“PHOTOSNACK” VISITA A FERROATLÁNTICA

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ALTO HORNO

FERROSOS

Un material es ferroso cuando su componente principal es el hierro. Normalmente posee pequeñas cantidades de carbono que se le han incorporado para que la aleación adquiera unas propiedades especiales.

Propiedades del hierro puro:

  • Es un material magnético (ferromagnético).
  • Color blanco azulado.
  • Muy dúctil y maleable.
  • Punto de fusión: aproximadamente 1500 ºC
  • Densidad alta (7,87 g/cm3.)
  • Buen conductor del calor y la electricidad.
  • Se corroe y oxida con mucha facilidad.
  • Bajas propiedades mecánicas (al corte, limado, conformado, etc).
  • Es un metal más bien blando.

Se conoce como proceso siderúrgico a las operaciones que se llevan a cabo para conseguir un material férrico de unas características determinadas. este proceso va desde la obtencion del material de las minas hasta la obtencion del producto final.

El hiero, en la naturaleza, nunca se encuentra en estado puro sino combinado con óxidos, hidroxidos, carbonatos y sulfuros. el mineral que se extrae de la mina contiene una parte de hierro llamada mena (aprovechable) y la otra compuesta por sustancias no ferrosas llamadas ganga (no aprovechable)

Pasos del proceso siderurgico:
Separas la mena de la ganga utilizando sus propiedades físicas.
Obtención del hierro por medio de una reacción química llamada reducción del hierro. esta reaccion ocurre en el alto horno.
El alto horno es un horno especial en el que tiene lugar la fusión de los minerales de hierro y la transformación de este en un metal rico en hierro llamado arrabio.
Su altura varia desde 30m hasta 70m, y su diametro entre 4 y 12m. Su capacidad de produccion varia entre 500T a 1500T diarias.

horno_alto_explicacion.jpg

En la parte superior se encuentran las dos campanas llamadas tolvas, ahí se coloca el deposito. tiene un sistema de apertura y cierre para que a la hora de la carga no se escapen los gases.
El material se introduce por capas:

  • Una capa de materiales de Fe previamente lavado y triturado.
  • Una capa de carbón de coque para la fusión y reducción del material.
  • Una capa de material fundente que se combina con las impurezas, ganga y cenizas, dando lugar a la escoria.

La combinación de todas las capas da lugar a la obtención de un material poroso llamado sínter.

En la cuba, que es la parte más alta del horno, aquí se produce el primer calentamiento donde se elimina la humedad se se calcina la caliza. Ayudada por la inyección de aire caliente insuflada por las toberas.
Después en el vientre que es la parte mas ancha del horno, se funden el hierro y la escoria. Hay unos conductos que permiten la entrada de aire a grandes velocidades y altas presiones, esto genera la combustión.
En el etalaje se depositan el hierro y la escoria fundidos, la escoria al ser menos densa flota encima del Fe protegiéndola de la oxidación. Por la bigotera y la piquera se extraen el hierro y la escoria.
Del alto horno se obtienen estos productos:

  • Escoria: es un residuo que se puede utilizar como material de construcción, bloques o como aislantes de humedad, y en la fabricación de cemento y vidrio.
  • Hierro colado o arrabio: es el producto principalmente aprovechable del alto horno. Se presenta en estado líquido y a este metal se le denomina hierro de primera fusión.
  • También se recogen otros materiales como gases, debido a las combustiones del coque y de la reducción química del mineral de hierro. Estos se recogen con un colector que se encuentra en la parte superior del alto horno.

A continuación veremos un vídeo sobre el funcionamiento de un alto horno.

Nota:

Los altos hornos se apagan cuando hay que realizar reparaciones y la carga y descarga del material se realiza periódicamente cada 3-4 horas. Existe una serie de pasos para reducir el consumo energético:

  • Sinterización del material (tratamiento térmico de un polvo metálico o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla , para incrementar la fuerza y la resistencia de la pieza creando enlaces fuertes entra las partículas)
  • Inyección de gases combustibles por las toberas.
  • Aumento de la calidad del coque, disminución de la humedad y el tamaño de los granos.

en el caso en el que se produzca mas arrabio del que se puede utilizar al instante, se pone en moldes llamados lingoteras para su uso posterior. A partir de la primera fusión se produce todos los materiales ferrosos restantes: hierro dulce,
otras fundiciones, acero….

