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INDICE

INTRODUCCIN21.1PROCESO TECNOLGICO DEL HIERRO DE PRIMERA FUSIN.31.2.-FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO TECNOLGICO Y OTROS PRODUCTOS OBTENIDOS.41.3.- AFINO DEL ACERO61.4.- PROCESOS TECNOLGICOS PARA LA OBTENCIN DEL ACERO, HORNOS BOF, ELCTRICOS, CONVERTIDORES BESSEMER Y THOMAS7CONCLUSION8BIBLIOGRAFIA:9

INTRODUCCIN

Hace muchsimos aos, el hierro era un metal raro y precioso. Hoy en da el acero es el uno de los principales productos realizados por infinidad de industrias que ven en l uno los negocios ms prometedores debido a la infinidad de aplicaciones que actualmente se le dan. El acero es, una forma purificada del mineral del hierro, se ha convertido en uno de los servidores ms tiles de la humanidad. La naturaleza proporcion las materias primas como son: mineral de hierro, el carbn y la piedra caliza y el ingenio humano lo convirti en un incontable nmero de productos. El acero puede hacerse lo suficientemente duro como para cortar el vidrio, flexible como el de los muelles, o lo bastante fuerte como para utilizarlo en maquinaria pesada, tambin puede estirarse para formar alambres, usarse para fabricar vigas gigantescas para construir edificios y puentes. Tambin es posible hacer que el acero sea resistente al calor, al frio, a la oxidacin y a la accin de sustancias qumicas.Sin embargo el proceso para llegar a obtenerlo no es tan simple como es pronunciar su nombre, ya que es este est implcito una infinidad de mtodos que se emplean de acurdo a las caractersticas que se le pretender dar.En este documento se muestra la primera parte de los temas que se comprenden dentro de la materia de PROCESOS DE FABRICACIN en la cual se pretende comenzar, a relacionarse con los distintos procesos que existen, comenzando con el del acero considerado muy particularmente como uno de los ms grandes, progresivos y apasionantes conocidos por el hombre.

1.1 PROCESO TECNOLGICO DEL HIERRO DE PRIMERA FUSIN.El 90% de todos los metales fabricados a escala mundial son de hierro y acero. Los procesos para la obtencin de hierro fueron conocidos desde el ao 1200 AC.Para la produccin de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales: Mineral de hierro, coque, Piedra caliza y Aire Los tres primeros se extraen de minas y son transportados y prepararlos antes de que se introduzcan al sistema en el que se producir el arrabio.. A la caliza, el coque y el mineral de hierro se les prepara antes de introducirse al alto horno para que tengan la calidad, el tamao y la temperatura adecuada mediante procesos denominados como peletizacin, siterizacin y coquizacin.

Coquizacin: El carbono metalrgico es procesado en las plantas coquizadoras durante 18 horas, en hornos recubiertos de ladrillo refractario, a fin de extraerle el gas metano y otros subproductos del alquitrn. El coque es energtico bsico de los altos hornos para producir arrabio (fierro de primera fusin). Sinterizacion: En este proceso se mezclan y funden polvos finos de mineral de hierro y subproductos del proceso siderrgico como escama de laminacin, finos de coque y lodos de aceras, para producir un material poroso denominado sinter utilizado como materia prima. Peletizacin: El mineral de fierro es proveniente de yacimientos, previamente pulverizado es trasformado en discos de boleo en esferas solidas de 12 milmetros de dimetro denominados pelets, endurecidas en un horno. El pelet y el coque son los insumos fundamentales.

El primer paso en la fabricacin de cualquier hierro o acero es la produccin del arrabio o hierro de primera fundicin, en el alto horno. Con aproximadamente 40 m de altura, es un enorme cascarn de acero recubierto con ladrillo resistente al calor. Una vez encendido, el alto horno es de produccin continua, hasta que necesite renovarse la capa de ladrillo, o hasta que disminuya la demanda de arrabio. El mineral de hierro, el coque y la piedra caliza se miden con todo cuidado y se transportan hasta la parte superior del horno en una vagoneta de concha. Cada ingrediente se descarga por separado en el horno a travs del sistema de campana, formando capas de coque, piedra caliza y mineral de hierro, en la parte superior del horno. Una corriente continua de aire caliente, que proviene de las estufas cuyas temperaturas son de 650C pasa por el tubo atizador y las toberas para hacer que el coque arda vigorosamente. La temperatura en el fondo del horno alcanza los 1650C o ms. El carbono del coque se combina con el oxgeno del aire para formar monxido de carbono, con lo que se elimina el oxgeno que contiene el mineral de hierro y se libera el hierro metlico. ste fundido, escurre por la carga y se recoge en el fondo del horno. El intenso calor funde tambin la piedra caliza, la cual se combina con las impurezas del mineral y del coque para formar una nata llamada escoria. sta tambin se cuela hasta el fondo de la carga y flota sobre al arrabio fundido. Esto es solo en palabra ms sintetizadas es lo que se tiene que realizar para obtener acero. Quizs pueda sonar muy sencillo pero en realdad es bastante complejo.

