¿Qué es el acero? Producto ferroso (derivado del hierro Fe) cuyo porcentaje de carbono está comprendido entre 0.05% y 1.7%. Una de sus características es que se endurece por el temple y una vez templado, tiene la propiedad de que si se calienta de nuevo y se enfría lentamente, disminuye su dureza. El acero funde entre los 1400 y 1500°C, y se puede moldear con más facilidad que el hierro. Se distinguen dos grandes familias de acero: los aceros aleados y los no aleados. Existe una aleación cuando los elementos químicos distintos al carbono se adicionan al hierro según una dosificación mínima variable para cada uno de ellos.

Los principales elementos de aleación son: Cromo, Manganeso, Níquel, Vanadio, Cobalto, Molibdeno, Cobre, Azufre y Fósforo. Los productos ferrosos con más de 2.11% de carbono denominan fundiciones de hierro.

Elementos de Aleación Carbono (C): Elemento con más influencia en el comportamiento del acero; al aumentar el porcentaje de carbono, mejora la resistencia mecánica, la Templabilidad y disminuye la ductilidad.

Azufre (S): Normalmente es una impureza y se mantiene a un bajo nivel. Sin embargo, alguna veces se agrega intencionalmente en grandes cantidades (0,06 a 0,30%) para aumentar la Maquinabilidad (habilidad para ser trabajado mediante cortes) de los aceros de aleación y al carbono.

Cobalto (Co): Este elemento, al ser incorporado a los aceros, se combina con la ferrita, aumentando su dureza y resistencia.

Manganeso (Mn): Mejora la resistencia a la tracción y al desgaste, tiene buena influencia en la forja, la soldadura y la profundidad de temple. Facilita el mecanizado

Elementos de AleaciónCobre: Mejora significativamente la resistencia a la corrosión atmosférica.

Vanadio: Imparte dureza y ayuda en la formación de granos de tamaño fino. Aumenta la resistencia a los impactos (resistencia a las fracturas por impacto) y también la resistencia a la fatiga.

Níquel: Una aleación de acero con aproximadamente hasta un 6% de níquel, a veces añadiendo un tercer metal, dan al acero dureza y resistencia, y aumenta su resistencia a la oxidación.

Molibdeno (Mb): Mediante el aumento de la penetración de temple, mejora las propiedades del tratamiento térmico. Aumenta también la dureza y resistencia a altas temperaturas.

Fósforo (P): Aumenta la resistencia y reduce la ductilidad de la ferrita. Aumenta la brillantez. Este elemento, en cantidades superiores al 0.004%, disminuye todas las propiedades mecánicas del acero.

Elementos de Aleación Aluminio: Empleado en pequeñas cantidades, actúa como un desoxidante para el acero fundido y produce un Acero de Grano Fino.

Silicio: Se emplea como desoxidante y actúa como endurecedor en el acero de aleación.

Titanio: Se emplea como un desoxidante y para inhibir el crecimiento granular. Aumenta también la resistencia a altas temperaturas.

Tungsteno: Se emplea en muchos aceros de aleación para herramientas, impartiéndoles una gran resistencia al desgaste y dureza a altas temperaturas.

Boro (B): Aumenta la templabilidad (la profundidad a la cual un acero puede ser endurecido)..

Cromo (Cr): Aumenta la profundidad del endurecimiento y mejora la resistencia al desgaste y corrosión.

En resumen, los efectos de los elementos de aleación son:

Mayor resistencia y dureza

Mayor resistencia a los impactos

Aumento de la resistencia al desgaste

Aumento de la resistencia a la corrosión

Mejoramiento de Maquinabilidad

Dureza al rojo (altas temperaturas)

Aumento de la profundidad a la cual el acero puede ser endurecido (penetración de temple)

Prop

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des

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Las propiedades de los aceros se clasifican en 3 grupos.

Propiedades físicas: Es una característica que puede ser estudiada usando los sentidos o algún instrumento específico de medida. Estas se manifiestan básicamente en los procesos físicos como cambios de estado, cambios de temperatura, cambios de presión, etc. Las propiedades físicas pueden ser generales o especificas.

Propiedades mecánicas: Son las distintas formas en que se comportan los aceros cuando están sometidos a una fuerza externa. Los aceros responden a las fuerzas que se le aplican, según su resistencia, con fuerzas de sentido contrario (inversas).

Propiedades tecnológicas: Determina la capacidad de un acero a ser conformado en piezas o partes útiles o aprovechables.

Algunas de las propiedades físicas generales del acero son :

• Su estado físico es sólido a excepción del mercurio que es líquido.

• Presentan un brillo característico en su superficie (brillo metálico).

• Son buenos conductores del calor y la electricidad.

• Son tenaces (la mayoría de ellos se resisten a la ruptura).