Hierro dulce

El hierro dulce o hierro forjado es aquel que contiene un contenido inferior a 0.1% de carbono. Es un material de color plateado, de gran permeabilidad magnética, dúctil y maleable. Puede obtenerse por procedimientos electrolíticos, a partir de baño de sulfato cloruro de hierro. El material que resulta se emplea para conducción eléctrica por su baja resistividad. Sin embargo, resulta muy poroso, se oxida con gran facilidad y presenta con frecuencia grietas internas que lo hacen poco útil para otras aplicaciones industriales.

Fundición.

El arrabio o fundición de primera fusión. No puede utilizarse para fabricar piezas que vayan a estar sometidas a esfuerzos ya que resulta un material muy duro y frágil.

  • La fundición gris. Se obtiene el contenido de silicio es elevado. Sólo puede utilizarse para piezas moldeadas y que cuando se cristaliza lo hace en forma de grafito.
  • La fundición blanca. Se obtiene cuando el contenido de manganeso es elevado. En estas condiciones, el carbono se mezcla con el hierro y forma el carburo de hierro y se utiliza para la obtención del acero

Acero

La proporción de carbono en el arrabio extraído del alto horno se encuentra en el intervalo correspondiente a las fundiciones, por lo que tenemos un producto ferroso intermedio, duro y frágil, que no puede ser extendido en hilos ni en láminas y que precisa una transformación posterior para su utilización industrial. Entonces se hace necesario reducirle el contenido de carbono del arrabio, calentándolo, para transformarlo en acero; este material sigue siendo duro pero mas elástico, dúctil, maleable capaz de soportar impactos. Se traslada en estado liquido en unos contenedores especiales llamados torpedos hasta la planta de obtención de acero. El acero se obtiene o en uno recipientes llamados convertidores o en hornos eléctricos en los que se realiza un proceso de fusión.
Los productos finales son:

  • Acero liquido: La colada del acero líquido se enfriará en unos moldes adecuados para el los comerciantes que los necesiten.
  • Escoria: Se recicla para otros fines por ejemplo la construcción
  • Gases: Especialmente el el monóxido y dióxido de carbono, resultantes de la combustión de carbono.

En el convertidor también se lleva a cabo la aleación del acero con otros metales, para así conseguir mejores propiedades que las de el metal original. Una vez que se ha extraído el acero líquido del convertidor, se vierte en moldes con la forma de la pieza que se quiere obtener, para después dejarlo solidificar. Este proceso se llama colada. El proceso mas de colada mas utilizado es de colada continua , cuyo objetivo es solidificar el acero en productos de sección constante.
Una vez obtenida la pieza de acero se somete a un proceso de laminación para darle la forma y características deseadas.

A continuación vamos a ver un vídeo sobre la producción del acero.

Como se ha dicho anteriormente, el acero se alea con otros materiales con el fin de mejorar sus propiedades mediante varios tratamientos. La tabla que continua muestra las propiedades que adquiere el acero cuando se alea con un material:

Material aleante Propiedades
Carbono Duerza
Resistencia
Silicio Elasticidad
Aumenta la conductividad magnética
Manganeso Dureza
Resistencia al desgaste
Cromo Duerza
Resistencia al calor y al rozamiento. Imprescindible para hacerlo inoxidable
Níquel Aumenta la tenacidad
Resistencia a la tracción y la corrosión
Molibdeno Dureza
Resistencia al desgate mecánico en caliente
Vanadio Dureza
Resistencia al desgates mecánico en caliente
Volframio Tenacidad
Resistencia al calor y a la corrosión

barras_acero_inoxidable_front.jpg
http://www.traduccionesalchino.com/acero/acero_china.html

Aceros comerciales.

Los productos que reciben el nombre de aceros, debido a su gran variedad, se clasifican según su composicion, caracteristicas tecnicas y aplicaciones:

Aceros al carbono:
En este apartado se reunen más del 90% de todos los aceros, estos contienen varias cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre.
Estos productos son fabricas para maquinarias, carrocerias, gran parte de las estructuras de acero para la construccion, cascos de buques, somieres y horquillas.

