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Curso de Procesos Industriales

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  • INDUSTRIA O FBRICAEs el lugar fsico donde se conjugan energa, tecnologas,recursos humanos y financieros para convertir una materiaprima en un producto. PROCESOS:La transformacin de una materia prima en un producto acabado, es un proceso, eimplica una o ms reacciones qumicas, y en la transformacin de la materia primaen productos en la cual slo hay cambios fsicos, se les denomina OperacionesUnitarias PROCESOS INDUSTRIALESLas industrias de procesos o de conversiones qumicas son aquellas que trasformanmaterias primas por medio de procesos, otorgndole a los productos un alto valoragregado.

  • ROL DEL INGENIERO INDUSTRIAL EN LA INDUSTRIA DE PROCESOSLos Ingenieros de Ejecucin Industrial tienen un perfil profesionalorientado fuertemente hacia la administracin de la produccin yde los recursos humanos para desempearse como supervisores,lideres, capataces o administradores de lneas de produccin El Ingeniero Civil Industrial tiene un perfilprofesional orientado a actuar en el piceestratgico de las organizaciones, esto esque debe gerenciar diversos recursos comofinancieros, humanos, materiales, tecnolgicose informticos El ingeniero industrial tanto ejecucin como civil estn llamados a ser la columnavertebral del recurso humano en una organizacin industrial, pues de ellos depende lacreacin de bienes de capital competitivos para satisfacer necesidades deconsumidores finales.

  • FACTORES QUE DETERMINAN LA INSTALACIN DE UNA INDUSTRIADE PROCESOSLa instalacin de una industria de procesos obedece a una decisin de alta complejidad,para lo cual se evalan diversos factores en que cada uno aporta con un valorponderado a la toma de decisiones.

  • IMPORTANCIA ECONMICA - SOCIAL - POLITICA DE LAS INDUSTRIASDE PROCESOSUna sociedad humana industriosa y fabril se correlaciona directamente con unasociedad desarrollada, por la riqueza que genera, la distribucin de sta y susconsecuencias polticas. Ejemplos de la importancia que cobra la industria deprocesos en los pases Centroeuropeos y del Sudeste Asitico que son de altacalidad de vida versus pases Africanos y Latinoamericanos carentes de unaindustrializacin en gran escala de sus propias materias primas.

  • Esquemas Abreviados y Diagramas de FlujoDiagrama de flujo esquemtico

  • Diagrama de Flujo Constructivo

  • Estos smbolos son utilizados en diagramas de flujo para simulacincomputacionalOperacinInspeccinTransporteAlmacenajeDetencinServiciosAguasarriba

  • El nitrgeno es uno de los elementos mas abundantes, debido a que est presente enun 79% en la composicin atmosfrica, cuando se produce la descarga elctrica o rayo,en la envolvente del plasma de electrones, se generan altas presiones de mas de 1000atm. y altas temperaturas de mas de 5000 C, condiciones stas, que permiten lareaccin de los componentes del aire, o sea, nitrgeno y oxigeno formando anhdridonitroso, el cual reacciona con el agua de las nubes formando cido nitroso que cae juntocon la lluvia al suelo, reaccionando con las sales de la tierra formando los nitritoscorrespondientes y oxidndose a nitratos, en esta forma inorgnica es transformado porlas bacterias radiccolas, presentes en la tierra, en su forma orgnica como urea ytiourea, los cuales son absorbidos por los vegetales por osmosis y por medio de lafotosntesis se producen aminocidos esenciales para la sntesis proteica. Es as comoel nitrgeno orgnico suple con las protenas necesarias al reino animal y ste es consumido comoprotenas animales por el ser humano, ltimo eslabn deesta cadena. La importancia del conocimiento del ciclo del nitrgenoradica en el hecho que las industrias de procesos queestn ligadas al ciclo del nitrgeno son de gran interseconmico para nuestro pas, es as como se estudiarnmas adelante la industria de harina y aceite de pescado,la industria del salitre y yodo, la industria de fertilizantes yexplosivos sintticos.

  • Industria PesqueraIndustria SalitreY YodoIndustria Explosivos

  • Industria de los ExplosivosReaccin de NitracinUna mezcla sulfonitrica (60% HNO3 + 40% H2SO4) en caliente(42 C) y agitacin enrgica, en contacto con materias orgnicascomo Hidrocarburos CnHm o Hidratos de Carbono CxHyOz reaccionaformando compuestos Nitrados como por ejemplo:

    Trinitroglicerina

    Trinitrotolueno (TNT Dinamita)

    Nitrocelulosa

  • Descripcin de los procesos utilizados para la obtencin de nitrato de amonio en perdigones porosos:

    I REACCIONES QUIMICAS

    La materia prima fundamental para la obtencin del nitrato de amonio es el amonaco. Donde es sometido a sucesivas reacciones de transformaciones qumica hasta obtener nitrato de amonio.

