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METALURGIA
METALURGIA
Ciencia aplicada cuyo objeto es el estudio de las operaciones industriales tendientes a la preparación,tratamiento (físico y/o químico) y producción de metales y sus aleaciones.
En términos generales, la técnica metalúrgica comprende las siguientes fases:
Obtención del metal a partir de uno de sus minerales (mena)• Afino o purificación del metal• Preparación de aleaciones• Tratamientos mecánicos, térmicos o termoquímicos para su mejor utilización.•
La primera fase comprende tres etapas:
Concentración (que es la separación de la mayor parte de la ganga o material de desecho queacompaña al mineral)
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Preparación química del mineral para la etapa siguiente, por medio de la tostación o de la calcinación• Reducción u operación por la que el metal combinado pasa a elemento simple•
Existen diversos tipos de técnica metalúrgica, según sea el metal que se quiere beneficiar o el procesoutilizado. Así se distinguen la siderurgia (arrabio, hierro, acero); las metalurgias especiales (cobre, aluminio,cinc, estaño, plomo, etc.), la pulvimetalurgia y la electrometalurgia
METALURGIA DEL HIERRO O SIDERURGIA
La siderurgia es la tecnología relacionada con la producción del hierro y sus aleaciones, en especial las quecontiene un pequeño porcentaje de carbono, que constituyen los aceros. En general, el acero es una aleaciónde hierro y carbono a la que suelen añadirse otros elementos. Algunas aleaciones denominadas hierroscontienen más carbono que algunos aceros comerciales. Los distintos tipos de aceros contienen entre el 0,04 yel 2.25% de carbono. El hierro colado, el hierro colado maleable y el arrabio contienen entre un 2 y un 4% decarbono. Para fabricar aleaciones de hierro y acero se emplea un tipo especial de aleaciones de hierrodenominadas ferroaleaciones, que contienen entre un 20 y un 80% del elemento de aleación, que pueden sermanganeso, silicio o cromo.
HISTORIA
No se conoce la fecha exacta en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metalsusceptible de ser utilizado. Los primeros útiles de hierro descubiertos datan del año 3000 a. C. pero se sabeque antes ya se empleaba este mineral para hacer adornos de hierro. Los griegos descubrieron hacia el 1000 a.C. una técnica para endurecer las armas de hierro mediante un tratamiento térmico.
Todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.c se clasifican en la actualidad como hierroforjado. Para obtener estas aleaciones, se calentaba en un horno una masa de mineral de hierro y carbónvegetal. Mediante este tratamiento se reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro llena de escoriaformada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta masa esponjosa se retiraba mientraspermanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para eliminar la escoria y darle una
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determinada forma. El hierro que se producía en estas condiciones solía tener un 3% de partículas de escoria yun 0,1% de otras impurezas. En algunas ocasiones, y por error, solían producir autentico acero en lugar dehierro forjado. Los artesanos del hierro acabaron por aprender a fabricar acero, calentando hierro forjado ycarbón vegetal en un recipiente de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbonopara convertirse en acero.
Después del siglo XIV se aumento el tamaño de los hornos empleados para fundir. En estos hornos, el mineralde hierro de la parte superior se convertía en hierro metálico y a continuación absorbía mas corbono debido alos gases que lo atravesaban. Como resultado daba arrabio, un metal que funde a temperatura menor que elhierro y el acero. Posteriormente se refinaba el arrabio para obtener acero.
En la producción moderna de acero se emplean altos hornos que son modelos perfeccionados de los que seusaban antiguamente. El arrabio se refina mediante chorros de aire. Este invento de debe a un británicollamado Henry Bessemer, que en 1855 desarrollo este inventó. Desde 1960 funcionan varios minihornos queemplean electricidad para la producción de acero a partir de chatarra pero las instalaciones de altos hornos sonesenciales para producir acero a partir de mineral de hierro.
MIMAS Y MINERALES DE HIERRO
Se llaman minerales todas las substancias naturales; peor en el sentido industrial se entiende todos los cuerposque encierran una cantidad de metal económicamente beneficiable.
