Altos Hornos

Carrera de: Ingeniería MecánicaMateria: Fundiciones

Alumnos Hernan Patricio Morocho CamposArnaldo Sebastián Peralta Verdugo

Ciclo: 8to ciclo Grupo: 1 Recopilado: David Reyes [email protected] Fecha 04/06/2015 1

mailto:[email protected]

ALTO HORNODefinición

https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/01/alto-horno.pdf

Figura 1: http://patrimonioindustrial.es/?project_post=alto-horno-no2-puerto-de-sagunto

Un alto horno es un horno especial en el que tienen lugar la fusión de los minerales de hierro y la transformación química en un metal rico en hierro llamado arrabio. Está constituido por dos troncos en forma de cono unidos por sus bases mayores. Mide de 20 a 30 metros de alto y de 4 a 9 metros de diámetro; su capacidad de producción puede variar entre 500 y 1500 toneladas diarias.

Figura 1: Alto horno

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ALTO HORNOPartes:


Figura 2: https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Metales+y+aleaciones

• La cuba

• Etalaje

• Crisol

Figura 2: Partes de un Alto Horno

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ALTO HORNOLa cuba:

Tiene forma troncocónica y constituye la parte superior del alto horno; por la zona más estrecha y alta de la cuba (llamada tragante) se introduce la carga

La carga la componen:

- El mineral de hierro

- Combustible

- Fundente Figura 3: La cuba y la Tragante


Figura 2: https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Metales+y+aleaciones

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ALTO HORNO

El mineral de hierro, el carbón de coque y los materiales fundentes se mezclan y se tratan previamente, antes de introducirlos en el alto horno. El resultado es un material poroso llamado sínter


Figura: https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Metales+y+aleaciones

Figura: Obtención del Sinter

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ALTO HORNO

- El mineral de hierroa) Magnetitab) Limonitac) Sideritad) Hematitese) Pirita

Figura 4: Magnetita

Figura 5: Limonita

Figura 6: Siderita

Figura 4,,5,6: https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Metales+y+aleaciones6

ALTO HORNO

FIgura: https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Metales+y+aleaciones7

- El mineral de hierro lleva mezclados:

La MENA o parte útil: óxidos de hierro

La GANGA o parte no útil: sílices, cal, alúmina, etc.

Figura : Carbón de Coque

ALTO HORNO

Tabla 1: https://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Metales+y+aleaciones8

Tabla1: Porcentajes de hierro

MINERAL NOMBRE CIENTÍFICO % en Fe del mineral CARACTERÍSTICAS

ÓXIDOS

MAGNETITA(Fe3O4)

72%Mineral más puro y rico. Color gris-

negruzco, magnético.

HEMATITES(Fe2O3)

70%Tiene poco fósforo. Color rojizo,

gris

LIMONITAS2Fe2O3 +3 H2O

60%Color ocre. Blandas y fáciles de

reducir. Contiene fósforo.

CARBONATOSSIDERITAFe CO3

48%Debe calcinarse en horno de cuba

para pasar a óxido de hierro.

SULFUROSPIRITAFe S2

< 48%Mineral de hierro mezclado con

cobre. Color amarillo.

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- El carbón de coque

El CARBÓN es la materia prima para obtener COQUE. Sólo son aptas las hullas grasas y semigrasas de llama corta, con contenido en materias volátiles entre 22% y 30%, azufre <1% y cenizas <9%

Misión del coque en el proceso siderúrgico:Producir por combustión el calor necesario para la reacción de reducción

(eliminar oxígeno) y fundir la mena dentro del horno.Soportar las cargas en el alto hornoProducir el gas reductor (CO) que transforma los óxidos en arrabio.

¿Cómo se obtiene el coque?Calentando a >1000 ºC las hullas.

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- El carbón de coqueCaracterísticas de un buen coque:

Buena resistencia al aplastamiento Baja humedad (<3%) Bajo contenido en azufre (<1%) Bajo contenido en cenizas (<9%) Alto poder calorífico (6500 – 8750 kcal/kg) Mínimo contenido en fósforo y azufre (hacen frágil la fundición)Figura 7: Carbón de Coque

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- FundenteSu misión es:

Combinarse con la ganga y bajar su punto de fusión, para hacer que la escoria se encuentre fluida.

Combinarse con las impurezas, pasándolas a ganga.

Los fundentes más utilizados: sílice, caliza (carbonato cálcico) y la dolomía (carbonato magnésico).

La cantidad de fundente y su naturaleza debe establecerse con mucho cuidado, dependiendo de la naturaleza y composición de la ganga y la proporción de impurezas.

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- Fundente

Figura 8: Fundente de piedra caliza

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ALTO HORNOVientre y Etalaje:

Vientre:Es la parte mas ancha del horno, aquí se funden el hierro y la escoria.

Etalaje:Aquí 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

Figura 9: Vientre y Etalaje

https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/01/alto-horno.pdfFigura 9: http://elpotrero.co/aperos/1603899984-1613918962.html

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ALTO HORNOCrisol:

Éste se encuentra bajo el etalaje, donde se va depositando el metal líquido

Figura 10: Vientre y Etalaje

https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/01/alto-horno.pdfFigura 10: http://elpotrero.co/aperos/1603899984-1613918962.html

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ALTO HORNOFuncionamiento:

• Zona SuperiorSe introduce las materias primas (mineral de hierro, coque, fundente) a través de un sistema de vagonetas que vuelcan la carga dentro del tragante.

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ALTOS HORNOSFuncionamiento

• Zona de reducción de óxidos:

En la parte superior de a cuba se reduce y elimina los óxidos del material introducido tras lo cual se obtiene el hierro. El fundente reacciona químicamente con la parte indeseable del mineral denominada ganga, formando la escoria. Su temperatura esta entre los 200° y 400 °C. Un sistema de gases, elimina los mismos, que se producen.

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ALTO HORNOFuncionamiento

• Zona de absorción de calor:

Aquí se procede a fundir la escoria. La temperatura es entre 400° y 1200° C

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• Zona de Fusión:Se pasa a fundir el Hierro y se combina con el carbono para formar el arrabio. En esta zona la temperatura es de 1500° C

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• Zona de Fusión:Se pasa a fundir el Hierro y se combina con el carbono para formar el arrabio. En esta zona la temperatura es de 1500° C

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• Zona de etalajes:En esta zona la carga es sometida a chorros de aire caliente (700° C), a través de las toberas. El oxigeno del aire se combina con el carbón de coque y forma monóxido de carbono, que asciende a través de la cuba

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• Zona de crisol:En la parte mas baja del horno, se deposita el arrabio y la escoria. Ésta última por ser mas liviana flota sobre el arrabio y se recoge por la piquera de escoria. Más abajo el arrabio sale por la piquera hacia las cucharas de recolección

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ALTOS HORNOSProductos de obtención

ARRABIO: Producto principal del Alto Horno. 90-95% de hierro. Puede ser de dos tipos:• Hematites, para piezas fundidas en molde• 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:• Áridos para hormigón• Aislantes térmicos• Cementos

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