    Estas reacciones son las siguientes:

    1.- Reaccin de combustin del amonaco:

    4 NH3 + 5O2 ----------------- 4 NO + 6 H2O + 216 kcal

    Esta reaccin ocurre a 850C y a 5,2 bar de presin en un reactor especialmente acondicionado y sobre un catalizador de platino. Como gas de reaccin se alimenta amonaco gaseoso mezclado con aire atmosfrico comprimido.

    2.- Reaccin de oxidacin del gas nitroso:

    2 NO + O2 ---------------------- 2 NO2 + 27 Kcal

    La mezcla de gases a la salida del reactor de combustin an contiene suficiente oxgeno para producir la oxidacin total del NO generado

    3.- Reaccin de absorcin:

    NO2 + H2O ------------------ 3 HNO3 + NO + 17,2 Kcal

    Esta es la ltima reaccin que se verifica en la planta de cido ntrico y ocurre en la torre de absorcin, se obtiene cido ntrico a 50% de concentracin.

    4. - Reaccin de neutralizacin:

    HNO3 + NH3 ------------------------- NH4 NO3 + 26 Kcal

    Esta reaccin qumica se realiza en la Planta de nitrato y con ella se obtiene una solucin de nitrato de amonio.

  • PROCESOS FISICOS (Operaciones Unitarias)

    La solucin de nitrato de amonio obtenida como consecuencia de los procesos qumicos descritos anteriormente pasa a continuacin a un evaporador, del cual se logra una concentracin de aproximadamente 97%.

    1.- Cristalizacin o perdigonado:

    Consiste en dispersar en el tope de la torre la solucin concentrada mediante el uso de una tobera especial, las gotas que as se van formando caen por gravedad hasta el fondo de la torre, donde se hace circular aire ambiente en sentido ascendente, logrando que las gotas se enfren y solidifiquen en su trayecto de cada, en forma de perdigones.

    2.- Secado:

    El nitrato de amonio en perdigones debe estar exento de humedad, por tal motivo, es pasado a travs de un secador rotatorio, lo que se logra mediante el contacto del aire caliente y seco.

    3.- Clasificacin:

    Para ajustar en forma exacta la granulometra del producto a las especificaciones del cliente se dispone de un clasificador con el cual se eliminan el sobre tamao y los finos.

    4.- Enfriamiento:

    Previo a su ensacado es necesario enfriarlo hasta llegar a una temperatura de aproximadamente 30 grados, pasando el producto por un lecho fluidizado, el cual funciona con aire acondicionado (seco).

    5.- Ensacado:

    Finalmente el producto es ensacado en sacos o contenedores, apto para su despacho a las bodegas de los clientes.

  • Ms de 100 Oficinas Salitreras jalonaron la Pampa Salitrera de la Primera Reginde Tarapac. Aqu se origin esta industria minera hace ya ms de 150 aos,denominada poca del Oro Blanco. El mineral explotado y beneficiado era el caliche. SISTEMAS DE BENEFICIOSISTEMA DE PARADASSe beneficiaban caliches seleccionados a mano y con leyes de sobre el 50 % ennitratos, que se trituraban hasta 5-8 cm. Despus se hervan con agua vieja durantevarias horas y con agitacin permanente en recipientes llamados cachuchos,calentados a fuego de lea. Se agregaba caliche hasta que la solucin adquira unaconcentracin apropiada. La solucin as obtenida se dejaba en reposo parasedimentar los slidos finos en suspensin, y despus era enviada a bateas en donde,por enfriamiento natural, se cristalizaba el salitre. La solucin sobrante, agua vieja, sevolva a utilizar para una nueva carga de caliche.

  • SISTEMA SHANKSSe utiliz hasta mediados del Siglo XX. Fue introducido por Santiago Humberstone,en el ao 1878. Las plantas fueron con mayor desarrollo ingenieril y mecanizadas, si bien la base delsistema siempre fue la disolucin en caliente (125 C) utilizando las aguas viejas. Lasolucin del primer cachucho pasaba sucesivamente por aquellos en que los calichesestaban menos lixiviados, hasta su saturacin: Lixiviacin Metdica. La solucin finalse clarificaba y enviaba a bateas para su cristalizacin. Puesto que las aguas viejasse iban tambin enriqueciendo en yodo, el que se recuperaba antes del reciclocorrespondiente.

  • SISTEMA GUGGENHEIMSe emplea desde 1927. Con estesistema se benefician caliches del6-8 % en nitratos, como mnimo. La disminucin de la ley se compensacon el gigantismo de las instalaciones Por el ao 1912, el Salitre Chilenosuministraba aprox. el 60 % delconsumo mundial de Nitrgeno. LaPrimera Guerra Mundial intensificlas investigaciones para obtener NitratoSinttico. En 1938, la participacindel Nitrato Natural en la demanda mundial haba cado al 10 %. En 1958, una nuevacrisis provoc el colapso brusco de esta industria.Hacia 1920 existieron cerca de 200 Oficinas Salitreras Shanks en toda la ZonaSalitrera de Tarapac y Antofagasta. Hoy en da, la expresin es solamente de la Soc.Qumica y Minera de Chile (Soquimich), con sus plantas de Maria Elena y Pedrode Valdivia.