El hierro, por ejemplo, se encuentra en todas las rocas de color rojo−amarillo y no por esto se explotan todas,por que se debería a veces trabajar toneladas de material para sacar pocos gramos de hierro.
Los terrenos que contienen minerales en notables proporciones se llaman yacimientos y su origen se debe afenómenos geológicos y reaccionen químicas producidas en épocas primitivas.
Cuando el mineral, en forma de filones o de vetas metalíferas, se encuentra a pocos metros de la cortezaterrestre origina una capa y su explotación se hace al aire libre, despejando primero el material que lo cubre;luego si es necesario, se rompe el mineral, y por medio de vagonetas se lleva al lugar del tratamiento.
Muy raramente se encuentran capas; generalmente los minerales se yacen a notable profundidad, y suexplotación requiere pozos de donde salen a distintas alturas varias galerías horizontales que permiten laexplotación y la extracción del mineral.
La perforación de las galerías se efectúa por medio de cuñas, masas y picos para los materiales blandos y conminas para el mineral mas duro.
El sistema empleado en los trabajos sobre roca viva suele ser el de practicar barrenos con perforadoresneumáticos que comprende dos operaciones:
Abrir en la roca una cavidad cilíndrica, de diámetro y longitud convenientes.
Volarla después de haberla cargado con un explosivo
A medida que el material es desprendido se carga en vagonetas que lo llevan al ascensor.
El buen funcionamiento de la mina requiere muchas obras auxiliares destinadas a ventilación, extracción delagua que a menudo brota de las rocas; otras obras tienen por objetivo el funcionamiento mecánico, eléctrico ehidráulico de todos los múltiples aparatos y utensilios que se emplean.
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MINERALES DE HIERRO
Los minerales industriales que se emplean para obtener hierro y sus aleaciones (aceros y fundición) songeneralmente cuatro, a saber:
Magnetita: (Fe3 O4) Es un oxido de hierro (combinación de hierro y oxigeno) de estructura cristalina decolor pardo con propiedades magnéticas. Su porcentaje de hierro puede llegar a 72% por lo que es el másrico de los minerales y su hierro muy puro. Se encuentra en Suizas, Estados Unidos, Rusia, Alemania eItalia.
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Hematites: (Fe2 O3) También es un oxido de hierro pero mas pobre que la magnetita. Puede ser de colormoreno o de color rojo en masas terrosas (mas ricas en hierro) y en fin en forma cristalina de color negrocon reflejos rojizos; este ultimo, se llama oligisto. Las minas más grandes de hematites se encuentran enCataluña y luego en Bélgica, Alemania y Estados Unidos.
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Limonita: (3Fe2 O3 + 2H2 O) Es un hidróxido de hierro que contiene como máximo el 60% de metal. Sedistingue por su color amarillo y por su forma de estalactita o bien terrosa. Muy importante es la limonitafrancesa granular (M´inette) que contiene fósforo; además se encuentran limonitas en Alemania, Hungría ylos Estados Unidos.
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Siderita: (Fe Co3) Es un carbonato de hierro (hierro, oxigeno y carbono) de color blanco−amarillo, deestructura cristalina, que puede contener un 50% de hierro, Se llama También hierro espático.
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TRATAMIENTOS PRELIMINARES DE LOS MINERALES DE HIERRO
Todos los minerales suelen hallarse en la naturaleza mezclados en mayor o menor proporción de substanciasextrañas (rocas, piedras, tierra) denominadas ganga. Para separar el metal de la ganga se necesitan variasoperaciones según la mina de que se trata y el porcentaje de metal que contiende.
Generalmente antes de introducir el mineral en los hornos se somete a un tratamiento que contribuye a obtenerlas características deseadas y con el fin de un mejor aprovechamiento.
Para la preparación de los minerales de hierro, se efectúan los siguientes:
PROSESOS MECANICOS: que por razones de economía de transporte se realizan cerca de la mina y son:• La facturación: Mediante fracturadores de potentes mandíbulas se tritura el mineral reduciéndolo a trozoscasi uniformes.
