ACERO (INFORME ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 4)

APRENDIZ JEILE BERRIO OLIVEROS

TUTOR JHON JAIRO CARDONA LONDOO. ING. QUIMICO

SENA (VIRTUAL)

METALURGIA PROPIEDADES Y CLASIFICACION DE LOS PRINCIPALES METALES (568982)

MONTERA-CORDOBA

2013

CONTENIDO

1. Breve descripcin histrica del acero. 2. Elementos que aumentan la resistencia del acero bajo en carbono. 3. proceso de peletizacin del mineral de hierro, diagrama. 4. Tipos de aceros. 5. tratamiento trmico del acero, diagrama.

6. bibliografa.

BREVE DESCRIPCIN HISTRICA DEL ACERO

Acero era conocido en la antigedad, y puede haber sido producido por la gestin

bloomeries o instalaciones de fundicin de hierro; Realmente conocer la fecha con

exactitud en que se descubri la tcnica para obtener hierro a partir de la fusin

de minerales es imposible. Por otro lado los restos primerizos de arqueologa de

hierro datan de 3000 a. C. y fueron hallados en Egipto, aunque hay vestigios de

adornos anteriores. Se dice que algunos de los primeros aceros tienen su origen

en el este de frica, cerca de 1400 a. C. en todo el tiempo en la dinasta

Han de Chinase se gener o fabrico acero cuando funda hierro forjado con hierro

fundido, por el siglo I a. C. Tambin adoptaron los mtodos de produccin para la

creacin de acero wootz, un proceso surgido en India y en Sri Lanka desde

aproximadamente el ao 300 a. C. y exportado a China hacia el siglo V. con este

proceso tan prspero y rpido se utilizaba un horno de viento, que era alimentado

por vientos estacionales. Entre los siglos IX y X se produjo en Merv el acero de

crisol, la manera de obtenerlos era calentando y enfriando el hierro y el carbn por

diferentes tcnicas.

Durante la dinasta Song del siglo XI en China, la fabricacin o produccin de

acero se haca utilizando dos tcnicas: la primera produca acero de baja calidad

debido a que no se homogeneizaba -mtodo "berganesco" y la segunda forma,

era utilizando el mtodo Bessemer, en el cual se quita el carbn con forjas

repetidas y se somete la pieza a enfriamientos inesperados o abruptos. Ahora

bien si pensamos en su uso industrial, el hierro fue descubierto hacia el ao

1500 a. C., en Medzamor y el monte Ararat, en Armenia, el hierro con su

tecnologa o con la tecnologa con la te el hombre en secreto lo perciba lo tuvo

mucho tiempo en secreto, difundindose extensamente hacia el ao 1200 a. C. No

hay registros de que la templabilidad fuera conocida hasta la Edad Media. Los

mtodos antiguos para la fabricacin del acero consistan en obtener hierro

dulce en el horno, con carbn vegetal y tiro de aire, con una posterior expulsin de

las escorias por martilleo y carburacin del hierro dulce para cementarlo. Luego se

perfeccion la cementacin fundiendo el acero cementado en crisoles de arcilla y

en Sheffield (Inglaterra) se obtuvieron, a partir de 1740, aceros de crisol.4 La

tcnica fue desarrollada por Benjamin Huntsman.En 1856, Sir Henry Bessemer,

desarroll un mtodo para producir acero en grandes cantidades, pero dado que

solo poda emplearse hierro que contuviese fsforo y azufre en pequeas

proporciones, fue dejado de lado. Al ao siguiente, Carl Wilhelm Siemens cre

otro, el procedimiento Martin-Siemens, en el que se produca acero a partir de

la descarburacin de la fundicin de hierro dulce y xido de hierro como producto

del calentamiento con aceite, gas de coque, o una mezcla este ltimo con gas

de alto horno. Este mtodo tambin qued en desuso. Actualmente, el proceso de

fabricacin del acero, se completa mediante la llamada metalurgia secundaria.

