llama línea liquidus, y la línea determinada al unir los puntos que muestran el final de la solidificación se llama línea solidus. El área por arriba de la línea liquidus es una región unifasica, y cualquier aleación en esta región consistirá en una solución liquida homogénea. Asimismo, por debajo de la línea solidus es una región unifasica, y cualquier aleación en esta región consta de una solución solida homogénea. Al marcar diagramas de equilibrio, es una práctica común representar las soluciones solidas y algunas veces las soluciones solidas y algunas veces las aleaciones intermedias con letras griegas. En este caso, la solución solida se marca con la letra alfa (α). Las letras mayúsculas, se usan para representar los metales puros. Entre las líneas liquidus y solidus existe una región bifásica. Cualquier aleación en esta región constara de una mezcla de una solución liquida y una solución sólida.
Algunas veces es deseable conocer la composición química real y las cantidades relativas de las dos fases presentes. Para determinar esta información es necesario aplicar dos reglas: REGLA I: COMPOSICION QUIMICA DE LAS FASES: para determinar la composición química real de las fases de una aleación, en equilibrio a cualquier temperatura específica en una región bifásica, se debe trazar una línea vinculo, a las fronteras del campo. Estos puntos de intersección se abaten en la línea base y la composición se lee directamente. REGLA II: CANTIDADES RELATIVAS DE CADA FASE (REGLA DE LA PALANCA): para determinar las cantidades relativas de las dos fases en equilibrio, a cualquier temperatura especifica en una región bifásica, se debe tr azar una línea vertical que representa la aleación y una línea horizontal (como la temperatura), a los límites del campo. La línea vertical dividirá a la horizontal en dos partes cuyas longitudes son inversamente proporcionales a las fases presentes. El punto donde la línea vertical intersecta a la horizontal se considerara como fulcro, o eje de oscilación de un sistema de palanca. Las longitudes relativas de los brazos de la palanca multiplicadas por las cantidades de las fases presentes deben balancearse. la regla de la palanca puede expresarse matemáticamente como:
Para esta grafica, la aleacion en de composicion 45A-55B, y la composición química de las fases quedara determinada por la línea vínculo mo. El punto m intersecta la línea solidus, cuando se abate la línea nos muestra que la composicion de la solución solida es de 90A-10B. Asimismo en el punto o, la composicion de la solución liquida será de 20A-80B. En tanto la regla de la palanca será:
Para resumir esta aleacion de composicion 45A-55B a la temperatura t consta de una mezcla de dos fases. Una solución liquida de commposicion liquida de 20A-80B que constituye el de todo el material presente y la otra una solución solida de composicion 90A-10B que comprende hasta el de todo el material presente. DOS METALES COMPLETAMENTE SOLUBLES EL E. LÍQUIDO Y COMPLETAMENTE INSOLUBLES EN E. SOLIDO: Las curvas de enfriamiento para metales puros A y B muestran una línea horizontal en sus puntos de congelación. A medida que se agrega B a A, la temperatura de comienzo de solidificación disminuye, del mismo modo cuando A se agrega a B. por tanto la línea liquidus debe mostrar un minimo E, conocido como punto eutéctico, que es donde ocurre el cambio de estado, para una composicion 60B-40A. Una porción de la curva de enfriamiento que muestra el final de la solidificación se presenta a una temperatura fija, llamada temperatura eutéctica, en tanto que 60B -40A es la composicion eutéctica.
DOS METALES COMPLETAMENTE SOLUBLES EN EL E. LÍQUIDO, PERO SOLO PARCIALMENTE SOLUBLES EN E. SOLIDO Los puntos de fusión de los dos metales puros se indican en los puntos TA y TB. La línea liquidus es TAETB y la solidus TAFEGTB. En las aleaciones en este sistema los cristales de A puro y B puro nunca solidificam, sino que siempre solidifican una aleacion o mezcla de soluciones. Ahora pueden marcarse las áreas de las fases únicas en α y β. En TE, la solución solida α disuelve un máximo de 20% de B, y la solución solida β un máximo de 10% de A. con la disminución de la temperatura, la cantidad máxima de soluto que puede disolverse disminuye, como lo indican las líneas FH y GJ, las cuales se llaman líneas solvus, e indican la solubilidad máxima (solución saturada) de B en A (solución α) o de A eb B (solución β) como función de la temperatura. El punto E, donde se intersecan en un minimo de las líneas liquidus se
conoce como punto eutéctico.
DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE HIERRO-CARBONO SOLIDIFICACION DEL HIERRO PURO: El hierro es un metal alotrópico, es decir que puede existir en mas de un tipo de estructura reticular, dependiendo de la temperatura. Cuando el hierro primero solidifica a 1535º C, esta es la forma b.c.c. (cubica centrada en el cuerpo) δ(delta). Para ulterior enfriamiento a 1401ºC ocurre un cambio de fase y los atomos se reacomodan por si mismos en la forma γ (gamma) es decir f.c.c. (cubica centrada en la cara) y no magnética. Cuando la temperatura alcanza los 900º C, ocurre otro cambio de fase de hierro γ f.c.c. no magnético a hierro α b.c.c. no magnética. Finalmente a 768º C el hierro α
se hara magnético sin cambio en la estructura reticular. DIAGRAMA DE HIERRO-CARBURO DE HIERRO Este sistema contiene hierro puro y un compuesto intersticial, carburo de hierro, Fe3C, que contiene 6,67% de carbono en peso. El diagrama muestra tres líneas horizontales que indican reacciones isotérmicas. Hay una reacción eutéctica a los 1145º C . el punto eutéctico E, esta a 4,3% de C y a 1145º C. como la línea CED representa la reacción etectica, siempre que una aleación cruce esta línea, la reacción deberá ocurrir. El líquido presente en la horizontal solidifica en una mezcla intima de dos fases: la austenita y la cementita. Esta mezcla eutéctica se llama ledeburita. Hay una pequeña área de solución solida a la izquierda de la línea GH. Se sabe que 900º C representa el cambio en estructura de hierro puro γ f.c.c a hierro α b.c.c. Esta área es una solución solida de una pequeña cantidad de carbono disuelto en Fe α b.c.c. y se llama ferrita. El diagrama muestra una tercera línea horizontal HJK, que representa una
reacción eutectoide. El punto eutectoide J, esta a 0,80% de C y a 721º C. cualquier austenita presente debe ahora transformarse en la muy fina mezcla eutectoide de ferrita y cementita, llamada perlita. Por debajo de la línea de temperatura eutectoide, cada aleación consistirá de una mezcla de ferrita y cementita según lo indicado. Aquellas aleaciones que contienen menos del 2% de C se conocen como aceros, y aquellas que contienen mas del 2% de C se llaman hierros fundidos. El intervalo de acero se divide en base al contenido de carbono eutectoide (8% de C). los que contienen menos del 0,8% de C se llaman aceros hipoeutectoides, y los uqe contienen mas de 0, 8% a 2% de C se llaman aceros hipereutectoides. Los hierros fundidos que contienen menos de 4,3% de carbono se llaman hierros fundidos hipoeutecticos, y los que contienen mas de 4,3% de carbono se llaman hierros fundidos hipereutecticos. DEFINICION DE ESTRUCTURAS – MICROCONSTITUYENTES Austenita (A): solución solida de hierro γ (f.c.c.) y cementita (carburo de hierro). Es el constituyente mas duro de los aceros. No se encuentra a temperatura ambiente. Cementita (Cm): o csrburo de hierro (Fe3C). Est compuestopor hierro y 6,67% deC. Es el mas duro del diagrama. Ferrita (Fe): esta formado por hierro α (b.c.c.) y cementita Perlita (P): es la composición en el punto eutectoide (E) se forma a 721º C y 0,89% de C Ledeburita (Le): es una transformación o pasaje de liquido a solido y ocurre a los 1140º C y 4,3% de C Ledeburita transformada (Let): aparece por debajp de los 721º C E (punto eutectico): pasaje de liquido a solido. Cambio de estado J (punto eutectoide): cambio de estructura cristalina en estado solido