  • SISTEMA GUGGENHEIMChancado primario

  • Obtencin de Yodo

  • Blow OutTorre deAbsorcinAireAgua de DescarteAireI2 Sol.I2 GasI -3I -Recirculacin 24 Hrs.I- ConcentradoDixido de azufre

  • Autoclave 2DescarteH2O2I2 Pasta I2Agua de lavadoSecundarioAgua de lavadoPrimarioFundicinpor 6 Hrs.Laminasen escamaI2 Fundido I2 EscamasRodilloEnsacado

  • Principales sectores en el mundo del fenmeno de Surgencia Costera

  • Desembarquede PescadoPlanta EvaporadoraFiltroSlidos

  • Slidos HmedosAgua de ColaAceite de PescadoA prensaestrujeBorraSlidosAire

  • 200 mts100 mtsMinerales OxidadosMinerales MixtosMinerales SulfuradosAguaAireSulfato CuOxido CuSilicato CuCarbonato CuPiritasCalcopiritasCobelina

  • Chancado secundario y terciario

  • AnimacinEscondida

  • Mtodo de contacto

    En este mtodo, el dixido de azufre se oxida directamente con oxigeno de aire, en un catalizador de pentoxido de vanadio o vanadato de potasio sobre dixido de silicio como portador y con desprendimientode calor:

    2 SO2 + O2 -------- 2 SO3 + 45,2 kcal

    La reaccin es reversible, ya que el SO3 (trixido de azufre) descompone de nuevo por encima de 600 C. La temperatura mnima de trabajo del catalizador y, por lo tanto, la que hay que emplear por lo menos es de 400 C. En la prctica se opera a temperaturas de entre 400 y 550 C. De todos los mtodos de produccin de cido sulfrico, el mtodo de contacto es con mucho el de mayor importancia. Dixido de azufre

    Es la materia prima para fabricar el acido sulfrico, procede de la testacin de pititas, la combustin del azufre y actualmente en Chile de las chimeneas de las fundiciones de sulfuro de cobre como efecto colateral de la descontaminacin de los gases.

  • Purificacin del gas

    El anhdrido sulfuroso tiene una purificacin gruesa en las cmaras de polvo o en ciclones y mas completo con el desempolvado electroesttico y luego se enfra en torres de lavado con acido sulfrico pulverizado.

    Oxidacin

    Se realiza en los hornos de contacto en presencia de un catalizador, donde el anhdrido sulfuroso de oxida a anhdrido sulfrico o trixido de azufre.

    Absorcin

    El gas de trixido de azufre es llevado a las columnas de absorcin donde es absorbido en acido sulfrico aumentando su concentracin formando leum.

    Mezclado y destilacin

    El acido sulfrico concentrado se deja fluir lentamente sobre el agua con refrigeracin y agitacin simultaneas y el leum se diluye mezclndolo con acido sulfrico concentrado. El trixido de azufre puro se obtiene por destilacin del leum.

  • Electrlisis cloro-lcali

    Los productos principales de la electrlisis del cloruro sdico, son el cloro y soda custica. En 1888 (en la fbrica Griesheim-Elektron) se descubri el mtodo del diafragma y se realiz la primera electrlisis tcnica cloro-lcali. El mtodo de Griesheim se extendi triunfalmente por todo el mundo. Desde entonces, cloro y sosa custica estn ntimamente unidos y el aumento de consumo de uno de ellos se traduce frecuentemente en exceso de produccin del otro. El ulterior desarrollo de la electrlisis cloro-lcali est hoy subordinado a las necesidades de cloro. Mientras hoy existe escasez de cloro, se produce sosa custica en gran exceso.

  • Mtodo del diafragma

    La clula horizontal en el mtodo del diafragma, la clula Billiter est separada por el diafragma (formado frecuentemente por varias capas de asbesto) en un espacio andico y otro espacio catdico. Se emplean como nodos electrodos de grafito y como ctodos parrillas de hierro. El electrolito es una disolucin purificada y saturada de cloruro sdico que entra continuamente por la parte superior. Mediante la aplicacin de una corriente continua de unos 4 voltios, los iones cloro van al nodo, se descargan y se unen para dar molculas y abandonan en forma de gas el espacio andico. Los iones Na+ y H+ presentes en el ctodo se descargan solamente los ltimos por su potencial de separacin ms positivo. El hidrgeno se recoge por debajo del diafragma y se extrae. En el espacio catdico queda una disolucin de leja de soda que contiene cloruro sdico; por litro hay unos 120 gr. de NaOH y 140 gr. de NaCI. La disolucin se extrae por debajo. Unas 50 a 100 clulas se unen para constituir una batera.