1.2.-FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO TECNOLGICO Y OTROS PRODUCTOS OBTENIDOS.

Lingotes y colada contina:

Para fabricar los diferentes objetos tiles en la industria metal metlica, es necesario que el hierro se presente en barras, lminas, alambres, placas, tubos o perfiles estructurales,El proceso de rolado consiste en pasar a un material por unos rodillos con una forma determinada, para que al aplicar presin el material metlico adquiera la forma que se necesita. esta forma se obtiene al colar en moldes el metal fundido que ser procesado, a estos productos se les llama lingotes o lupias. Cuando se requiere un material de seccin constante y en grandes cantidades se puede utilizar el mtodo de la colada continua, el cual consiste en colocar un molde con la forma que se requiere debajo de un crisol, el que con una vlvula puede ir dosificando material fundido al molde.Metalurgia de polvos:Se define como el arte de elaborare productos comerciales a partir de polvos metlicos.En este proceso no siempre se utiliza el calor, pero cuando se utiliza este debe mantenerse debajo de la temperatura de fusin de los metales a trabajar. Cuando se aplica calor en el proceso subsecuente de la metalurgia de los polvos se le conoce como sinterizado, este proceso genera la unin de partculas finas con lo que se mejora la resistencia de los productos y otras de sus propiedades. Las piezas metlicas producto de los procesos de la metalurgia de los polvos son producto de la mezcla de diversos polvos de metales que se complementan en sus caractersticas. As se pueden obtener metales con cobalto, tungsteno o grafito segn para qu va a ser utilizado el material que se fabrica.El tamao, forma y distribucin de los polvos afectan las caractersticas de las piezas a producir, por lo que se debe tener especial cuidado en la forma en la que se producen los polvos.

1.3.- AFINO DEL ACERO

El hierro colado o arrabio obtenido del alto horno es un producto que todava no est listo para ser utilizado industrialmente. Por un lado contiene impurezas de elementos como Azufre o Silicio. Por otro lado contiene un porcentaje demasiado alto de carbono y por ltimo todava arrastra restos de oxidos de hierro. Todas estas sustancias hacen que las propiedades del producto no sean las deseables. Es necesario pues tratar este hierro, el proceso por el que esto se lleva a cabo se llamacolado.

En la actualidad existen dos mtodos diferentes para realizar el colado del arrabio. Por un lado est el mtodoconvertidor LDy por otro elhorno elctrico. Veamos ahora cada uno de estos sistemas por separado.CONVERTIDOR LD u Horno de afino de oxgeno bsico.Este sistema est formado por en una olla de acero recubierta en su interior con material refractario en la que se deposita el arrabio a tratar. A traves de una lanza situada en la parte superior se inyecta oxgeno al recipiente. Debido a las altas temperaturas de trabajo, la lanza se enfra continuamente a travs de serpentines de agua interiores para evitar que se funda. La carga y la descarga de la olla se hacen por la parte superior por lo que la olla est montada en ejes rotatorios que permiten su volcado.

Horno elctricoEn estos hornos el calor aportado procede de un arco elctrico que se hace saltar entre unos electrodos de grafito y la superficie de la chatarra con que se carga el horno, la resistencia del metal al flujo de corriente genera calor, que junto con el producido por el arco elctrico funde el metal con rapidez. Las condiciones de afinado pueden ser estrictamente reguladas.

Cada hornada produce en torno a 100Tm y el proceso tarda en torno a una hora.