Aceros hipoeutectoides La aleación del diagrama muestra un acero hipoeutectoide con un 0,40% de carbono. En el intervalo de austenita, esta aleación consta de una solución solida intersticial uniforme, cada grano contiene 0,40% de carbono disuelto en los espacio de estructura reticular de hierro f.c.c. (a). La línea GJ se conoce como línea de temperatura critica superior del lado hipoeutectoide, en el punto (b) debe empezar a formarse la ferrita en las fronteras de grano de la austenita. A la línea HJ ae la conoce como línea de temperatura critica inferior del lado hipoeutectoide, esta línea es la de temperatura eutectoide y constituye la minima temperatura a la cual el hierro f.c.c. puede existir bajo condiciones de equilibrio. Precisamente arriba de la línea HJ, la microestructura consta de un 25% de austenita y un 75% de ferrita (c). la austenita restante, como el 25% del material toral y que contiene 0,8 de carbono experimenta ahira la reacción eutectoide. Cuando la reacción esta completa, la microestructura mostrara 25% de perlita y 75% de ferrita (d). Aceros hipereutectoides La aleación de la figura es una acero hipereutectoide que contiene 1,2% de carbono. En el intervalo de austenita, esta aleación consta de una solución solida de hierro f.c.c. uniforme, cada uno de sus granos contiene 1,2% de carbono disuelto intersticialmente (a). La línea CJ se conoce como línea de temperatura critica superior en el lado
hipereutectoide y muestra la máxima cantidad de carbono que se puede disolver en austenita como función de la temperatura. Por arriba de la línea CJ la austenita esta saturada en carbono, conforme la temperatura disminuye, el contenido de carbono de la austenita, o sea la máxima cantidad de carbono que puede disolverse en austenita, desciende a lo largo de la línea CJ hacia el punto J. Conforme la temperatura disminuye de (b ) a (c), el exeso de carbono por encima de la cantidad requerida para saturar la austenita se precipia como cementita, principalmente a lo largo de las fronteras del grano. En (c) se alcanza la línea de temperatura eutectoide, que se llama línea de temperatura critica inferior en el lado hipereutectoide, y que se denomina HJ. Arriba de la línea HJ la microestructura consta en mucho de austenita, con el exceso de cementita proeutectoide como una red que rodea los granos de austenita. La línea HJ representa el inicio y el fin del cambio alotrópico de austenita f.c.c. a ferrita b.c.c. la austenita experimenta entonces la reacción eutectoide y la austenita (que contiene 0,8% de carbono) se transforma a mezcla eutectoide perlita (d).
MINERALES DE HIERRO MATERIALES FERROSOS El hierro es uno de los metales que más abunda en la naturaleza, donde aparece en forma de oxido, carbonato, sulfuro o silicato. En rarísimas ocasiones se presenta en estado nativo. Posee las siguientes características: Tienen superficie brillante. Buenos conductores del calor y la electricidad. Son de gran dureza. Se oxidan con facilidad. Provienen de minas. MINERALES DE HIERRO Generalmente, se consideran minerales ricos los que contienen más del 55% de hierro. De riqueza media, a los que contienen de 30 a 55% de hierro y minerales pobres, a los del contenido inferior al 30%. Los mas importantes son:
POSIBILIDADES DE UTILIZACION DE LOS MINERALES 1) Situación geográfica. Su distancia a los centros industriales, a las líneas de comunicación o puertos de embarque, son factores decisivos para su explotación. 2) Riqueza del mineral. 3) Reservas del yacimiento. Se necesita que las explotaciones se puedan mantener en trabajo durante suficiente número de años y con producción suficiente para su rentabilidad. 4) Composición de la ganga. Generalmente constituida por materias terrosas de carácter arcilloso,calcáreo o silicioso. Suele representar entre un 35-50% del peso del mineral. Hay dos grupos que se forman en el alto horno: a) Los constituyentes acidos, que contienen principalmente sílice y alumina b) Los constituyentes básicos, que contienen principalmente cal y magnesia 5) Condiciones físicas. La porosidad de los minerales y las particularidades mineralógicas tienen mucha importancia en los fenómenos de reducción. La escala de reducción es: a) Magnetita: difícil de reducir b) hematita roja: mas fácil de reducir que la magnetita c) hematita parda: se reduce mejor que las hematitas rojas d) Hematita parda porosa: muy fácil de reducir 6) Grado de pureza . interesa que los minerales contengan solo pequeñas cantidades de fosforo (P) y azufre (S), generalmente inferiores al 0,050% 7) Humedad y elementos volátiles. Algunos minerales, por contener ciertas sustancias volátiles, deben sufrir tratamientos preliminares antes de ser cargados al alto horno. De esa forma, es posible disminuir la cantidad de humedad, agua combinada y anhídrido carbónico.
PREPARACIÓN DE LOS MINERALES
MÁQUINAS UTILIZADAS
COQUE Es un combustible sólido artificial, poroso que se obtiene por destilación de las hullas semigrasas de llama corta con 22 a 26% de materias volátiles. La coquización o destilación se realiza en cámaras cerradas donde esos carbones son calentados a altas temperaturas (900 a 1250º C) fuera del contacto del aire. Se utiliza en los altor hornos para el calentamiento, para el soporte de las cargas y para producir el oxido de carbono que sirve para reducir y transformar los minerales de hierro en arrabio o fundición. FABRICACION DEL COQUE Las baterías de coque están constituidas principalmente por cámaras de coquización que se construyen con ladrillos de sílice, y debajo de ellas están situadas las cámaras de refrigeración de calor que se construyen con ladrillos islico aluminosos. Los regeneradores son atravesados o calentados por los humos producidos en la combustión del gas, en los conductos, canales o cámaras de calentamiento de las cámaras de coquización, y sirven para calentar el aire que se emplea luego en la combustión. El calentamiento de las cámaras de regeneración, es alternativo. En un momento determinado, la mitad de las cámaras calientan el aire. Luego se invierte la circulación de aire y de los humos, y las primeras cámaras calientan el aire y en las últimas se calienta el refractario. El trabajo en los hornos es intermitente y consta de las siguientes fases: 1) Carga de la cámara con hulla de calidad y tamaño adecuado 2) Calentamiento, coquización y desprendimiento de gases 3) Apertura de las puertas, y expulsión y descarga del coque de los hornos al entrar en la cámara del brazo empujador. 4) Apagado del coque que sale de las cámaras al rojo y se lleva en carros especiales a las torres de enfriamiento, donde se descarga y apaga con un fuerte chorro de agua, produciéndose una gran nube de vapor de agua de color blanco. ESQUEMA GENERAL DE UNA BATERIA DE COQUE
MATERIALES REFRACTARIOS Se denominan materiales refractarios a todos los materiales cerámicos que resisten sin ablandarse calentamientos a temperaturas de hasta 1350º C. los más usados en la actualidad, se clasifican en tres grupos principales: ACIDOS: Silice (SiO2) . - Alumina (Al2O3) NEUTROS: Cromo. – Grafito BASICOS : Dolomía .- Magnesia (MgO) ENSAYOS DE LOS REFRACTARIOS Exámen visual: sirve para conocer si hay uniformidad general en el material, uniformidad dimensional, uniformidad de vitrificación, etc. Examen de dimensiones: Temperatura de fusión: las temperaturas de fusión de las materias usadas para fabricar refractarios son: a) Grafito 3255 °c b) Magnesia 2800 °c c) Carb. de Si 2700 °c d) Cal 2570 °c e) Alúmina 2050 °c f) Sílice 1725 °c Resistencia a la compresión: Sílice ( 4 kg/cm 2) ;Cromo-magnesia (1,7 kg/cm2) Temperatura de reblandecimiento: Conos Seger a) Grafito – 3220 ºc b) Magnesia – 2800 ºc c) Sílice – 1700 ºc Resistencia al desmoronamiento: Carga 2 kg/cm2 Grafito 1750 ºc Sílice 1650 ºc Sílico-aluminoso 1400 ºc Coeficiente térmico de dilatación: como al ser calentados a elevada temperatura, la mayor parte de los refractarios sufren importantes cambios de volumen, es conveniente que estas variaciones de volumen sean lo más bajas posibles. Resistencia al choque térmico: Ensayos (900°c) a) Sílico-aluminoso muy bien b) Cromo-magnesia bien c) Magnesia mal d) Sílice muy mal Resistencia a la acción química Densidad absoluta y global o total: la densidad absoluta se halla dividiendo su peso por el volumen que ocupa el material bien pulverizado hasta que quede en forma de polvo muy fino. La densidad global o total se halla dividiendo su peso por el volumen total, global o geométrico del material. Porosidad abierta y global o total: la porosidad abierta, es la relación que hay entre el volumen de losporos abiertos, que están en comunicación con el exterior, y el volumen total del refractario. Conductividad térmica. Carburo de Si y Magnesia mejores Sílice y Silicoaluminosos malos Composición química
1. 2. 3.