Aceros aleados:
Estos contien un proporcione determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, ademas se distingue de los aceros al carbono por una mayor cantidad de manganeso, silicio y cobre. Se pueden clasificar en:

-Estruturales.
Se utilizan para las maquinas, estruturas de edificios, chasis de coches, ouentes y barcos. Su contenidos de aleacion varia desde un 0,25% a un 6%.
-Para herramientas.
Son aceros alta calidad para cortar y moldear metales y no-metales (taladros, fresas, machos de roscar, etc…)
-Especiales.
Son los inoxidables y con una proporcion generalmente mayor a un 12% de cromo. Estos aceros se emplean en turbinas, engranajes, ejes y rodamientos, ya que poseen una gran dureza y alta resistencia.

Aceros de baja aleación ultra resistentes: De las cuatro clases de acero este aparto es el de los mas reciente. Son mas baratos que aceros convencionales ya que contienes menos materiales de aleación y por lo tanto menos costoso. Sin embargo, gracias a un tratamiento especial les da una mayor resistencia que los aceros al carbono. Este material en capas mas delgadas y ligeras son mas resistentes que las anteriores. En la actualidad muchas vigas de construcción están hechos de este material ya que se puede permitir una mayor fineza y un costo económico menor.
Aceros inoxidables: Estos son resistentes a la acción de la humedad o de ácidos y fases corrosivos, ya que contiene una aleación de cromo, níquel y otros elementos, manteniéndolos brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación. Se usa mucho en la arquitectura como material decorativo, también para tuberías y tanques de petroleo o de plantas químicas, aparte también tiene un uso quirúrgico y en cocinas.
Normativa de clasificación de aceros: En España la norma UNE-36001 clasifica las aleaciones ferricas en series F. A los aceros les corresponde las series F100 a F700, a las fundiciones las series F800 y a otras aleaciones ferricas la F900. Todos los paises tienen su propia normativa, pero son todas muy similares. Por ejemplo:
– Aceros para construcion (serie F100)
– Aceros inoxidables y anticorrosion (series F300)
º dentro de la serie F300, los inoxidable corresponde a la F310

transformacion-del-arrabio-en-acero

alto-horno altos-horno-esquemas

alto-horno

Sistemas de poleas con correa

Son conjuntos de poleas o
ruedas situadas a ciertaCaptura
distancia que giran al mismo
tiempo por efecto de una
correa.
En este caso las dos poleas
giran en el mismo sentido o
en el contrario, según esté
colocada la correa.

Captura

RUEDAS DE FRICCIÓN

Son sistemas de dos o más ruedas que se encuentran en
contacto directo. Una de las ruedas se denomina rueda
motriz (o de entrada), púes al moverse provoca el
movimiento de la
rueda conducida (oCaptura
de salida) que se ve
arrastrada por la
primera. El sentido de
giro de la rueda
conducida es contrario
a la de la rueda motriz.
Usos: para prensar o
arrastrar papel, chapas
metálicas, de madera, en impresoras, videos (para mover la
cinta),

POLIPASTOS O POLEAS COMPUESTAS

Montaje compuesto de varias poleas fijas y móviles.
Las poleas fijas se emplean para modificar la direcciónCapturade la fuerza que ejercemos sobre la fuerza, mientras que las poleas móviles reducen el esfuerzo a aplicar.

Este tipo de sistema se encuentra en grúas, montacargas,
ascensores….
La fuerza necesaria para equilibrar el sistema vendrá dado por
el número de poleas, y como estén configuradas. Vemos a
continuación algunos ejemplos:

POLEA MÓVIL

Polea conectada a una cuerda que tiene uno de sus
extremos fijo y el otro móvil, de modo que puede
moverse linealmente.

La polea móvil se
encuentra en equilibrioCaptura
cuando F = R/2; por lo
que mediante este
sistema la fuerza a
realizar para vencer una
resistencia se reduce a la
mitad. En contrapartida,
se necesita tirar del
doble de cuerda de la
que habría sido necesaria con una polea fija.

POLEA FIJA

Una polea es una rueda ranurada que gira alrededor de un eje. Este se encuentra sujeto a una superficie fija. Por la ranura de la polea se hace pasar una cuerda o cable que permite vencer de forma cómoda una resistencia (R) aplicando una fuerza (F). Captura

Se encuentra en equilibrio cuando la fuerza a aplicar (F) es igual a la resistencia (R) que presenta la carga; es decir cuando F= R.POLEAFIJA

El realizar un trabajo con una polea fija no supone un esfuerzo menor, , aunque sí más cómodo, cambiando la dirección de la fuerza..