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La selección: se hace generalmente con zarandas incluidas que se mueven a sacudidas. Así se agrupan lostrozos de mineral según su tamaño y según su riqueza, ya que el más rico en metal, como más pesado,pasara primero por la sarandas.
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El lavado: se efectúa también sobre las sarandas en movimiento, mediante un chorro fuerte de agua quelibra el mineral de su parte terrosa.
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LOS TRATAMIENTOS QUÍMICOS: Efectuados generalmente cerca del alto horno son:• La exposición al aire: El aire descompone y disgrega el mineral rindiéndolo así más penetrable a la accióndel calor.
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La calcinación: Es un lento calentamiento continuado del mineral colocado en hornos sin aire; estaoperación tiene por objeto expulsar las substancias volátiles, el anhídrido carbónico y volver el más porosoy quebradizo.
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La torrefacción: Es un calentamiento con aire más energético que la calcinación. Se efectúa en hornosespeciales para los minerales que contienen mucho azufre. La parte del mineral que, por efecto de lostratamientos susodichos queda reducido a polvo o bien en grazas muy pequeñas es también utilizada enforma de ladrillos comprimidos y cosidos que se mezclan luego con el mineral restante en el alto horno.
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ALTO HORNO
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El objeto del alto horno es la reducción del mineral de hierro.
Reducción: es la separación de todas las substancias extrañas que acompañan al metal especialmente deloxigeno.
Esta operación es indispensable, pues los minerales, tales como se encuentran en las minas, no podrían sertrabajados y no tendrían directas aplicación. Tampoco los lingotes de arrabio o de primera fusión obtenidos enel alto horno, podrían ser utilizados de inmediato en el taller, debido a la gran cantidad de carbono quecontiene y por su poca homogeneidad.
Sin embargo es indispensable que los minerales pasen previamente por el alto horno para poderse transformarluego en hierro, en acero o fundición.
DESCRIPCION DE LAS PARTES:
La parte superior recibe el nombre de cuba y la parte intermedia es el etalaje. La inferior, el crisol, escilíndrica y termina con la dama, donde se encuentre el orificio de salida para el metal fundido.
La parte superior de la cuba, llamada tragante, se mantiene cerrada herméticamente por medio de una tapametálica de forma cónica.
Esta se baja mecánicamente al descargarse sobre ella la vagoneta de mineral, carbón o fundente, y por laacción de un contrapeso vuelve a cerrarse impidiendo el escape de los gases.
Mas abajo del tragante existe un grueso caño que recoge los gases producidos en el horno para llevarlos aldepurador y luego al recuperador.
En lo alto del crisol hay unas hileras de toberas por donde penetra el aire comprimido que debe que debeactivar la combustión. Un poco mas abajo se halla la salida para las escorias.
CARGA DEL ALTO HORNO
El alto horno es un Torrejón de ladrillos refractarios, consiste de 2 conos truncados, reunidos por sus bases.Tienen un diámetro de 6 a 10 metros y de 20 a 30 metros de altura estando sostenido exteriormente por unarobusta armazón de hierro.
La carga del horno se hace con potentes montacargas dotados de fuertes cajas, cuya parte inferior se abre, obine con vagonetas volcables.
La forma del tragante permite que los materiales que entra se distribuyan mas uniformemente.
En un alto horno moderno, por cada tonelada de mena (parte del filón o yacimiento que contiene mineralesútiles en mayor proporción que rocas sin valor económico) se carga se carga media tonelada de carbón decoke metalúrgico y un cuarto de tonelada de fundente, de lo que se obtienen media tonelada de fundiciónbruta, media tonelada de escoria y tres cuartos de productos volátiles, denominados gases de alto horno.
El objeto del fundente es formar con la ganga un compuesto facilmente fusible y más liviano que la mismafundición, para que sobrenadando se desborde y corra al exterior por un plano inclinado.
Este fundente es el carbonato cálcico (piedra calcárea) cuando la ganga es silícia, y son arenas silíceas,cuando la ganga es calcárea.