4. 5.
6.
7.
8.
9. 10.
11. 12.
13.
ALTO HORNO INSTALACIONES DE UNA SIDERURGIA En las fábricas siderúrgicas integrales, existen siempre, con el alto horno, instalaciones importantes, tales como: 1- muelles y apartaderos para ferrocarriles con maquinaria de descarga y de transporte, y espacios adecuados para descargar las materias primas que se reciben. Se debe de disponer de grúas, máquinas auxiliares y cintas transportadoras para el rápido movimiento y almacenamiento de los materiales. Son también necesarios amplios espacios y elementos adecuados para la expedición de arrabio y escoria. Los muelles convienen que tengan capacidad para el atraque de barcos de 20.000 hasta 100.000 t, debiendo contar, además, con instalaciones ferroviarias auxiliares, grúas, etc. Los apartaderos de ferrocarril deberán ser amplios, capaces de recibir trenes necesarios para el aprovisionamiento de los altos hornos y del transporte que se haga por tierra. 2- almacenamiento, trituración, clasificación y sinterizado. El almacenamiento de materias primas se suelen hacer en grandes montones, de hasta 25000t, que se preparan con máquinas apiladoras adecuadas. Para formar montones se emplean máquinas de almacenamiento denominados stackers. Estas máquinas se desplazan sobre carriles y cubren una gran superficie. Tienen un gran brazo móvil de unos 20m de longitud, a cuya parte superior sube el mineral que llega a las maquinas a través de cintas transportadoras y luego lo proyectan hasta la parte superior de los montones. La recogida de esos minerales de los montones, cuando se desean enviar a otro almacén o al alto horno, se hace con maquinas recogedoras llamadas reclaimers, que es una maquina con una gran reja, aproximadamente triangular, con un movimiento alternativo transversal y con puas que raspan el mineral de los montones. Se recoge el mineral homogeneizado en la parte inferior por medio de cintas transportadoras, que lo envían al alto horno. Estas instalaciones se emplean también para mezclar minerales. La mezcla se hace acumulando el mineral en capas sucesivas. Luego los montones son cortados transversalmente y asi se puede obtener una composición media de los minerales almacenados. 3- alto horno. El alto horno propiamente dicho esta constituido por las siguientes cinco partes: Los aparatos de carga, ubicados en la parte superior del horno, alrededor de la boca de carga. Para elevar las materias primas a la boca del horno, se emplean ascensores, skips o cintas transportadoras. El cuerpo del horno: el cuerpo de los altos hornos modernos tiene la forma de una botella de boca ancha, con una parte inferior casi cilíndrica. Están constituidos por un revestimiento refractario de 600 a 900 mm de espesor, revestido exteriormente por chapa de acero. En el horno se distinguen cinco zonas principales: Tragante; parte superior del horno por donde se cargan las materias primas Cuba; tronco de cono superior, que tiene su mayor diámetro en la parte inferior Vientre; parte del horno de mayor diámetro, que es la zona de unión de los dos troncos de cono Etalaje; tronco de cono situado en la parte inferior, justo debajo del vientre, que tiene su mayor diámetro en la parte inferior Crisol; parte inferior cilíndrica, donde se reúnen en estado liquido la fundición y la escoria antes de su salida del horno.
Campanas para evitar la salida de los gases: en la parte superior de los hornos y cerrando la boca o tr agante, se encuentra el dispositivo de carga y cierre con doble campana que sirve para evitar el escape de gases. Las materias solidas transportadas a la parte superior suelen descargarse en un compartimento situado encima del horno, cuyo fondo está constituido por una pequeña campana. Al encontrarse reunidos allí, se hace descender un poco esa campana superior, quedando un espacio abierto por donde las materias primas caen a una cámara comprendida entre dos campanas. Cuando se han reunido 5 o 6 cargas, se baja y cierra la campana superior y se baja la campana inferior para dejar abierto el paso para que desciendan las materias primas al interior del horno. En el momento de abrirse la campana inferior, se llena el espacio comprendido entre las dos campanas de una pequeña cantidad de gas que luego escapa al cerrar la campana inferior y abrir la superior para dejar caer una nueva carga
Dispositivos refrigerantes: las elevadas temperaturas que se desarrollan en el interior alto horno ocasionan un gran desgaste en la cara interna de las paredes de los hornos. Esta acción destructora se ha podido contrarrestar, en gran parte, con el enfriamiento de las paredes de formas muy diversas. Se emplean duchas de agua que se proyectan sobre las chapas metálicas que recubren el revestimiento de refractario de las paredes de la cuba del horno. También se emplean cajas de cobre o de acero refrigeradas con agua, que se incrustan exteriormente en las paredes refractarias del etalaje y la parte baja de la cuba. Anillos de aire y toberas: para conseguir que el aire llegue al horno de manera uniforme a través de las toberas, se dispone exteriormente un gran tubo de aire en forma de anillo metálico. De este anillo de aire, que está ligeramente separado del horno, salen varias tuberías que van a cada una de las toberas, que sirven para dar entrada al aire de combustión. Las toberas suelen ser de cobre y van refrigeradas con circulación de agua.
4- depuración de gases. Los gases que escapan por la parte superior del horno, y que luego se emplean para calentar las estufas Cowper y para el calentamiento de las calderas que proporcionan el vapor para los turbosoplantes y otras instalaciones auxiliares, salen del horno muy sucios, arrastrando polvo en cantidades tan importantes que es imposible su inmediata utilización. Para eliminar el polvo, se hace circular el g as a través de instalaciones de depuración. A la salida del horno, los gases son conducidos por tuberías de gran diámetro, con cambios de dirección que sirven para separar el gas de una gran cantidad de polvo, luego pasan por una o dos cámaras de expansión, llamadas selectores e polvo, donde al perder velocidad, dejan en el fondo del deposito una gran cantidad de impurezas. Luego los gases atraviesan un ciclon, que favorece el deposito de pequeñas particulasen el fondo del mismo. A continuacion los gases atraviesan un scruber, o depurador de duchas de agua. Como ultima fase de la depuracion, suelen utilizarse los depuradores elceetrostaticos, en los que se emplea corriente continua de alta tension (50000v aprox.)con intensidades muy bajas (100mA).