  • Electrlisis en fase fundida por el mtodo Down

    En la clula revestida con ladrillos de chamota, el nodo de grafito penetra por la parte inferior, mientras el ctodo de hierro rodea al nodo anularmente. El espacio catdico est separado por ambos lados del resto de la clula mediante una tela metlica. Sobre el nodo hay una campana, que capta el cloro gaseoso para que no se ponga en contacto con el sodio fundido. As se puede obtener separadamente el sodio fundido y el cloro gaseoso. El cloro se recoge sobre el nodo y se saca. El sodio flota sobre el fundido de NaCI sobre el ctodo, de donde se extrae en y se pasa a un depsito. La produccin del fundido tiene lugar en el espacio superior por encima de la campana, donde se va cargando continuamente cloruro sdico slido.

    Procedimiento Down:Electrolisis de una mezcla fundida que contiene el 40% de NaCl y el 60% de CaCl2, de punto de fusin de 600 C. A esta temperatura el metal, cuyo punto de ebullicin es 883 C, no se disuelve en el fundido y su presin de vapor es baja. La celda de Down consiste en un recipiente circular, de acero, de 1.5 m de dimetro y 2.5 m de altura recubierto interiormente de ladrillos refractarios. El nodo es de grafito, y el ctodo de acero. Entre los electrodos se dispone una membrana que impide que el Na fundido que flota sobre la superficie se recombine con el cloro desprendido en el nodo:

  • GeneralidadesEl hierro qumicamente puro es un metal blanco de plata (densidad 7,86 gr/cm3; punto de fusin 1.535 C; punto de ebullicin 3.233 C), que fue obtenido por primera vez en 1938. La calidad tcnica ms pura obtenida hasta esta fecha era el hierro Armco con 99,85-99,9 % de hierro. Por lo que se refiere a su resistencia a la corrosin tiene doble duracin que el acero corriente, pero es muy caro.

  • GeneralidadesEl hierro se presenta en cuatro modificaciones, estables, dentro de lmites de temperaturas determinados, que tienen diferentes estructuras cristalinas y tambin diferentes propiedades:

    hasta 770 C, hierro alfa 770- 900 C, hierro beta 900-1400 C, hierro gamma1400-1435 C, hierro delta

    Durante el proceso metalrgico, el hierro-delta se transforma durante el lento enfriamiento, en hierro-gamma, despus en hierro-beta y finalmente en hierro-alfa, pero por enfriamiento brusco (congelacin) se puede impedir, al menos parcialmente, la transformacin.

  • GeneralidadesEl comportamiento del hierro resulta en la prctica mas complicado porque forma combinaciones con el carbono presente y, tanto con stas como con las otras impurezas del mineral, por ejemplo, silicio, manganeso, azufre y fsforo, se forman mezclas que pueden reconocerse microscpicamente por su forma cristalina en el hierro una vez fro. Solamente entre hierro y carbono pueden formarse los siguientes cristales, que se distinguen por propiedades diferentes:Ferrita=Hierro-alfa puroGrafito=Carbono puroCementita=Combinacin hierro-carbono (Fe, C con 6,68% C)Austenita=Disolucin de cementita en hierro-gamma con 0,1- 1,7 % C Martensita=Disolucin de cementita en hierro-alfa con 0,1-0,8 % C (producto de transformacin de la austenita por enfriamiento rpido). Ledeburita=Mezcla eutctica de cementita y austenita Perlita=Mezcla eutctica de cementita y ferrita.

  • Diagrama Hierro-Carburo de Hierro

  • ReactividadEl hierro es un metal no noble, es decir, un metal que se combina fcilmente con otros elementos. Sobre todo se oxida con facilidad, de tal manera que el polvo de hierro muy finamente dividido es capaz incluso de encenderse al aire. Si se calienta polvo de hierro o lana de acero, el hierro se quema:

    3 Fe + 2 O2 Fe3O4 (xido ferroso frrico)

    Por calcinacin al aire de un bloque de hierro se forma en la superficie este mismo xido, que se desprende cuando se trabaja el bloque. Anlogamente, cuando se hace pasar vapor de agua por hierro al rojo:3 Fe + 4 H2O Fe3O4 + 4 H2

  • ReactividadAl aire hmedo, el hierro se oxida a temperatura ambiente y, segn las condiciones, como productos primarios de la oxidacin se forman:4 Fe + 3 O2 + 6 H2O 4 Fe(OH)3

    Finalmente, por desprendimiento de agua se forma xido de hierro Fe2O3 :

    4 Fe(OH)3 4 FeO(OH) + 4 H2O 2 Fe2O3 + 2 H2O

    Mientras que la capa superficial de xido constituye un recubrimiento protector en el caso de muchos otros metales, la capa de xidos aumenta la sensibilidad del hierro lo que permite que la herrumbre sigua comindose al hierro.

  • ReactividadEl cido clorhdrico ataca fcilmente al hierro y lo disuelve con formacin de cloruro de hierro (II).

