hierro

Prof. Ing. Roberto Bozzolo

Es un horno de cuba formado por dos troncos de cono desiguales unidos

por sus bases mayores.

Parte interior de mampostería de ladrillos refractarios de 60-100 cm de

espesor

Parte exterior revestida de plancha de acero reforzada con zunchos.

EL ALTO HORNO

Partes del alto horno: (de arriba abajo)

a) Tragante

b) Cuba

c) Vientre

d) Etalajes

e) Crisol


En la parte superior de la cuba se produce el secado, precalentamiento y

deshidratación a Tª 200 – 450ºC

En la parte inferior de la cuba, es la zona de reducción 400 – 1200ºC

En los etalajes zonas de carburación y fusión 1800ºC

La ganga se ha combinado con el fundente formando la escoria que sale

por la bigotera.

Por la piquera sale el arrabio

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL ARRABIO


ARRABIO, producto principal del Alto Horno. 90-95% de hierro. Puede ser

de dos tipos:

a) Hematites, para piezas fundidas en molde

b) Básico, para fabricación de acero en convertidor soplado por oxígeno.

ESCORIA, material de desecho que sobrenada el arrabio en el crisol, por

su menor densidad. Sus aplicaciones son:

a) Áridos para hormigón

b) Aislantes térmicos

c) cementos

PRODUCTOS DEL ALTO HORNO


MATERIALES FERROSOS, son aquellos cuyo constituyente principal es el

hierro. Se pueden clasificar en:

HIERRO

ACEROS

FUNDICIONES

FERROALEACIONES.


PROCEDIMIENTOS DE OBTENCIÓN DEL ACERO

Para la obtención del acero se utilizan como materias primas el arrabio liquido

del alto horno y la chatarra de acero.

Los convertidores son hornos de afino del acero, se diferencian en la forma y

tipo de energía aportada, algunos conocidos son:

BESSEMER

SIEMENS- MARTIN

CONVERTIDOR LD


CONVERTIDOR BESSEMER (1856)

• Permite descarburar la fundición gracias a una corriente de

aire comprimido, soplada por el fondo, que atraviesa la masa

de fundición líquida contenida en el convertidor.

•El proceso se puede detener cerrando la entrada de aire.

• Obtención de aceros de 0,10% a 0,70% de C a partir de

fundiciones de 3 a 4.50 % de C.

•No es necesario el uso de chatarra.

•Bajo costo de instalación.

•No se puede eliminar el azufre y el fosforo.

•Se debe utilizar únicamente fundiciones de minerales puros.


CONVERTIDOR BESSEMER – FASES DE OPERACIÓN

• Carga del horno.

•Soplado y giro del convertidor.

•Oxidación del silicio y del manganeso.

•Oxidación del carbono.

•Desoxidación y carburación del baño metálico.

•Colada.

•Inspección y reparación del horno.


PROCEDIMIENTO SIEMENS- MARTIN (1860)

• Permite cargas de tipo sólido, líquido o mixto.

• Permite distintos tipos de mezclas, luego se obtienen

productos definidos.

• La solera puede ser ácida, básica o neutra.

• Según la proporción de gas-aire podemos tener una

atmósfera oxidante (para quemar o descarburar), reductora

(para eliminar el oxígeno) o neutra (para mantener la Tª).

• Los gases del horno se les hace pasar por cámaras

calentándolas; luego se invierte el sentido, hacía otras cámaras

frías. La corriente gaseosa atraviesa el horno en un sentido y

otro alternativamente.


LA CHATARRA

• La chatarra de acero es otra materia utilizada para la fabricación

de acero.

• Conjunto de piezas, partes metálicas, etc., de acero, inservibles

y sin ninguna utilidad industrial.

• Puede ser: reciclada, de trasformación, de recuperación.


PROCEDIMIENTO SIEMENS- MARTIN ( FASES)

•Calentamiento de la solera.

•Carga de materias primas.

•Fusión del baño.

•Análisis del baño.

•Colada.


PROCEDIMIENTO SIEMENS- MARTIN. (ACIDO)

•No se elimina el fosforo (P) ni el azufre (S).

•Reducción del C por:

•Dilución: agregado de chatarra con bajo porcentaje de C y

dilución en el baño.

•Añadiendo minerales de Fe que ceden O al C y producen

oxidación.

•Combinación de los procesos anteriores.


PROCEDIMIENTO SIEMENS- MARTIN. (BASICO)

•Permite la eliminación del P (fosforo) y del S (azufre) a través

de la escoria.

•Oxidación del Si, Fe y Mn.

•El oxido de Mn no va a la escoria y cede O para oxidar el C.

•El fosforo (P) se oxida en combinación con la cal.


CONVERTIDOR LD (1948)

• El oxígeno se inyecta a alta presión (10-14 at.)a través de un

tubo refrigerado (lanza).


CONVERTIDOR LD – FASES DE OPERACIÓN.

• Carga del convertidor con chatarra y arrabio.

•Inyección de oxígeno ( O) a través de la lanza.

•Oxidación del silicio (Si) y el manganeso (Mn).

•Oxidación del carbono (C) y el fosforo (P).

•Interrupción de la inyección de oxígeno (luego de 20 min.) y

análisis del baño y escoria.

•Colada.


EN RESUMEN….

Los convertidores son hornos de refinación de fundición de hierro, para la

obtención del acero.

Se pueden afinar distintos tipos de acero de acuerdo a especificaciones o

normas, variando su dureza y resistencia con el contenido de C.

Materias primas: arrabio, chatarra, minerales, aleaciones.

Los niveles de producción estarán sujetos al volumen de los hornos

convertidores y el tiempo empleado en el proceso de refinación del acero.

El acero se puede moldear, laminar o forjar. Obteniendo

barras, chapas, caños estructurales, etc.


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