5- soplantes. El aire que se introduce en el horno es impulsado por medio de máquinas soplantes. En la actualidad, suelen utilizarse turbosoplantes movidas, en la mayoría de los casos, por turbinas de vapor. 6- estufas para el calentamiento del aire. Para calentar el gas combustible que escapa del alto horno por la parte superior, e reinsertarlo en el mismo, se utilizan estufas Cowpers, que son unos grandes cilindros verticales de una altura inferior a la del alto horno, terminadas en un casquete semiesférico. Exteriormente están revestidas con chapa de acero y , en el interior, con materiales refractarios. Están constituidos por un gran hueco vertical o cámara vertical de combustión y un gran emparrillado de ladrillos refractarios que sirve para almacenar y ceder el calor. REACCIONES QUE SE PROCUCEN DENTRO DEL HORNO 1) Precalentado y secado de las cargas (200°) 2) Reduccion indirecta del mineral de hierro (500 a 1000°) 3) Descomposicion del carbonato de hierro, si se halla en el mineral (600°) 4) Descomposicion de la caliza (800°) 5) Reduccion directa de los oxidos de hierro (1050 a 1350°) 6) Carburacion del hierro (1200°) 7) Formacion y fusion de la escoria (100 a 1350°) 8) Reduccion de los oxidos de manganeso de silicio y de fosforo (1350°) 9) Combustion del coque (1500 a 2000°) 10) Separacion de la fundicion y de la escoria en el crisol por diferencia de densidades (temperaturas en el crisol de 1400° a 1500°)
ESQUEMA DE MARCHA DEL HORNO
BALANCE DE MATERIA
CONVERTIDORES DE ACERO CONVERTIDOR BESSEMER (ACIDO) El convertidor es un horno giratorio en forma de retorta, de cuello ancho. Está revestido interiormente de ladrillos refractarios. Estos ladrillos, para la marcha ácida del convertidor, se hacen de cuarcita, arcilla y una pequeña cantidad de arcilla refractaria, que si son mezcladas y sometidas a calcinación. El fondo del convertidor , o está unido invariablemente al cuerpo principal o puede quitarse para arreglar el revestimiento refractario, en el cual hay alojamientos cónicos para recibir las toberas, atravesadas cada una por conductos cilíndricos por los que penetra el aire. El aire, procedente de del conducto, pasa por un tubo y de aquí a la cámara anular, y de esta pasa al convertidor por las toberas. La regulación del aire se obtiene automáticamente al hacer girar el convertidor alrededor de su eje, mediante un anillo excéntrico. El mayor fallo que tuvo este procedimiento, fue el no poder eliminar el fosforo que contiene la fundición, que es un elemento muy perjudicial en los procesos siderúrgicos. El funcionamiento es de la siguiente manera: primero se carga el horno, se comienza con el soplado y giro, por consecuencia se oxida el Si y el Mn, posteriormente se oxida el carbono, pero como se produce una gran pérdida de carbono, se recurre a una desoxidación y carburación del baño metálico. Luego se hace la colada, y finalmente se inspecciona si el horno sigue en condiciones para funcionar. CONVERTIDOR THOMAS (BASICO) Muy similares a los Bessemer, están constituidos por un gran recipiente o crisol en forma de pera, construido con chapa de acero, y revestidos interiormente de material refractario básico. Están soportados por dos fuertes muñones laterales que se apoyan en los cojinetes correspondientes para el giro del convertidor. Través de uno de los muñones que es hueco, llega aire a presión que se inyecta por el fondo del convertidor. El revestimiento se suele preparar con ladrillos de dolomía calcinada, que luego se cubre con dolomía aglomerada con alquitrán. En la boca del convertidor se colocan varias hiladas de ladrillos silico-aluminosos. La puesta en marcha de la operación se hace de la siguiente manera: 1. Carga del Horno. 2. Comienzo de soplado y giro. Para evitar que la fundición entre por las toberas, see comienza con el soplado en posición horizontal y luego se endereza hasta colocarlo en posición vertical 3. Oxidación del Si y el Mn. Dado que su contenido es bajo se produce rapidamente 4. Oxidación del Carbono. Esta fase dura unos 12 minutos y se caracteriza por las grandes llamas que en ella se producen. 5. Desfosforación y Sobresoplado. Se produce recién cuando el carbono casi ha desaparecido. Durante la desforsforaciion el porcentaje de fosforo baja de 2 a 0,050%. La desulfuración se produce durante el sobresoplado a partir del momento en que la escoria esta suficientemente fluida y la cal participa activamente de la reacción. 6. Desescoriado. Se gira el convertidor para que salga casi toda la escoria de elevado contenido de fosforo 7. Desoxidación y carburación del baño metálico. Para desoxidar y recarburar el baño, se hacen adiciones de ferromanganeso y spiegel en cantidades cuidadosamente calculadas. 8. Colada. Se gira el convertidor y se cuela el acero en una cuchara 9. Inspección del horno.
CONVERTIDOR L-D El proceso LD se caracteriza porque emplea convertidores de revestimiento básico cerrados por abajo, con una lanza vertical que se introduce por la boca del convertidor y por la que se inyecta oxígeno puro a velocidad supersónica sobre la superficie de la fundición que se va a afinar. Puede girar 360° y colocarse en cada momento del proceso en la posición adecuada para recibir las cargas, para el soplado y para la colada del acero. El cuerpo del convertidor esta constituido por la parte superior, tronconica, donde se halla situada la boca del convertidor, la zona cilíndrica que coincide con la parte central del convertidor. El fondo del convertidor a veces fijo y otras, móvil, y la piquera o agujero de colada. Estos convertidores son siempre revestidos con refractarios vascos para que se pueda eliminar el fosforo y el azufre de la fundicion que se carga. Se utilizan ladrillos de dolomía y de magnesia. También se usan en ocasiones revestimientos mixtos, con una parte de dolomía, y en las zonas de mayor desgaste de magnesia. La marcha de la operación es la siguiente: 1. Carga de chatarra y fundición líquida. Con el convertidor en posición inclinada, se comienza cargando una cierta cantidad de chatarra solida que suele variar del 10 al 35% de la carga total y luego se añade la fundicion liquida, enderezándose a continuación el convertidor. 2. Introduc. de la lanza, comienzo de soplado y agregado de cal. Una vez vertical, se hace descender la lanza de oxigeno a la posición conveniente, comenzndose inmediatamente la inyección de oxigeno. Se suele emplear en las coladas normales, en la primera parte del proceso, alturas de entre 2m y 1,6m y, en la ultima parte de 1,2m a 1m aprox con presiones de 10atm. El chorro de oxigeno que se inyecta desempeña un doble papel. Ejerce una acción química al oxidar las impurezas y realiza una acción fisia al contribuir al movimiento y a la emulsion del metal y de la escoria. El oxigeno reacciona con el hierro y forma rápidamente oxido de hierro , que actua como vehiculo para la oxidación de las demás impurezas. A los 4min, después del comienzo de la inyección de oxigeno se añade cal y en ocaciones espato de fluor que son elementos de adicion formadores de escoria. Durante la operación se forman en el interior del convertidor tres zonas principales: 1ª zona: la afectada directamente por el chorro de oxigeno. Tiene pequeña profundidad y extensión pero es la de mas alta temperatura (entre 2500 y 3000°)
3. 4.
5.
6.
7.
8.
2ª zona: el resto del metal. Esta zona rodea a la primera y entre las dos se establece una fuerte circulación de metal, que es una de las características principales del proceso. Ese movimiento permanente hace que el metal de esa zona se mezcle continuamente. 3ª zona: la zona de escoria. Se encuentra sobre el baño metalico y se mantiene, durante el proceso de ebullición tumultuosa, acentuada por la circulación del metal y por el continuo desprendimiento de gases, chispas, etc. Oxidación del Si, el Mn y el P. la eliminación del carbono, silicio, fosforo y manganeso, se inicia en los primeros momentos en una forma progresiva y regular, comenzando por el silicio, seguido de cerca por el manganeso. Oxidación del Carbono. La descarburación realmente no es intensa hasta que el silicio y parte del manganeso se ha eliminado. A los 7 min, el silicio desaparece prácticamente del baño de acero. También se reduce bastante rápidamente el manganeso. A la vez el porcentaje de carbono va disminuyendo progresivamente. Fin de soplado, giro, toma de muestras y temperaturas. A los 18min, la llama se va haciendo mas corta, empieza a fluctuar y al fin desaparece, entonces el C= 0,05%. Se corta el paso del oxigeno, se levanta la lanza y se gira el convertidor. Se toman muestras de acero y de la escoria para analizar, y se introduce un pirómetro de inmersión para medir la temperatura. Colada. Cuando la composición y temperatura del acero es la adecuada, puede realizarse la colada del acero a la cuchara. Se gira el convertidor y el acero sale por la piquera de colada para que no se mezcle con la escoria que queda flotando. Desoxidación y carburación del baño metálico. En la cuchara se hacen adiciones de desoxidantes (generalmente ferromanganeso y ferrosilicio) que sean necesarias. Tambiense añaden recarburantes (fundiciones) cuando se desea fabricar aceros con alto contenido de carbono. Cuando se ha colado todo el acero y comienza a salir un poco de escoria, se gira el convertidor en sentido inverso para que, por el lado de la boca del convertidor opuesto al agujero de colada, salga la escoria. Inspección del horno.