    Fe + 2 HCI FeCI2 + H2Tambin el cido sulfrico diluido y otros cidos disuelven el hierro:

    Fe + H2SO4 FeSO4 + H2

    Las sales de hierro divalente en disolucin acuosa neutra son atacadas rpidamente por el aire y oxidadas a hierro trivalente que forma sal bsica que precipita.

    Por el contrario, frente a los cidos sulfrico y ntrico concentrados el hierro es pasivo, por lo que aquellos pueden ser almacenados y transportados en vasijas de hierro

  • Hierro y AceroUno de los materiales de fabricacin y construccin ms verstil, ms adaptable y ms ampliamente usado es el ACERO. A un precio relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante muchos mtodos. Adems, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades especificas mediante tratamientos con calor, trabajo mecnico, o mediante aleaciones.

    El Acero es bsicamente una aleacin o combinacin de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleacin especficos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Nquel) se agregan con propsitos determinados.

    Ya que el acero es bsicamente hierro altamente refinado (ms de un 98%), su fabricacin comienza con la reduccin de los minerales de hierro (produccin de arrabio) el cual se convierte ms tarde en acero.

    El hierro puro es uno de los elementos constituyentes del acero, por lo tanto consiste solamente de un tipo de tomos. No se encuentra libre en la naturaleza ya que qumicamente reacciona con facilidad con el oxgeno del aire para formar xido de hierro - herrumbre. El xido se encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentracin de xido de hierro con impurezas y materiales trreos.

  • ExplotacinEl hierro presente en la naturaleza pueden tener una procedencia diversa:

    Yacimientos metalferos

    Desechos artificiales

    Meterica

    En consideracin a los yacimientos, estos son explotados cuando la ley es igual o superior al 20%, recibiendo el nombre de mineral de hierro

  • Minerales de hierroLos minerales de hierro ms comunes son(56.300 ppm en corteza terrestre) :Hierro nativo (Fe)Hematita roja, especular y oligisto (Fe2O3)Magnetita (Fe3O4)Siderita (FeCO3)Limonita (FeOOHnH2O)Pirita (FeS2)El hierro es el metal cuyo uso y explotacin supera a todos los dems metales extrados, lo que comprende 93% del tonelaje de todos los metales utilizados.Su aplicacin no es precisamente como hierro puro, sino que como acero (aleacin deFe-C) y fundiciones (%C > 2).

  • Reservas de Fierro en ChileChile dispone de la "Franja Ferrfera" que se ubica entre la 2 y 4 Regin, donde se encuentran las principales instalaciones de extraccin de Mineral de Hierro, entre las cuales destacan Minas El Romeral, Los Colorados y la Mina El Algarrobo, cuya extraccin est en sus ltimas etapas. Estas minas pertenecen a CMP (Compaa Minera del Pacfico, pertenecientes al grupo de empresas CAP) El Mineral de Hierro existe en casi todo el mundo y muchos pases son grandes productores. Las reservas mundiales de este mineral muestran a Rusia, Brasil e India como los pases con importantes reservas.

    Los Colorados tiene reservas por 245 millones de toneladas mtricas, con una ley media de 48% de fierro. El Romeral tiene reservas medidas alcanzan a 38,9 millones de toneladas con una ley media de 48% de fierro y una ley de corte de 30% de fierro. Sus reservas medidas alcanzan a 2,6 millones de toneladas, con una ley media de 47,6% de fierro y una ley de corte de 26,0% de fierro

  • Reservas de Fierro en Chile

  • Proceso simplificado

    El proceso de obtencin de aceros o derivados del hierro, requiere de una concentracin y purificacin de los minerales de hierro que se encuentra en los yacimientos, esta razn incluye un proceso de pelletizacin de los minerales de hierro, para una posterior purificacin y reduccin de ellos y finalmente la creacin del producto final. Tenemos entonces tres procesos diferentes:Proceso de pelletizacinProduccin de arrabioProduccin de aceros o derivados especiales

  • Proceso simplificado

    El proceso productivo se inicia con la extraccin del mineral de hierro desde las minas que controla CMP S.A. en el norte de nuestro pas (III y IV regiones).Si el mineral posee bajo contenido de impurezas (principalmente fsforo y azufre), puede ser utilizado para carga directa a Altos Hornos, requiriendo slo tratamientos de molienda y concentracin. Este es el caso de Mina El Romeral.Si, por el contrario, el contenido de impurezas es relativamente alto, se realiza tambin la molienda y concentracin, pero requiere adems de un proceso qumico de pelletizacin, donde se reducen significativamente dichas impurezas. Este es el caso de las minas Los Colorados y El Algarrobo, en que el mineral se transporta por va frrea hacia la Planta de Pellet de Valle del Huasco.

  • La mezcla de carbones metalrgicos se somete a un proceso de destilacin seca que lo transforma en coque metalrgico. La coquificacin del carbn mineral deja, como subproducto, gas de alto poder calorfico, que es utilizado como combustible en los diversos procesos de la industria.