• Su densidad es elevada si se compara con las de los no metales.

• Se pueden hacer aleaciones (fundir y mezclar dos o más metales).

Propiedades Físicas especificas Peso específico: Su especifico es de 76.930 N/.

Calor específico: El calor especifico del acero es de 0,11 Cal/gr°C.

Conductividad térmica : Posee una conductividad térmica de 0,046 J/seg-mm-°C

Resistividad eléctrica: Posee una resistencia de 72,00 * (Ω·m).

Punto de fusión: Su punto de fusión es entre los 1375°C a los 1650°C.

Calor latente de fusión: El calor atente de fusión es de 205 Kj/Kg.

Resistencia a la corrosión: La resistencia a la corrosión del acero varía de acuerdo a su composición de carbono y el tipo de aleación.

Propiedades mecánicas del acero

Ductilidad: Es la elongación que sufre la barra cuando se carga sin llegar a la rotura. Las especificaciones estipulan que el estiramiento total hasta la falla, no sea menor que cierto porcentaje mínimo que varía con el tamaño y grado de la propia barra.

Dureza: Se define como la propiedad del acero a oponerse a la penetración de otro material.

Resistencia a la tensión: Es la máxima fuerza de tracción que soporta la barra, cuando se inicia la rotura, dividida por el área de sección inicial de la barra. Se denomina también, más precisamente, carga unitaria máxima a tracción.

Límite de fluencia: Tensión donde el material pasa a sufrir deformaciones permanentes, es decir, hasta este valor de tensión, si interrumpimos el traccionamiento de la muestra, ella volverá a su tamaño inicial, sin presentar ningún tipo de deformación permanente, esta se llama deformación elástica.

Propiedades mecánicas del acero Resistencia: Capacidad de soportar una carga externa, si el acero debe soportarla sin romperse se llama carga de rotura y puede producirse por tracción, por compresión, por torsión o por cizallamiento, habrá una resistencia a la rotura (kg/mm²) para cada uno de estos esfuerzos.

Dureza: Expresa el grado de deformación permanente que sufre un acero bajo la acción de una carga. Los ensayos son los de penetración, en que se aplica un penetrador (de bola, cono o diamante) sobre la superficie del metal, con una presión y un tiempo determinados, a fin de dejar una huella que depende de la dureza del metal, los métodos más utilizados son los de Brinell, Rockwell y Vickers.

Elasticidad: Capacidad de un acero para recobrar su forma al cesar la carga que lo ha deformado. Se llama límite elástico a la carga máxima que puede soportar un metal sin sufrir una deformación permanente. Su determinación tiene gran importancia en el diseño de toda clase de elementos mecánicos, ya que se debe tener en cuenta que las piezas deben trabajar siempre por debajo del límite elástico, se expresa en Kg/mm².

Plasticidad: Capacidad de deformación permanente de un metal sin que llegue a romperse.

Tenacidad: Resistencia a la rotura por esfuerzos de impacto que deforman el metal. La tenacidad requiere la existencia de resistencia y plasticidad.

Fragilidad: Propiedad que expresa falta de plasticidad, y por tanto, de tenacidad. Los materiales frágiles se rompen en el límite elástico, es decir su rotura se produce espontáneamente al rebasar la carga correspondiente al límite elástico.

Resiliencia: Resistencia de un metal a su rotura por choque, se determina en el ensayo Charpy.

Fluencia: Propiedad de algunos metales de deformarse lenta y espontáneamente bajo la acción de su propio peso o de cargas muy pequeñas. Esta deformación lenta, se denomina también creep.

Fatiga: Si se somete una pieza a la acción de cargas periódicas (alternativas o intermitentes), se puede llegar a producir su rotura con cargas menores a las que producirían deformaciones.

Propiedades tecnológicas del acero.

Ductilidad: Es la capacidad del acero para deformarse o trabajarse en frío; aumenta con la tenacidad y disminuye al aumentar la dureza.

Fusibilidad: Es la propiedad que permite obtener piezas fundidas o coladas.

Colabilidad: Es la capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas completas y sin defectos. Para que un acero sea colable debe poseer gran fluidez para poder llenar completamente el molde.

Soldabilidad: Es la aptitud de un acero para soldarse con otro idéntico bajo presión ejercida sobre ambos en caliente.

Endurecimiento por el temple: Es la propiedad del acero de sufrir transformaciones en su estructura cristalina como resultado del calentamiento y enfriamiento sucesivo y por ende de sus propiedades mecánicas y tecnológicas. Los aceros se templan fácilmente debido a la formación de una estructura cristalina característica denominada martensita.

Facilidad de mecanizado: Es la propiedad de un acero de dejarse mecanizar con arranque de viruta, mediante una herramienta cortante apropiada.