HORNO SIEMENS PARTES PRINCIPALES: A continuación destacaremos los elementos más importantes de este tipo de horno: 1. Cámara del horno: la cámara es el lugar donde se funde la carga metálica y donde se fabrica el acero. Su planta es rectangular. La solera tiene forma de cubeta, más o menos elíptica, con el fondo ligeramente inclinado hacia el agujero de colada que se encuentra en la parte posterior, en el punto más bajo del horno para facilitar la salida del acero. El calentamiento de la cámara del horno se consigue por la acción de una gran llama que alternativamente (cada 20min) sale por el lado izquierdo o por el derecho, con respecto del observador cuando este mira de frente al horno.
2. Quemadores: son las bocas situadas en las paredes laterales, por las que llegan a la cámara del horno el combustible y el aire que se queman en su interior. Pueden ser tipo siemens, Maerz o quemadores de fuel-oil. 3. Escorieros: los humos que salen de la cámara del horno por los conductos que alternativamente actúan de quemadores en una fase de la operación y de conductos de salida de los humos, en otra, arrastran escoria y acero que podrían obstruir el enrejado de las cámaras de refrigeración. Para evitarlo, hay dispuestas debajo del horno unas cámaras de recogido de escoria, en las que se obliga a cambiar la dirección de los gases y sirve para que se deposite la escoria y el metal que escapa con los humos. 4. Regeneradores de calor: los humos escapan por los conductos por donde alternativamente llega el aire y el gas combustible. Los humos atraviesan y calientan alternativamente el emparrillado de los regeneradores de calor, que en un número de cuatro se encuentran debajo del horno. En cada ciclo de calentamiento y enfriamiento, los humos de salida calientan los ladrillos refractarios de dos regeneradores. Mientras tanto, los otros dos regeneradores en ese mismo periodo se enfrían porque ceden su calor y calientan el gas y el aire que durante esa fase se emplean en la combustión. Por la acción del tiro de la chimenea entra el aire del exterior y va a través de la válvula D alternativamente a las cámaras C2 y C1 y la válvula E conduce el gas del gasógeno también alternativamente a las cámaras B2 y B1. Durante el proceso, las mezclas de gas y aire ya calientes salen por los quemadores M2 y N2 y alternativamente por M1 y N1
y se queman en la cámara A del horno. Los humos que se producen en la combustión salen a unos 1500° de la amara del horno por los orificios de los quemadores M1 y N1 y alternativamente, por los M2 y N2 y van a las cámaras B1 y C1, que son calentadas a su paso y de allí marchan a la chimenea desde donde escapan a unos 500°. Al cabo de 20 min, las cámaras B2 y C2 se han enfriado y han perdido unos 200° y las cámaras B1 y C1 han alcanzado la temperatura suficiente, 1300°, se invierten entonces las válvulas D y E. Entonces el aire y los gases recorren el circuito en sentido inverso y comienzan a calentarse las cámaras C2 y B2. 5. Conductos de gases y de humos: Son una serie bastante compleja de conductos que conducen los gases producidos en la combustión, o humos, desde la cámara del horno a las recamaras para calentarlas, luego a las válvulas y, finalmente, a la chimenea. Están recubiertos por ladrillos silicoaluminosos. 6. Válvulas: las manobras de cambio de dirección de los gases y de los humos se hacen por medio de válvulas especiales de mariposa, campana o guillotina, que se maniobran desde la plancha del horno. La valvula de mariposa (figura) es de funcionamiento sencillo y por su cierre relativamente imperfecto se usa solo por el aire. 7. Chimeneas: se ha comenzado a emplear tiro forzado utilizando ventiladores y dispositivos Venturi, que permiten obtener con regularidad un tiro superior al natural. COMBUSTIBLES: en los hornos siemens, el uso de gas de aire y del gas mixto fue abandonado pronto. Últimamente han sido muy empleadas mezclas de gas de coque, de gas de alto horno y también el gas natural. Hacia el año 1945 se comenzó a emplear fuel-oil en lugar de gas y, en la actualidad el fuel ha desplazado completamente al gas de gasógeno. En ocasiones también se emplea alquitrán. Cuando se emplea fuel-oil, basta con que el horno tenga solo dos recuperadores de calor en vez de cuatro que deben tener los hornos en que se utilizan combustibles gaseosos de baja potencia calorífica. MATERIAL REFRACTARIO: a partir de 1950 se empezaron a usar bóvedas colgadas con ladrillos de magnesia-cromo acorazados con chapa de hierro. La parte inferior de la solera se prepara con ladrillos de magnesia colocados encima de una hilera de ladrillos silicoaluminosos que están apoyados sobre la estructura metalica del horno. En las paredes hasta sobrepasar la línea de escoria, se emplean ladrillos de magnesia que resisten muy bien la acción de la escoria y del acero. En las paredes por encima de la línea de esoria se emplean ladrillos de cromo-magnesia que resiste muy bien la acción de la llama, los gases calientes y las escorias básicas. PRINCIPALES FASES DE LA OPERACIÓN: el proceso de fabricación de acero en un horno siemens básico suele durar de 5 a 8 h. se puede dividir en las siguientes nueve etapas: 1. Carga del horno: las materias primas que se utilizan son: carga metalica constituida por 70% de chatarra y 30% de lingote aprox; mineral de hierro para acentuar la oxidación; caliza, y a veces cal, para formar la escoria; espato de fluor, para dar solidez a la escoria; como desoxidantes se emplean ferromanganeso, ferrosilicio, silicomanganeso, y al final una pequeña cantidad de aluminio. Cuando se utilizan cargas frias, la chatarra y la fundición se introducen en el horno empleando maquinas cargadoras. La chatarra, el lingote y caliza se van colocando en una serie de cajas especiales, que se disponen sobre vagonetas y se trasladan a la planchada. Por medio de una maquina cargadora son introducidos los cajones y volcada la chatarra en el horno. Para evitar el desgaste prematuro del revestimiento del horno, se cubre primero la solera con una pequeña cantidad de caliza, luego se carga la chatarra ligera y finalmente el resto de la caliza mezclada con el resto de la chatarra. Al final se carga el lingote.
