Unidad
9
Metales ferrosos
9.1
Metales ferrosos o férricos
A Principales yacimientos de mineral de hierro Polanco (Bilbao)P Coto Warner (León) Ojos Negros (Teruel) Río Doce Jerez-Villafranca Riotin Riotinto to (Huel (Huelva) va)
Hierro
Piritas Aznalcóllar (Sevilla) Alquile (Granada)
Tharsis (Huelva)
Conjuro (Almeria)
Principales yacimientos de mineral de hierro en España. 1
Cerro Bolívar Miferma Países productores de mineral de hierro.
* Principales minas a cielo abierto
B
2
Tipos de minerales de hierro
9.2
Procesos de obtención del acero y otro productos ferrosos
A
Materia prima del horno alto Mineral
de hierro (60%): Previamente se tritura y muele para obtener la “mena” y separarla de la “ganga” .
Carbón
de coque (30%): Se obtiene de la hulla, sirve:
Producir Producir el calor calor necesario necesario para convert convertir ir la mena en “arrabio” .
Soportar Soportar el peso peso de la mena mena y facilitar facilitar la la combustión. combustión.
Fundente
(10%): Compuesto por cal para:
Reaccionar químicamente con la ganga y formar la “escoria” .
Bajar el punto de fusión de la ganga y hacer líquida l
B
Funcionamiento del horno alto
•La carga carga de mena mena seg según ún baja baja a su Tª Tª has hasta ta la la zona zona de de fusió fusión n “et depositándose en el “crisol” .
•La “escoria” flota sobre el Fe fun extrae por la “bigotera” o “piquer escoria” .
•El “arrabio” se extrae por la “piq arrabio” , pero al tener exceso de “afina” en los convertidores.
•Por las “toberas” se inyecta aire
C
Transformación del arrabio en acero
El arrabio contiene impurezas que le hacen poco adecuado la industria, a través del afino conseguimos el acero, esto se realiza en los convertidores o procedimiento LD. LD. Materia
prima que emplea el convertidor LD:
Arrabio líquido y chatarra.
Fundente (cal) para obtener la escoria.
Ferroaleaciones para mejorar las propiedades del acero.
Características del horno convertidor:
Recubierto de ladrillo refractario en su interior.
Produce unas 300 T por hornada. Una hornada dura 1 hora.
Funcionamiento del horno convertidor:
D
Obtención de acero a través de la chatar
Partes de un horno eléctrico: Transformador eléctrico, de c.a. a c.c. y a 9 Cables flexibles, conectan los electrodos. Brazos de los electrodos, electrodos, modifican la dist de los electrodos. electrodos. Sujeción de electrodos. Pórtico con brazos hidráulicos, permite quit poner la tapadera del horno. Salida de humos refrigerada, los filtra a rav de una cortina de agua.
Materia prima que utiliza el horno eléctrico: Chatarra seleccionada. Fundente (cal). Ferroaleaciones para aceros especiales .
Características del horno eléctrico: Recubierto de ladrillo refractario en el interior. Alcanz Alcanza a una una Tª de 3.50 3.500 0 ºC. ºC. Carga unas 100 T. Tiempo de 50 minutos por hornada.
1. 2. 3. 4. 5.
Funcionamiento del horno eléctrico:
Se introduce la chatarra y el fundente. Se cierra el horno y se acercan los electrodos a la chatarr que salte el arco eléctrico y empiece a fundir. Una vez fundida se inyecta oxígeno. Se extrae la escoria, se añade C y ferroaleaciones y se s calentando hasta que la mezcla sea uniforme. Se vierte el acero a la cuchara.
Colada de acero
9.3
Métodos de solidificación de acero: Colada
convencional:: en moldes con la forma a obtener, s convencional deja enfriar y se extrae la pieza.
Colada continua: continua: Se vierte sobre un molde con forma curv sección con una forma geométrica.
Colada sobre lingoteras: lingoteras : Se hacen en forma de lingotes p su almacenamiento.
Planta de producción de colada continua.
Trenes de laminación
9.4
Consiste en pasar el acero entre dos rodillos, reduciendo su sección y aumentando la longitu Laminación
en caliente: caliente: a 10 1000 00ºC ºC de Tª. Tª.
Laminación en frío: frío: a Tª am ambi bien entte.
Tren desbastador Sección de enfriamiento
9.5
Productos ferrosos
A Clasificación de los productos ferroso
Hierros: 0,01 a 0,03 % de C, blandos y difícil de obtener, pocas aplicaciones. Aceros: 0,03 a 1,76% de C. Fundiciones: 1,76 a 6,67 de C. Grafitos: >6,67% de C, muy frágil, no tie aplicaciones.
B
Diagrama de hierro-carbono •El hierro puro pasa de sólido a líquido a la Tª máxima (1530 ºC). •Al aumentar el C hasta el 4,3%, 4,3 %, dis dismin minuye uye la Tª de fusión .A partir del 4,3% C vuelve vue lve a aume aumenta ntarr la Tª de fusión. •La Tª de fus fusión ión men menor or es 1130 ºC.
9.6
Tipos de acero
aleados: Cuando el % de los elemen A Aceros no aleados: químicos están por debajo de lo indicado en la tabla 9.1
Clasificación de los aceros según el porcentaje de carbono.
B
Aceros aleados o especiales
•Contienen algún elemento de la tabla 9.1 en mayor %, mejo las características de la aleación y son, casi en su totalidad, utilizados.
•Se designan mediante la letra F seg seguid uida a de un un nº que ind indic ic aplicación: – 1ª CIFRA: aplicaciones generales, como se indica en la tabla inferior. – 2ª CIFRA: características del acero. – 3 y 4ª CIFRAS : valor clasificatorio.
Clasificación según NORMA UNE 36010
9.7
Presentación comercial del acero
Palastros:: Chapas laminadas de 1x2 y 3x3m. Palastros
Barras: Piezas más largas que gruesas y de Barras: sección variable.
Perfiles:: Piezas huecas de sección variable. Perfiles
Perfiles más usuales.
Barras más empleadas. 20
Flejes.
Perfiles especiales.
9.8
Fundiciones
A Clasificación de las fundiciones
21
(C 1,76-6,67%)
9.9
Impacto medioambiental de los productos ferrosos
Ocurre en tres momentos: A
la hora de obtener la materia prima:: minas a cielo abierto, prima fabricación de coque. Durante su transformación en producto comercial: comercial: emisiones a la atmósfera, lodos, aguas residuales, contaminación acústica, etc.
Al desechar o reciclar un producto usado. usado.
22
Factoría de Villaverde.