Los hornos elctricos se emplean para producir acero inoxidable y aceros aleados de extraordinaria calidad que deben ser fabricados segn especificaciones muy exigentes. El afinado se produce en una cmara hermtica, donde los parmetros que intervienen en el proceso son controlados rigurosamente con dispositivos automticos. En las primeras fases de este proceso de refinado se inyecta oxgeno de alta pureza a travs de una lanza, lo que aumenta la temperatura del horno y disminuye el tiempo necesario para producir el acero. La cantidad de oxgeno inyectada se puede regular con precisin, lo que evita oxidaciones no deseadas.1.4.- PROCESOS TECNOLGICOS PARA LA OBTENCIN DEL ACERO, HORNOS BOF, ELCTRICOS, CONVERTIDORES BESSEMER Y THOMAS

Una vez obtenido el arrabio o el hierro esponja (es de mayor pureza que el arrabio, producido en horno de calcinacin y un alto horno) es necesario refinar al hierro para que se transforme en material til para diferentes objetos o artefactos, o sea en hierro o acero comercial.1 Principales procesos de los hierros y aceros comerciales.

Hornos BessemerEs un horno en forma de pera que est forrado con refractario de lnea cida o bsica. El convertidor se carga con chatarra fra y se le vaca arrabio derretido, posteriormente se le inyecta aire a alta presin con lo que se eleva la temperatura por arriba del punto de fusin del hierro, haciendo que este hierva. Con lo anterior las impurezas son eliminadas y se obtiene acero de alta calidad. Este horno ha sido substituido por el BOF.Horno bsico de oxgeno (BOF)Es un horno muy parecido al Bessemer con la gran diferencia de que a este horno en lugar de inyectar aire a presin se le inyecta oxgeno a presin, con lo que se eleva mucho ms la temperatura que en el Bessemer y en un tiempo muy reducido. El nombre del horno se debe a que tiene un recubrimiento de refractario de la lnea bsica y a la inyeccin del oxgeno. La carga del horno est constituida por 75% de arrabio procedente del alto horno y el resto es chatarra y cal. La temperatura de operacin del horno es superior a los 1650C y es considerado como el sistema ms eficiente para la produccin de acero de alta calidad.

Horno de arco elctrico.

Por lo regular son hornos que slo se cargan con chatarra de acero de alta calidad. Son utilizados para la fusin de aceros para herramientas, de alta calidad, de resistencia a la temperatura o inoxidables. Considerando que estos hornos son para la produccin de aceros de alta calidad siempre estn recubiertos con ladrillos de la lnea bsica.Existen hornos de arco elctrico que pueden contener hasta 270 toneladas de material fundido. Para fundir 115 toneladas se requieren aproximadamente tres horas y 50,000 kwh de potencia. Tambin en estos hornos se inyecta oxgeno puro por medio de una lanza. Los hornos de arco elctrico funcionan con tres electrodos de grafito los que pueden llegar a tener 760mm de dimetro y longitud de hasta 12m. La mayora de los hornos operan a 40v y la corriente elctrica es de 12,000 A.Estos equipos son los ms utilizados en industrias de tamao mediano y pequeo, en donde la produccin del acero es para un fin determinado, como varilla corrugada, aleaciones especiales, etc.CONCLUSION

En los temas de los cuales se hablaron en esta unidad. Pudimos darnos cuenta que cada aspecto de la produccin de hierro y acero posee caractersticas muy particulares, que de cierta forma es una gran ventaja ser conocedores de ellos, ejemplo poder distinguir el acero del hierro, materias primas utilizadas en la obtencin de hierro y acero, composicin de estos materiales, los tipos y funcionamiento de los hornos, las aleaciones, entre otras cosas tambin conocer y optimizar los procesos empleados. Ya que son fundamentos y herramientas muy esenciales que nosotros como futuros Ingenieros Industriales debemos tener muy presente si, algn da se llegase a trabajar en un rea de este tipo para as poder aportar y contribuir en la innovacin y creacin de otros tipos de materiales, destinados para diferentes finalidades por el bien de la sociedad.

BIBLIOGRAFIA:

Paginas webhttp://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/procesos-de-fabricacion/2-funcionamiento-del-proceso-tecnologico-y-otros-productos-obtenidos/Libros: Procesos de manufactura versin siB.H AmisteadP.H.FostwaldMateriales y Procesos de FabricacinE.P DeGarmo