  • El arrabio proveniente de los Altos Hornos se carga junto con chatarra de acero. Por la accin del oxgeno puro que se inyecta al convertidor se oxidan el carbono, silicio y fsforo del arrabio. Estas reacciones son exotrmicas y causan la fusin de la carga metlica fra sin necesidad de agregar ningn combustible y, por adicin de cal, se forma la escoria en que se fijan otras impurezas como azufre y parte de fsforo. Una vez finalizada la inyeccin de oxgeno se analiza su composicin y se mide su temperatura, agregando finalmente las ferroaleaciones que imparten las caractersticas principales a los diversos tipos de aceros. El tiempo requerido para procesar una hormada de 115 toneladas en aproximadamente 42 minutos. El acero lquido as producido se recibe en cucharadas de 115 toneladas de capacidad y se envia a un proceso de metalurgia secundaria y luego al vaciado de colada continua de planchones o palanquillas segn su composicin qumica.

  • Colada Continua de Planchones

    El acero lquido de la cuchara es vaciado a una artesa que se comunica por el fondo con un molde en constante movimiento que es enfriado por agua; en el se inicia el proceso de solidificacin del acero que se completa a lo largo del trayecto por el interior de la mquina. El planchn que se produce es una cinta continua con un espesor de 156 mm., un ancho que vara entre 800 y 1.050 mm. y que a la salida se va cortando a los largos requeridos.

  • Colada Continua de Palanquillas La mquina de colada continua de palanquillas, cuenta con 5 lneas conformadas por tubos de cobre de seccin cuadrada con refrigeracin interna por agua, con sistema de enfriamiento controlado a lo largo de la hebra y un agitador electromagntico al final de la hebra para prevenir segregacin en aceros alto carbono. Una vez que se ha formado una piel suficientemente gruesa dentro del molde, la hebra inicia su recorrido curvo dentro de la mquina, sometida a la accin de rociadores de agua controlados en funcin de la velocidad de la mquina. Al trmino de esta zona la hebra es enderezada mediante rodillos y cortada a la dimensin especificada por sopletes de oxgeno-propano para terminar siendo estampada con un nmero identificador. La palanquilla terminada de 150 x 150 mm. de seccin y 6,70 metros de largo, es trasladada mediante mesas de empuje, mesas de rodillos y una mesa galopante hasta la zona de despacho desde donde es cargada mediante una gra dotada de electroimanes a carros de ferrocarril o camiones segn su destino final.

  • Aglomerantes

    Los materiales de construccin que dan con agua una masa fcilmente moldeable, que se endurece despus de algn tiempo, se llaman aglomerantes. Pertenecen a este grupo los yesos y los morteros.El yeso CaSO4 2 H2O no es un aglomerante. Si se le calienta a 160 C se transforma en el llamado hemihidrato: CaSO4 1/2 H2O, que forma con agua una masa moldeable que despus de algn tiempo y con absorcin de agua vuelve a formar el dihidrato (desprendimiento de calor) que, ms difcilmente soluble en agua que el hemihidrato, se separa en forma de cristales entrelazados, conservando la forma que se haba dado a la masa. Se pueden rellenar huecos, hacer moldes de yeso, realizar estucados, etc. Se le llama yeso de estuco.Si se calienta el yeso a ms de 200 C se le deshidrata totalmente y se transforma en anhidrita exento de agua y difcilmente soluble. El yeso queda calcinado a muerte y no es utilizable como aglomerante.

  • Yeso de cubricin

    Si se calienta yeso a 900 C, adems del agua se desprende SO3 y se forma CaO: CaSO4 CaO + SO3

    Este yeso que contiene CaSO4 + CaO, en estado finamente molido absorbe agua lentamente y fragua formando una masa muy resistente, a travs de la nueva formacin de hidrato y de CaCO3 a partir de CaO y dixido de carbono. Por esto, se le emplea para recubrir pavimentos y muros y como adicin para morteros de cal.

    Morteros areos

    La palabra procede de la latina . Para los morteros areos se emplea cal viva CaO, que se obtiene por calcinacin de la caliza a 1.100 C:CaCO3 CaO + CO2

    La caliza pura, de alta calidad, da una cal viva de ms de 90 % de CaO que se designa por cal blanca. Para la produccin de cal se emplea tambin dolomita CaCO3 MgCO3 obtenindose al calcinar una mezcla de CaO y MgO que se denomina cal gris.