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El mineral, el carbón y el fundente bajan en el horno a medida que las capas inferiores se consumen por lacombustión del carbón y por la extracción de la fundición bruta.
Para producir y activar la combustión se inyecta aire a 15 atmósferas de presión y a una temperatura de 900º.
El funcionamiento del alto horno perdura hasta que resista la capa interna refractaria (8 añosaproximadamente). Su encendido inicial exige gran cantidad de leña y carbón. La producción es de 200 a 300toneladas de hierro colado cada 24 horas, variando según el tamaño del alto horno y la cantidad de airesoplada.
ZONAS DEL ALTO HORNO Y SUS FUNCIONES:
Se suele dividir teóricamente en zonas en reacción a los distintos fenómenos que en el se operan.
Empezando de arriba podemos mencionar:
ZONA DE DESHIDRATACIÓN: O bien de desecación (300º). Los materiales pierden la humedad y lassubstancias volantiles que contienen.
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ZONA DE REDUCCIÓN: (400º − 600º) El oxido que se forma en la parte baja, con el aire soplado y elcarbon a alta temperatura, absorbe el oxigeno contiene en el mineral y deja el hierro libre de la ganga(separacion del metal del mineral). Al mismo tiempo el fundente y la ganga empiezan a entremezclares, demodo que las partes de hierro puro, que quedan libres, se aglomeran formando una masa de hierroesponjoso
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ZOMA DE CARBURACION: (700º − 1000º) El hierro esponjoso cuando llega aquí a 900º absorbe ciertacantidad de carbono y se transforma en fundición de primera fusión o arrabio. En la misma zona elfundente y la ganga se unen y origina las escorias.
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ZONA DE FUSION: (1200º − 1500º) El gran calor de esta zona derrite completamente la fundición bruta, lacual va colando y se recoge en el crisol. Al quedar este lleno, las escorias que son más livianas, empiezan adesplazarse por su propio orificio. Cuando el obrero advierte que con las escorias empieza a salir tambiénhierro fundido, rompe con un largo hierro aguzado le tapadera de la dama, y la fundición incandescentecorre por surcos de arena y se distribuye por los moldes de forma prismática o semicircular, en donde sesolidifica, formando ligotes de 50kg. mas o menos. Otras veces se recoge en cucharas armadas sobrevagonetas, las cuales llevan el metal a los hornos, que han de transformarla en aceros sin necesidad defundirlo otra vez.
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Para obtener fundición gris se mantiene el alto horno muy caliente, en cambio para obtener la fundiciónblanca y atruchada se requiere un ambiente mas bien frío.
ACCESORIOS IMPORTANTES DEL ALTO HORNO:
el calor utilizado por el alto horno corresponde solo a 20% del carbón de carga, todo lo demás (80%) setransforma en oxido de carbono, en hidrogeno e hidrocarburos, que son muy combustibles y forman los gasesdel alto horno (50.000 m3 por hora).
Estos gases son llevados ante todo al depurador que se compone de muchos pasillos y caños verticales, porentre los cuales los gases pierden los polvos y toda otra impuresa. Luego se hacen pasar al recuperador(cowper) que son 4 terrejones de 15 a 20 metros de altura, dotados de una serie de canales verticales,dispuestos en zigzag, todo hecho con ladrillos refractarios.
Por medio de válvulas adecuadamente dispuestas, se hacen pasar alternativamente por el interior de cadarecuperador los gases calientes y el aire destinado a la combustión en el horno. Como hemos dejado dicho elaire alcanza así una temperatura de 900° con lo que se aumenta de mucho el rendimiento del horno. Los gases
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del alto horno se utilizan además para accionar motores, calderas, generadores de electricidad, compresores,montacargas, bombas para los distintos usos del establecimiento siderúrgico.
ALTOS HORNOS ELECTRICOS
El tratamiento descripto para la separación del mineral de hierro, tambien puede ser utilizado en altos hornoseléctricos.