2. Fusión de la carga: durante la carga de materias primas se mantiene el horno encendido, procurando que haya un cierto exceso de aire y la llama sirve directamente para calentar rápidamente la carga. La chatarra y algunos trozos de lingote en contacto con la llama son los primeros en fundir. Al poco tiempo de ser introducidos en el horno, la fundición comienza a gotear a través de la carga y en esos momentos se inicia una ligera oxidación de hierro y silicio, formándose los óxidos correspondientes que reaccionan entre si y forman un poco de escoria. 3. Hervido del mineral: al comenzar la fusión se inicia la oxidación del hierro, fosforo, silicio, carbono y manganeso del baño metalico. Para que no se prolongue demasiado el proceso es necesario adicionar diversas cantidades de mineral de hierro. Como consecuencia de todas esas reacciones, se forman primero oxidos y luego silicatos de hierro y manganeso, que constituyen la escoria que cubre el baño metalico. La oxidación del carbono no se realiza con intensidad hasta que el manganeso y el silicio han sido reducidos a limites relativamente bajos (0,25% de Mn). El hervido es muy importante porque facilita el contacto entre el metal y la escoria, acelerando las reacciones y la transmisión de calor de las llamas al acero fundido. 4. Hervido de la caliza: cuando avanza más el proceso y aumenta la temperatura la caliza que se encuentra en el fondo del baño se descompone. La cal pasa a formar parte de la escoria, y el oxido de carbono que se desprende al subir a la superficie del baño produce un hervido. Este periodo de hervido dura de 1 a 2h, y favorece la oxidación del baño metálico y de la escoria, y el íntimo contacto entre ellos. 5. Formación de la escoria: la formación de la primera escoria es consecuencia de la oxidación del hierro, silicio y manganeso, que se transforman e oxido de hierro, sílice y en oxido de manganeso. También al principio una pequeña parte de sílice se combina con la cal, formada por la descomposición de la caliza. Al avanzar el proceso, aumenta la cantidad de escoria que flota sobre el baño y poco a poco se va haciendo mas básica, debido a las adiciones de cal. 6. Oxidación de los elementos que contiene el baño metálico: en esta fase se completa la oxidación de los elementos carbono, silicio y manganeso, y además se procura eliminar el mayor porcentaje posible de fosforo y azufre. La oxidación de los diversos elementos comienza cuando se ha fundido completamente la carga y se ha formado la primera escoria. Entonces se saca la primera prueba de a cero oara hacer un análisis y conocer la composición del baño en el momento de fundir. De acuerdo con el análisis, se decide las adiciones de mineral o batiduras, de cal y de espato de fluor que se han de hacer. La conducción de la colada y la reducción de los porcentajes de carbono, fosforo y azufre, se consigue regulando cuidadosamente la temperatura del baño y la basicidad fluidez y poder oxidante de la escoria. 7. Desoxidación y carburación: como el proceso Siemens, en su primera parte, es una operación oxidante, al final de la operación hay disuelto en el baño de acero un porcentaje de oxigeno elevado que impide la obtención de lingotes sanos. Para evitar este contratiempo, es necesario hacer adiciones de desoxidantes como el ferromanganeso y el ferrosilicio que reaccionan con el oxigeno formando oxido de manganeso y sílice, que son sustancias solidas inertes, quedando muy reducido el porcentaje de oxigeno. El ferromanganeso se añade en el horno unos 10 min antes de colar. 8. Colada: cuando el baño metalico tiene la composición adecuada y la t emperatura conveniente, se perfora el agujero de colada situado en la parte mas baja de la solera del horno, que esta cerrado con arcilla refractaria. El metal y la escoria pasan a la cuchara de colada. La escoria se acumula en la parte superior y se deja rebosar y caer a un cono o caja de fundición que esta junto a la cuchara. En la cuchara se conserva solo la cantidad de escoria necesaria para cubrir el metal y evitar su oxidación. El ferrosilicio u otros elementos suelen adicionarse en la cuchara o al chorro de colada 9. Reparación del horno: después de terminada la colada se procede a observar el interior del horno, cubriendo con dolomía calcinada en polvo las erosiones producidas por el acero y la escoria. En ocasiones se parchean las paredes del horno y se sustituye algún ladrillo de las puertas y de los machones, de forma que al iniciarse la colada, el revestimiento refractario este en las mejores condiciones posibles.
HORNO ELECTRICO La materia prima empleada para la fabricación de acero en horno eléctrico es chatarra de hierro dulce o de acero. Como elementos de adición auxiliares se cargan, pequeñas cantidades de fundición, de mineral de hierro y de ferroaleaciones. Para la formación de escoria se añade caliza, cal, arena, espato de fluor y coque, y al final del proceso, se añade ferrosilicio, ferromanganeso, aluminio, carburo de calcio y silico-calcio, como elementos desoxidantes y auxiliares del proceso. Según el tipo de material refractario usado para el revestimiento tenemos: Hornos básicos, que son los más importantes y también los más empleados para fabricar aceros de calidad, y en los que la solera se prepara con magnesia o dolomía. Hornos ácidos, en los que la solera es de arena siliciosa. Se emplean mucho menos que los anteriores y se usan casi exclusivamente para fabricar piezas de acero moldeado. Se emplean hornos de capacidad de producción variable desde 100kg hasta 400t. la potencia de los transformadores empleados varia, con el tamaño de los hornos, desde 100 a 120000kVA. El diámetro de los electrodos varía también con el tamaño o capacidad del horno, empleándose electrodos de tamaño variable desde 100 a 700 mm de diámetro. PRINCIPALES CONSTITUYENTES DE LA INSTALACIÓN 1) instalación de alta tensión con su interruptor correspondiente: constituida por los siguientes elementos: a) caseta de entrada: la tensión con la que llega la electricidad varía entre 33000 y 220000V. pero en la fábrica se baja esta tensión a valores entre 13000 y 33000V. b) seccionadores: aíslan la instalación eléctrica del horno de la red exterior de alta tensión. Suelen ser de cuchillas simples, accionadas manualmente. c) interruptores automáticos de alta tensión: son aparatos que desconectan automáticamente la corriente cuando esta alcanza valores peligrosos, aislando el circuito de la red exterior. d) bobinas de inducción: aumenta la impedancia del circuito y garantiza una m archa de trabajo estable. e) transformador: debe alimentar adecuadamente al horno eléctrico durante el proceso. 2) transformador del horno y elementos complementarios: las entradas de corriente se suelen hacer a 13 o 33KV, y a la salida hay varias tomas con tensiones variables de 80 a 500V, que son las más adecuadas para el proceso, pudiendo trabajar, por lo tanto, durante la colada con diferentes tensiones según convenga. La potencia de los transformadores utilizados en los hornos eléctricos varía de 1000 a 120000KVA, según la capacidad. 3) el sistema de regulación de los electrodos: durante el trabajo, varia la distancia entre los electrodos y la chatarra, o entre los electrodos y el baño, y por ello es necesario disponer de mecanismos que regulen esas distancias para conseguir uniformizar la intensidad o la potencia del arco. En los últimos años se han desarrollado mucho el sl control por maquinas rotativas, cuyo funcionamiento se basa en dinamos de corriente continua que alimentan los motores eléctricos que mueven los electrodos. Están especialmente diseñadas para dar una rápida respuesta a las variaciones que hay en el circuito eléctrico. 4) cuadro con instrumentos de medida y regulación: en las proximidades del horno hay dispuesto un cuadro, donde se encuentran dispuestos los instrumentos de medida eléctricos y los mandos para actuar sobre el movimiento de los electrodos y sobre la marcha del horno. Los instrumentos más importantes son: amperímetros en las tres fases, voltímetros, medidores de consumo de energía, reóstatos, llaves de regulación, etc. 5) horno propiamente dicho: en el horno podemos considerar las siguientes partes: a) cuba: se construye con chapa de acero dulce soldada, revestida interiormente con material refractario. Hay dispuesta una puerta usada para la vigilancia de la colada y para la adición de los elementos formadores de escoria, elementos de aleación y desoxidantes. En la zona opuesta a la puerta se dispone de la piquera o canal de colada, a través del cual sale el acero que se cuela en la cuchara cuando se bascula el horno.