  • La cal viva reacciona con agua, con fuerte desprendimiento de calor y formacin de hidrxido de calcio

    CaO + H2O Ca(OH)2

    Este proceso se denomina en la prctica apagado de la cal. El hidrxido clcico se puede amasar con agua para dar una masa que absorbe dixido de carbono del aire y vuelve a formar carbonato de calcio, transformndose en un bloque duro:

    Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

    Esta reaccin se llama fraguado. Como quiera que este proceso slo puede tener lugar al aire y no bajo agua, este mortero de cal se designa como mortero areo y se le emplea para ligar piedras de construccin. Con este fin, el hidrxido de calcio se mezcla con arena en la relacin 1 parte de cal a 3 partes de arena, La arena sirve para diluir la cal y hacerla ms permeable al aire, con el fraguado tenga lugar ms rpidamente. Adems, se forman combinaciones entre el Ca(OH)2 y el SiO2 de la arena.

  • La cal viva reacciona con agua, con fuerte desprendimiento de calor y formacin de hidrxido de calcio

    CaO + H2O Ca(OH)2

    Este proceso se denomina en la prctica apagado de la cal. El hidrxido clcico se puede amasar con agua para dar una masa que absorbe dixido de carbono del aire y vuelve a formar carbonato de calcio, transformndose en un bloque duro:

    Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

    Esta reaccin se llama fraguado. Como quiera que este proceso slo puede tener lugar al aire y no bajo agua, este mortero de cal se designa como mortero areo y se le emplea para ligar piedras de construccin. Con este fin, el hidrxido de calcio se mezcla con arena en la relacin 1 parte de cal a 3 partes de arena, La arena sirve para diluir la cal y hacerla ms permeable al aire, con el fraguado tenga lugar ms rpidamente. Adems, se forman combinaciones entre el Ca(OH)2 y el SiO2 de la arena.

  • Morteros hidrulicos

    A diferencia de los morteros areos, los hidrulicos fraguan tanto al aire como en el agua. Se fabrican por calcinacin a 1400 C a partir de calizas y arcillas (aluminosilicatos), formndose silicato clcico, aluminato clcico, ferrito clcico (segn sea el contenido en hierro) y cal libre. El contenido en MgO no debe ser superior al 5 % en el cemento Portland, por el peligro de la . El proceso del endurecimiento en los morteros hidrulicos se funda en una serie de transformaciones coloidequmicas entre las sustancias contenidas en el cemento y el agua de amasado. Esta es absorbida por los silicatos y aluminatos y (anlogamente a lo que sucede en la cola) se forman coloides muy resistentes a la temperatura a travs de combinaciones entre los componentes. El cemento se mezcla tambin con arena para preparar el mortero. Si la adicin de arena tiene un tamao de grano de hasta 7 mm se habla de morteros, mientras que si se utiliza grava (hasta 60 mm) se denomina hormign.

  • Propiedades

    Los cementos son los morteros hidrulicos ms importantes. Son mezclas de rocas calizas y arcillosas, que se calcinan hasta sinterizacin (1.400 - 1.500 C) y se muelen despus. Entre las muchas clases de cemento el ms importante es el Portland, cuya composicin ha sido fijada oficialmente:

    58-66 % CaO0,5 % MgO18-25 % SiO24-12 % AI2O32-5 % Fe2O30,5-2,5 % SO30-0,3 % MnO; 0-0,2 % xidos de alcalinos

  • Propiedades

    Las propiedades del cemento quedan determinadas por las materias primas y el proceso de fabricacin y dependen:

    1.De la finura de las materias primas molidas.2.Del exacto mantenimiento de una determinada relacin de mezcla.3.De la temperatura y de la duracin de calcinacin.4.De la forma de refrigerar el producto.

    Mdulo de Silicato= % SiO2__________ % Al2O3 + % Fe2O3

    debe oscilar entr 2 - 2,5

    Mdulo Hidrulico= % CaO % SiO2 + % AI2O3 + % Fe2O3

    debe oscilar entre 1,8 - 2,2

  • Al calcinar, tienen lugar los siguientes procesos:

    La caliza se transforma en CaO.

    Hasta 500 C la arcilla desprende agua (incluida agua qumicamente ligada) y despus reacciona como lo hara una mezcla de xidos (SiO2+ AI2O3 + Fe2O3).

    Una parte del CaO se une con el Al2O3 para dar AI2O3 CaO. Otra parte del CaO se une con el SiO2 para dar SiO2 * CaO.

    A partir de AI2O3 OCa y con ms CaO se forma Al2O3 3 CaO. A partir de SiO2 CaO se forma con ms CaO, SiO2 3 CaO.

    Estos compuestos triclcicos se sintetizan a 1.400 1.500 C.

    Por consiguiente, el cemento consta principalmente de mezclas de diferentes combinaciones triclcicas.