.

ELEMENTOS QUE AUMENTAN LA RESISTENCIA DEL ACERO BAJO EN CARBONO El Manganeso es uno de los elementos fundamentales e indispensables, est presente en casi todas las aleaciones de acero. El Manganeso es un formador de austenita, el Cromo es un formador de ferrita, aumentando la profundidad del endurecimiento. As mismo, aumenta la resistencia a altas temperaturas y evita la corrosin.

Cromo, manganeso, Silicio entre otros: son unos de los elementos que aumenta

moderadamente la templabilidad. Se usa como elemento desoxidante. Aumenta la

resistencia de los aceros bajos en carbono.

PROCESO DE PELETIZACIN DEL MINERAL DE HIERRO

Si se tiene el fin de utilizar el proceso de peletizacion se estar seguro que el

mineral este en partculas muy pequeas, es comn que se exija que las

partculas sean menores a 0,200 mm y adems que el 70 % sea menor a 0,0075

mm. Esto es de rigor ya que con partculas de tamao mayor se obtendra pelets

defectuosos.

Es muy importante caracterizar la peletizacion desde el punto de vista que el

mineral finamente dividido se amontona en esferas son cierta cantidad de agua

absorbida que luego en otra etapa u operacin dichas esferas crudas se solidifican

por la utilizacin de hornos determinados.

El proceso de peletizacin consta de tres fases principales:

1. elaboracin del polvo mineral de la granulometra adecuada.

2. Fabricacin en verde con un cierto grado de humedad de las bolitas o pelets.

3. Endurecimiento de los pelets a temperaturas muy elevadas para obtener bolas

de porosidad adecuada, y suficientemente duras y resistentes para su

manutencin, transporte y tratamiento en el horno alto.

ELABORACION DEL POLVO LA ELAVORACION DEL POLVO PLANTEADA EN SEIS FASES

SIGUIENTES:

1. TRITURACIN DEL MINERAL.

2. MOLIDO PARA TENR FINOS FRAGMENTOS.

3. SEPARACIN MAGNTICA EN SECO Y ELIMINACIN DE

PARTE DE LA GANGA EN TROZOS DE TAMAO MEDIANO.

4. MOLIDO A FRAGMENTOS MUY FINOS EN MOLINOS DE

BOLAS.

5. SEPARACIN MAGNTICA EN HMEDO DEL MINERAL Y

AUMENTO DE LA RIQUEZA DEL MINERAL DE 40 A 65,5 % DE

HIERRO.

6. ERRADICACION DEL AGUA EN EL FILTROS DE VACO Y

CLASIFICACIN POR DIAMETROS.

ELAVORACION DE BOLITAS O PELETIZACIN POR AGLOMERADO DE LOS FINOS

EN APARATOS CON MOVIMIENTO GIRATORIO

ENDURECIMIENTO DE LOS PELETS POR CALENTAMIENTO A ALTA TEMPERATURA EN HORNOS

ASI PUES SE OBTIENE MINERAL CON RIQUEZA DE 65,5 % DE HIERRO.

POSTERIORMENTE SE HACEN LAS DOS LTIMAS FASES:

PARA QUE ESTA ETAPA SEA LEGITIMA ES DE UTILIDAD REGULAR CON PRECISIN

LA CANTIDAD DE AGUA EN UN 10 % APROXIMADAMENTE ADEMAS SE DEBE

AGREGAR AL MINERAL 1 % DE BENTONITA, APROXIMADAMENTE, PARA FAVORECER

EL AMONTONAMIENTO EN FORMA DE BOLITAS O ESFERAS

NOTA:

LA PELETIZACIN SE PUEDE REALIZAR EN TRES CLASES DE

INSTALACIONES DIFERENTES:

1. TAMBORES. 2. PLATILLOS. 3. CONOS.

LOS PELETS DEBEN SOPORTAR EL TRANSPORTE Y LA PRESIN EN EL ALTO HORNO, PARA ESO SE SOMETEN

A UN PROCESO DE COCCIN.