b) bóveda, paredes y solera: la bóveda se construye con ladrillos refractarios de formas especiales sobre un anillo metalico generalmente refrigerado, que luego se apoya sobre la cuba. Suele tener tres agujeros simétricos para que, a través de ellos, pasen los electrodos. Para las paredes se emplean ladrillos de magnesia o de magnesia-cromo, ladrillos de dolomía, o bloques apisonados de dolomía. En alguna parte de gran erosión, sobre todo en las proximidades de la piquera de colada se emplean materiales electrofundidos de alto contenido de alúmina. En los hornos básicos la solera se prepara siempre con material básico. Puede ser dolomía de fina granulometría, apisonada en seco, o de dolomía alquitranada o polvo de magnesia fuertemente apisonada. Siempre debajo de la dolomía o de magnesia, hay un revestimiento de seguridad de magnesia. c) electrodos: normalmente se emplean electrodos de grafito, cuyo diámetro varía desde 60mm para hornos de 5t hasta 800mm para hornos de 350t. su longitud varía de 2 a 3m y se unen unos con otros, a medida que se van gastando, por medio de unas piezas tronconicas roscadas que se colocan entre cada dos electrodos. Los electrodos se sujetan con mordazas de cobre refrigeradas por agua a unas barras horizontales. d) mecanismos de basculación: cuando la colada se ha terminado, es necesario bascular e horno para pasar el acero a la cuchara. Se emplean mecanismos hidráulicos o eléctricos que, haciendo girar al horno, permiten que salga el acero a través del agujero de colada y caiga a la cuchara que se encuentra siempre a un nivel inferior. Luego, el acero pasa de la cuchara a las lingoteras. 6) pozo de colada: es una de las partes fundamentales de la aceria. Suele disponer de dos gruas. La mayor de ellas con capacidad para llevar la cuchara y hacer la colada del acero, y otra menor, para el movimiento de lingotes, tochos de acero, refractarios, etc. PRINCIPALES FASES DE LA OPERACIÓN 1) Carga del Horno: la operación se inicia al introducirse en el horno chatarra y algo de cal o caliza. En la actualidad, los hornos tienen bóveda desplazable y la carga se hace con cestas que introducen la chatarra por la parte superior del horno. Luego se vuelve a poner la bóveda en su lugar, se conecta la corriente eléctrica, salta el arco y se inicia la fusión. 2) Conexión de la corriente eléctrica. Se hace cuando se ha completado la carga de la chatarra y otras adiciones 3) Fusión de la carga. En los primeros momentos de esta fase hay una gran oscilación y movimiento de los electrodos, debido al salto del arco entre los electrodos y la cuchare es irregular. Continuamente funciona el regulador, que actúa automáticamente sobre los electrodos haciéndoles subir y bajar para mantener todo el tiempo cebado el arco y con la intensidad conveniente. En cuanto se observa que hay acero fundido debajo de los electrodos formando un pequeño charco, debe añadirse una pequeña cantidad de cal o caliza para cubrir superficialmente e baño metálico. El voltaje suele variar desde 160V en hornos pequeños, hasta 250, 300 y 350V para hornos grandes. 4) Período oxidante o de afino. Desde que se forma el primer charco de metal fundido, el baño comienza a ser oxidado por la acción del oxígeno del aire y del óxido de hierro que contiene la chatarra. Para acelerar la oxidación se inyecta oxigeno por medio de un tubo de hierro. El baño comienza a hervir debido a la oxidación del carbono que da lugar a un desprendimiento gaseoso de CO. Al mismo tiempo se va formando una pequeña cantidad de escoria negra con cal, un poco de sílice y óxido de hierro. En el baño metálico se oxida primero y hierro, por ser el más abundante, y luego además también el silicio, fosforo, manganeso carbono. El óxido de carbono escapa en forma de gas y los demás óxidos que son sólidos, mezclados entre la escoria y el baño.
5) Desescoriado. Al final del primer periodo de afino, la escoria oxidante negra y espesa que cubre el baño es eliminada. Los operarios por medio de barras, generalmente refrigeradas con agua, van sacando la escoria y queda desnudo el baño metálico muy oxidado con muy bajos porcentajes de C, Mn, Si, y P. En la siguiente fase de trabajo, esa primera escoria oxidada es reemplazada por la segunda escoria reductora. 6) Período desoxidante. En esta etapa se cubre el baño con una escoria desoxidante preparada fundamentalmente con tres partes de cal y una de espato flúor, a la que se le añade como elemento desoxidante generalmente una parte de coque o grafito. Antes de la adición de los elementos que conforman la segunda escoria, se le añade al baño desnudo trocitos de electrodo de grafito, para elevar el contenido de carbono del metal, y realizar una desoxidación parcial del baño que facilita luego la acción desoxidante de la escoria. La escoria reductora o segunda reductora suele tardar de 15 a 40min en formarse, es decir, en cubrir bien el baño y tener la viscosidad adecuada en todas las partes del horno. Cuando esa escoria comienza a reaccionar con los óxidos de acero, el baño tiende a oxidar la escoria y esta a desoxidar el baño. La desulfuración se efectúa con una escoria básica y reductora por la acción de la cal y del carburo de calcio. El control del grado de basicidad, de desoxidación y de viscosidad se determina observando su color. La escoria negra indica presencia de óxidos y la blanca pulverulenta que esta desoxidada. Hecho esto último se efectúan las adiciones finales de ferroaleaciones para encajar los diversos elementos en las especificaciones requeridas. 7) Colada del acero. Después de tener en cuenta los factores citados anteriormente, si la temperatura del baño es la correcta, ya se encuentra listo el acero para la colada que se realiza, abriendo el correspondiente agujero e colar y volcando el horno para permitir a todo el baño de metal y de escoria ser trasvasado a la cuchara. 8) Inspección del horno. Después de terminada la colada, es necesario inspeccionar el estado del material refractario de la solera, paredes y bóveda del horno. Generalmente, se procede a reacondicionar la solera con adiciones de dolomía o magnesia calcinadas para igualar su superficie, suprimiendo agujeros, rellenando erosiones, etc.
COLADA DEL ACERO El acero fundido no pasa directamente del horno a las lingoteras, sino que junto con una parte de la escoria va primero a la cuchara de culada. En ella, el acero suele permanecer unos minutos, que son suficientes para que la escoria que sale del horno mezclada con el acero que pueda separarse por su menor densidad y flote sobre el baño metalico. Ese tiempo de espera con el acero en la cuchara es también necesario cuando el acero esta demasiado caliente e interesa que descienda la temperatura para tener la más conveniente en el momento de colar el acero a las lingoteras. El acero que está en la cuchara se emplea para: Fabricación de lingotes Colada continua Fundición de piezas de acero moldeado
Cuchara de colada La cuchara de colada es un gran recipiente metalico construido con chapa de acero dulce de 15 a 50mm dee espesor, revestido interiormente de ladrillos refractarios silicoaluminosos. Su capacidad debe ser algo mayor que la del horno, ya que además del acero contiene también la escoria. La apertura del orificio de la colada se hace a voluntad, actuando un operario sobre la palanca y el movimiento se transmite a un vástago con un tapon en la punta, cubierto todo el de material refractario. Es muy importante conseguir un cierre perfecto de la buza cuando pasa con la cuchara de un lingote a otro. El diámetro de la buza suele variar desde 22 a 40mm. Todas las cucharas y lingoteras, antes de la colada, deben ser calentadas a temperaturas variables de100 a 600° por medio de carbón, gas o electricidad. Asi, se elimina la humedad de los refractarios, que siempre es perjudicial, principalmente por la acción del hidrogeno que luego aparece como elemento residual del acero. Además, se evita que el acero se enfrie demasiado bruscamente al ponerse en contacto con la cuchara y con las lingoteras. Metodos de colada del acero a las lingoteras Los procedimientos de colada mas usados en la actualidad para el llenado de lingotes son: 1. Colada directa por la parte superior de los lingotes, que generalmente recibe el nombre de colada a fondo. Se realiza colocando la cuchara encima de cada una de las lingoteras y rellenándose luego cuidadosamente cada una de ellas por su parte superior. Cada vez que la cuchara se coloca encima de la lingotera, se abre a la buza para dar paso al acero y, cuando van quedando llenas, se baja el vástago y se cierra la salida del acero. 2. Colada con sifón, utilizando un conducto central, que sirve para llenar por la parte inferior varias lingoteras a la vez, que se colocan agrupadas alrededor de un conducto central cilíndrico llamado bebedero, que es el que se cuela el acero y se comunica por su fondo por medio de canales de material refractario con todas las lingoteras que están a su alrededor. De esta forma el acero va subiendo por todas las lingoteras a la vez. 3. Colada por medio de un recipiente o artesa intermedia, que sirve para llenar uno o varios lingotes a la vez, regulándose de esta forma la velocidad de colada del acero a las lingoteras.