Productos del acero.

TUBOS

HOJALATA

ACERO FORJADO

ALAMBRADO:

ROLLOS Y PLANCHAS LAMINADAS EN CALIENTE:

ROLLOS Y PLANCHAS LAMINADAS EN FRIO

Almacenamiento y transporte.

Almacenamiento Existen 3 tipos de instalaciones:

Automático: Sistema de almacenamiento de alta densidad, con todos lo elementos de automatizados

Caótico: Es el almacén que se utiliza por el método de hueco libre.

En bloque: Sistema de almacenaje por apilo directo sin soporte.

¿Qué características básicas debe tener una bodega de aceros?

Ofrecer protección de las inclemencias del tiempo y del medio ambiente.

Poseer depósitos cubiertos.

Poseer la maquinaria e implementos necesarios para el correcto transporte del mismo.

Poseer depósitos limpios y secos.

Cuando las chapas de acero son almacenadas en estantes de acero común, deben colocarse maderas separadoras entre el acero y los estantes.

Si es necesario apilar bobinas de acero, colocar las bobinas de mayor peso en la parte inferior y apilar como máximo tres bobinas separando antes las tarimas de las mismas.

Si son apilados fardos de chapas no colocar más de seis fardos en la misma pila. Poner en la parte inferior los fardos con chapas de mayor espesor y colocar siempre en la misma pila fardos que tengan chapas del mismo ancho y largo.

Para mover a los aceros usar equipamientos protegidos con plástico, madera o fieltro.

Transporte Hoy en día es posible transportar piezas casi de cualquier tamaño y de cualquier peso. Obviamente que a mayor tamaño y peso, mayor será también el costo del transporte, la mayor parte de estos materiales son transportados por vía terrestre en camiones otras tantas veces vía marítima siendo almacenados en conteiner (excepto el pellet que es embarcado a granel). Una manera de abaratar costos en el transporte terrestre, es ensamblando las piezas en el taller, donde se tiene la ventaja de contar con mejores medios de manejo, con más equipo y con personal especializado. El trabajo de campo siempre es más difícil y generalmente más caro que el de taller. Siempre es cuestión de pensar los pros y contras de las diversas alternativas y decidirse por la que presenta las mayores ventajas. La novena regla del Decálogo es diseñar la estructura en forma de que el tamaño y el peso de las piezas no constituyan un problema de transporte, a no ser que se puedan lograr ventajas que compensen el costo de fletes especiales.

El primer paso para producir acero es obtener el arrabio, el arrabio es el hierro bruto obtenido en los altos hornos. Este se obtiene a partir del hierro, el cual es combinado con otros elementos bajo diferentes formas minerales.Hierro Magnético o Magnetita: Fe3O4.Hematites roja: Fe2O3.Hematites parda: 2Fe2O3H2O.Espatato de hierro: CO3Fe.Pirita: SFe.

1era Etapa

Recepción y preparación de

Materias Primas

Reducción del Mineral de Hierro para ser transformado en Arrabio

Alto HornoPellet de hierro

Granzas de Hierro

Caliza

Carbones Minerales

Coque Siderúrgico

Escoria

Carro Torpedo

Arrabio

2DA ETAPA FABRICACION DEL ACERO

CHATARRA OXIGENO

FERROALEACIONES

OLLA CON ACERO

ACEROARRABIO

CARRO TORPEDO CARGADO DE ARRABIO

CALIZA

PLANTA DE CAL

CAL

A COLADA CONTINUACONVERTIDOR DE OXIGENO

REFINACION DEL ARRABIO PARA TRANSFORMARLO EN ACERO

3RA ETAPA LAMINACION DEL ACERO

AJUSTE METALURGIC

O COLADA CONTINUA

COLADA CONTINUA DE PLANCHONES

PLANCHONESHORNO DE CALENTAMIENTO

PLANCHAS GRUESAS

TUBULARESHORNO DE CUCHARA

LINGOTES

COLADA CONTINUA DE LINGOTES

HORNO DE CALENTAMIENTO

LAMINADOR DE BARRAS BA

RR

AS

VENTA

VENTA

VE

NTA

LAMINADOR TRIO REVERSIBLE

LAMINADOR DE PLANOS EN FRIO

ROLLO LAMINADO

EN FRIO

LINEA ZINCALUM

ROLLO ZINCALUM

PLANCHAS DE ZINCALUM

CORRUGADORA CONTINUA

LIMPIEZA ELECTROLITICA

RECOCIDO NO CONTINUO

RECOCIDO CONTINUO

LAMIANDOR DE TEMPLE

ROLLO LAMINADO

ENFRIO

VENTA

VENTA

VENTA

3RA ETAPA LAMINACION DEL ACERO