NOTA:

EN LOS HORNOS DE ENDURECIMIENTO DEBE REGULARSE BIEN LAS TEMPERATURAS Y LOS

CICLOS DE CALENTAMIENTO, PARA CONSEGUIR PELETS POROSOS Y DE GRAN DUREZA Y

RESISTENCIA A LA COMPRESIN Y AL DESGASTE.

TIPOS DE ACEROS

De manera general podemos decir que el acero es una aleacin de hierro y

carbono a la cual se le agrega de manera comnmente algunos otros elementos. Existen aleaciones a las cuales se le agrega mayor porcentaje de carbono y se les llaman hierros. Las distintas formas de acero contienen entre el 0,04 y el 2,25% de carbono.

El hierro colado o fundicin contiene entre un 2,25 y un 5% de carbono. Hay una forma especial de hierro maleable, prcticamente sin aplicaciones (slo se emplea para construir ncleos de hierro en las bobinas elctricas), que no contiene casi carbono.

Para fabricar aleaciones de hierro y acero se emplea un tipo especial de

aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones, que contienen entre un 20 y un

80% del elemento de aleacin, que puede ser manganeso, silicio o cromo. En

concreto existen muchos tipos o formas de acero dependiendo esto de los

elementos componente, el porcentaje de algn componente como por ejemplo el

carbono en proporciones determinadas corresponde a los aceros al carbono, en

los cuales este no metal es el nico componente o hay otros pero en

menores concentraciones. Hay otra forma con composiciones especficas que son

denominaciones de manera especfica en dependencia de mltiples variables

como por ejemplo los elementos que predominan en su composicin (aceros al

silicio), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de cementacin), de

alguna caracterstica potenciada (aceros inoxidables) e incluso en funcin de su

uso (aceros estructurales).

De manera concreta podemos decir que los distintos tipos de acero se agrupan en

cinco clases principales:

Aceros inoxidables

Aceros de herramientas

Aceros de baja aleacin ultra resistentes

Aceros al carbono

Aceros aleados.

Cada uno de ellos con utilidades distintas y por ende tambin con propiedades

determinadas indispensables para su aplicacin.

TRATAMIENTO TRMICO DEL ACERO

De manera concreta, los tratamientos trmicos son una serie de operaciones de calentamiento y enfriamiento a temperaturas y condiciones determinadas, a las cuales son sometidos los aceros y otros solido atmico con el propositito de entregarle unas caractersticas determinadas dependiendo de su fin de empleo. Los tratamientos trmicos tienen sus pautas muy caractersticas una de las cuales fija el calentamiento hasta la mxima temperatura, Al empezar algn tratamiento trmico se debe iniciar a la temperatura ambiente la cual tampoco se deben Introducir piezas de ms de 200 mm de espesor o dimetro en hornos cuya temperatura sea superior a los 300 C. La elevacin de temperatura debe ser uniforme en toda la pieza y se logra aumentando la temperatura lo ms lentamente posible. Bsicamente el tratamiento trmico es el siguiente:

As que podemos definir este proceso trmico como un proceso por medio del cual se fortalece estructuralmente el acero al calentarlo a temperatura elevada y posteriormente enfriarlo rpidamente.

CALENTAR EL METAL

HASTA UNA TEMPERATURA A LA QUE SE FORMA AUSENTITA,

GENERALMENTE ENTRE LOS 750 Y 850 C.

INTRODUCIR EL METAL

EN AGUA O ACEITE

ESTO CON EL FIN DE ENFRIARLO FORMA

ABRUPTA.

BIBLIOGRAFA

Metalurgia general F. R. Morral, E. Jimeno, P. Molera. Editorial Revert,

1982

Fundamentos de manufactura moderna. Mc Grae Hill 3ed

Introduccin a la Metalurgia Fsica - Avner - 2Ed

Material del curso aportado por SENA virtual