El peso de los lingotes de acero suele oscilar entre 25kg y 100t. sus dimensiones varian de 75mm de lado hasta la octogonal de 1m.la sección cuadrada es la mas utilizada. Para fabricar chapa y fleje se usan lingotes de sección rectangular. La forma cilíndrica se emplea algunas veces para pequeños lingotes de aceros rapidos y herramientas especiales.
CLASIFICACION DE LOS ACEROS Los aceros se pueden clasificar teniendo en cuenta: A. El proceso. Los aceros obtenidos por convertidores se denominan aceros comunes, los obtenidos por horno eléctrico u horno siemens martin, se denominan aceros finos. B. La cantidad de elementos. Según la cantidad de elementos que conformen al acero este puede ser binario, ternario, enario, etc. C. La templabilidad. Los aceros pueden ser templables o no templables (los que contengan menos de 0,1 de C) D. Velocidad de colada. Pueden ser efervescentes o calmados E. Los componentes logrados. Pueden ser perlitico, austenitico, martensitico, cementitico. F. Diagrama de Fe-C. el acero es hipoeutectoide, eutectoide, o hipereutectoide. G. La resistencia la tracción. H. La composición química. Pueden ser ordinarios comunes o al carbono, y el contenido de carbono puede ser: muy bajo (0.05 – 0.15), bajo(0.16 – 0.30), medio (0.31 – 0.53), alto (0.56 – 0.90). teniendo esto en cuenta el acero será: a. extra dulce (0.10) b. dulce (a 0.25) c. semi dulce (a 0.40) d. semi duro (a 0.55) e. duro (a 0.70) f. extra duro (a 0.90) DESIGNACION DE LOS ACEROS El mas usado es el método de clasificación química, el cual indica, por medio de un sistema numérico, el contenido aproximado de los elementos importantes del acero. Las especificaciones para los aceros representan el esfuerzo conjunto de la American Iron and Steel Institute (AISI) y de la Society of Automotive Engineers (SAE). El prmero de los cuatro o cinco dígitos de la desiganacion numérica indica el tipo al que pertenece el acero. De este modo tenemos: 1 –MANGANESO 2 – NIQUEL 3 – CROMO - NIQUEL-, principal aleante el cromo 4 –MOLIBDENO 5 – CROMO 6 - CROMO-VANADIO, principal aleante el cromo 8 – MOLIBDENO - NIQUEL-CROMO-, principal aleante el molibdeno 9 - NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO, principal aleante el níquel En el caso de acero de aleación simple, el segundo digito indica el porcentaje aproximado del elemento predominante en la aleación. Los dos o tres últimos dígitos generalmente indican el contenido de carbono medio, dividido entre 100. Asi por ejemplo: el símbolo 2520, indica un acero al niquel de aproximadamente 5% de niquel y 0,20% de carbono el símbolo 1045, indica un acero al carbono de aproximadamente 0,45% de carbono
ACEROS AL CARBONO PARA CEMENTACION. Usados para bulones, ejes, cadenas, bujes, remaches, tuercas, tornillos racores, eslabones para cadenas, pasadores, alta tenacidad y baja resistencia mecánica. A.I.S.I. 1010, 1016, 1020 ACEROS AL CARBONO PARA TEMPLE Y REVENIDO. Usados en palancas para frenos, cigüeñales, herramientas agrícolas, productos estampados y forjados, requieran dureza y t enacidad. 1035, 1040, 1045. ACEROS AL CARBONO DE ALTO MANGANESO. Usados en piñones, bujes, casquillos, partes para la industria petrolera, acoples, ejes de transmisión. AISI 1518 ACEROS ALEADOS PARA CEMENTACION. Engranajes, ejes de leva, cigüeñales, tornillos sinfín, cuerpos de válvulas. A.I.S.I. 8620, 8615 ACEROS ALEADOS PARA TEMPLE Y REVENIDO. ejes, reductores, engranajes, transmisión, espárragos, bielas, cinceles, tijeras, rotores de turbinas, y en general piezas que requieran alta resistencia mecánica. A.I.S.I. 4140, 4340, 5160
ELEMENTOS DE ALEACIÓN EN ACEROS ALEADOS Cr. formación de carburos de cromo duros; el acero resultante es más dúctil que un acero de la misma dureza. La adición de cromo amplía el intervalo de temperatura crítico. Ní. no forma carburos u óxidos. Aumenta resistencia sin disminuir ductilidad. Mn. Usado para desoxidar y desulfurar. Más del 1%, de Mn el acero se clasifica como un acero aleado al Mn. Si. Se agrega como desoxidante. Junto con manganeso, cromo y vanadio, estabilizan carburos. Mo. formador carburos, y se disuelve en ferrita aumenta dureza y tenacidad. Después del carbono, provee alta dureza y alto grado de tenacidad. V. Refinador del tamaño fino de grano, también aumenta la tenacidad del acero. Utilizado ampliamente en aceros para herramientas. W. En aceros para herramientas mantiene su dureza aún al rojo. imparte tenacidad y dureza. ACEROS PARA HERRAMIENTAS Usados en la fabricación herramientas destinadas a modificar la forma, tamaño y dimensiones de los materiales por corte, presión o arranque de viruta. Aceros al carbono: 0.2 a 0.4 martillos y picas. 0.50 a 0.70%. brocas, cuchillas, y limas; calidades intermedias de 0.70 a 1%. máxima dureza, deben ser templados en agua. Aceros rápidos: conservan su filo en caliente, trabajan casi al rojo (600º). composiciones típicas C = 0.75%, W = 18%, Cr = 4% y V = 1% ; otra C = 0.75%, W = 18%, Co = 4% y V =1.25%. Aceros indeformables: Con el temple no sufren casi deformaciones. Esto lo permite el cromo y el manganeso. Composiciones típicas: C = 2% y Cr = 12%; C = 1% y Cr = 5% y otra C = 1% y Mn = 1%. Al Carbono Comunes o no aleados 10xx Corte rápido 11xx Manganeso 1,75 % Mn 13xx Níquel 3,5 % Ni 23xx 5 % Ni 25xx Cromo-Níquel 1,25 % Ni; 0,65-0,80 % Cr 31xx 3,5 % Ni; 1,55 % Cr 33xx Resistentes al calor y a la corrosión 303xx Molibdeno 0,25 % Mo 40xx Cromo-Molibdeno 0,5-0,95 % Cr; 0,20-0,25 % Mo 41xx Níquel-Molibdeno 1,55-1,8 % Ni; 0,2-0,25 % Mo 46xx 3,5 % Ni; 0,25 % Mo 48xx Níquel-Cromo-Molibdeno 1,8 % Ni; 0,5-0,8 % Cr; 0,25 %Mo 43xx 0,55 % Ni; 0,5 % Cr; 0,2 %Mo 86xx 0,55 % Ni; 0,5 % Cr; 0,25 %Mo 87xx 3,25 % Ni; 1,2 % Cr; 0,12 %Mo 93xx 0,45 % Ni; 0,4 % Cr; 0,12 %Mo 94xx 0,55 % Ni; 0,17 % Cr; 0,2 %Mo 97xx 1 % Ni; 0,8 % Cr; 0,25 %Mo 98xx Cromo Bajo Cr: 0,27 y 0,65 % Cr 50xx Bajo Cr: 0,8; 0,95 ó 1,05 % Cr 51xx
Bajo Cr: 0,5 % Cr Mediano Cr: 1 % Cr Alto Cr: 1,45 % Cr Resistente al calor y a la corrosión Cromo-Vanadio Silicio-Manganeso
0,95 % Cr; 0,15 % mín V 1,4 y 2 % Si; 0,65 y 0,85 % Mn
501xx 511xx 521xx 514xx 515xx 61xx 92xx