  • MALTA:La preparacin, de la Malta se obtiene haciendo germinar en condiciones de humedad y temperatura la semilla de cereales La germinacin de los granos hace aumentar el largo del germen, en dos a tres semanas toma el aspecto de hojas, a la semilla germinada se les sacan las hojitas y se deseca a moderada temperatura y se obtiene el producto agrcola industrial llamado malta. Los mejores resultados se obtienen con semilla de cebada, cuyo procedimiento es el siguiente:Mantener los granos en agua 2 a 3 das para que absorban la cantidad que permita la germinacin a la temperatura conveniente de 16 a 18 grados celsius.Se reparte la semilla mojada en capas de 50 a 60 cm. de espesor, a temperatura constante por 8 a 10 das para fabricar bebidas alcohlicas o bien 15 a 20 das para las fbricas de cervezas. La cantidad de diastasa producida en la germinacin es optima cuando las hojitas tienen medio a un tercio del grano, hay abundante produccin de CO2, la semilla geminada (malta verde) es muy hmeda y es necesario desecarla para evitar la accin de microorganismos, a temperaturas superiores a los 50 grados celsius se destruye sensiblemente la actividad de la diastasa, (diastasa o amilasa es una enzima especfica que se encuentra en la semilla de los cereales que al germinar produce la sacarificacin del almidn para transfomarlos en azcares) de 50 a 55 grados C se usan para fabricar bebidas alcohlicas y de 80 a 100 grados C la cerveza.

  • El malta o malte desecado pasa a una mquina, para limpiarlo y eliminar los grmenes. A partir de este punto este producto se trasforma en la materia prima para bebidas alcohlicas y cervezas

  • Macerado: La malta tostada y seca(3% de humedad) es triturada en molinos, para posteriormente en una caldera maltearla a una temperatura de 35C, donde la diastasa(enzima) del grano, produce la reaccin del almidn presente en el grano, y lo transforma en azcares

    2(C6H10O5)n + nH2O nC12H22O11

    (C6H10O5)n + n H2O n(C6H12O6)

    La temperatura es aumentada progresivamente por etapas desde los 52 C hasta los 75 C en perodos de aproximadamente 5 horas. El caldo as preparado precisa de una clarificacin, por lo que es filtrado antes de la operacin siguiente. A este producto le llamamos mosto

  • Coccin: El mosto se lleva a una caldera de coccin donde se calienta a ebullicin (2 horas aproximadamente), hasta lograr la concentracin de azcar deseada. En esta fase se agrega el lpulo para otorga el aroma y amargo caracterstico.

    Decantacin: El caldo resultante de la coccin se deja decantar para eliminar los slidos resultantes, y posteriormente se enfra.

    Fermentacin: El caldo fro se lleva a un tanque de fermentacin, donde se agrega levadura (hongos unicelulares). La fermentacin transforma los azcares en alcohol y CO2 . Esta puede durar desde das a meses.

  • Cuestionario

    Explique el ciclo del NitrgenoSeale las reacciones qumicas para la produccin de Nitrato de AmonioIndique los factores que determinan la instalacin de una industriaIndique cual es el rol del Ingeniero industrial en la sociedadQu es un diagrama de flujo?En que consiste el proceso de paradas?Indique en un diagrama de flujo el proceso del Yodo desde su extraccin hasta la obtencin de I-, indicando las reacciones qumicas asociadas en el caso que existaIndique en que consiste el proceso ShanksEn que consiste la Conversin en el proceso de obtencin de Cobre va sulfuro?Indique las reacciones qumicas del proceso de obtencin de cobre por va hidrometalurgicaCul es el objetivo de una instalacin de chancado en circuito cerrado?. Esquematice dicho circuitoEsquematice y explique el proceso de extraccin por solventes de CobreEsquematice el proceso de obtencin de Cloro gaseoso mediante electrlisis de sales fundidasQu diferencia existen entre molienda SAG y molienda convencional?Qu se produce en un horno reverbero?Qu se produce en un Horno Flash?Qu se produce en un horno de refino?Que son los barros andicos?Esquematice el proceso de electrorrefinacin de cobre y explique lo sucedidoQue es una pila de lixiviacin?Explique y esquematice el proceso de obtencin de Cloro gaseoso por el mtodo de la amalgamaExplique y esquematice el proceso de obtencin de Hidrgeno gaseoso por el mtodo del diafragma

  • Cuestionario

    Qu es el clinker?Cules son las materia primas del cemento?. Indquelos por su frmula qumicaQu es el fraguado?Qu es un aglomerante?Indique con reacciones qumicas como se produce el fraguado de la caliza como mortero areoCul es la utilidad del Na2SO4 y la cal en el proceso de la sal?Cul es la utilidad del (NH4)2SO4 y del CO2 en el proceso de la sal? Como se obtiene el HCl gas como subproducto?Como se obtiene el HCl en solucin acuosa concentrada a partir de HCl gas?Como se separan los minerales de fierro de la ganga, cuando el fierro posee caractersticas magnticas?Como se separan los minerales de fierro de la ganga, cuando el fierro se encuentra sulfurado?Qu es el acero?Indique las reacciones que ocurren en un alto hornoPara que se adiciona Cal a un mineral de hierro que ingresar al alto horno?Cul es el objetivo del Horno al oxgeno en la siderurgia?Qu es el mosto?Cul es el objetivo de la diastasa?Qu es una fermentacin?Como se produce la malta?Qu es el cracking?