La estructura general de estos hornos es igual a la de los hornos comunes, la única parte que no se encuentraen el alto horno eléctrico es la tobera para el insuflado del aire, pues este no es necesario; en cambio esindispensable colocar una tuberia, la cual por medio de un ventilador centrifugo produce una circulación deoxido de carbono, resultante de la reducción.
Los polos del generador de electricidad, luego de pasar por los tableros de distribución se conectan a loscarbones o electrodos, que con su debida aislacion, se encuentran en el interior del cristol Al conectarce elgenerador el circuito eléctrico se cierra con los electrodos de carbón atrabes del mineral de hierrodepositadoen el cristol, una vez el contacto se separan los electrodos constituyendo un arco que produceaproximadamente 3000°de temperatura. Como en la parte superior del cristol existiría mayor temperatura queen el propio baño, se aspira el oxido de carbono que se encuentra en la cuba y esta relativamente frio,enviandoce a la parte superior del cristol enfriando por lo tanto a este.
Lógicamente parecería que las cargas devén ser solamente de mineral y fundente ,dado que no es necesario eneste proceso eléctrico para la conbustion,el coke,pero si no existiera este,el gasto del carbón de los electrodosseria muy elevado,encareciendo la operación;por esta razón se a generalizado en carga también pudiendoutilizarce coke o carbón de leña.
El hierro obtenido en los altos hornos eléctricos es de mayor pureza que el que producen los hornos deconbustion;ademas; los primeros ofrecen la ventaja de poderce poner en funcionamiento mas rápidamente quelos segundos,ventaja que facilita el ajustar su empleo estrictamente a las necesidades imperantes en cada caso.
Reacciones del Alo horno
El fundente (calcita, CaCO3) se calcina con la temperatura.
CaCO3 (+ calor) CaO + CO2
El dióxido de carbono formado reacciona con el coque.
CO2 + C 2 CO
El monóxido constituye un agente reductor para el mineral de hierro.
Fe2O3 + 3 CO 3 CO2 + 2Fe
La ganga silicea que acompaña al mineral reacciona con el oxido de calcio de la 1º reacción dando lugar a laescoria.
SiO2 + CaO CaSiO3
FABRICACION DEL HIERRO Y DEL ACERO
GENERALIDADES
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Ya dejamos dicho que la fundición de primera fusión obtenida en el alto horno puede transformarce en hierroy en acero,disminuyendo el porcentaje de carbono por un procedimiento llamado descarburacion.
La descarburacion permite combinar el carbono de la fundición bruta con oxigeno y así optener anhídridocarbónico o bien oxido de carbono,que por ser gaseosos,se eliminan con facilidad.
Los horos en que se realiza este proceso,aunque en forma muy distinta, son prácticamente dos:
El convertidor Bessemer−Thomas y el horno Siemens−Martin.
PROCEDIMIENTO BESSEMER−THOMAS
El aparato ideado por el ingles Bessemer se llama convertidor por cuanto convierte la fundición en acero o enhierro.
Consiste en una gran caldera piriforme,forrada con grueso palastro de acero y revestida interiormente dematerial refractario;la parte superior esta abierta y la inferior es redonda y móvil en torno de un eje horizontaly taladrada por pequeños agujeros para la insuflacion del aire.
El aparato descansa sobre dos soportes,uno de los cuales posee un mecanismo hidráulico que hace girar elrecipiente,para que sea posible cargar la fundición sin que se tapen los agujeros del fondo,y también parafacilitar la colada del acero una vez realizada la conbercion.
La operación de conbercion se desarrolla en tres periodos,a saber:
Escorificacion: Se calienta el aparato cuando se trata de la primera conversión y se retiran las cenizas;luegose coloca en sentido horizontal y se carga de fundición hasta1/5 de su capacidad.
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Se le inyecta aire a presión y enseguida se devuelve al convertidor a su posición normal.
El oxigeno del aire, atrabes de la masa liquida,quema el silicio y el manganeso que se encuentra en la masafúndente y los transforma en los correspondientes óxidos.
Esta primera fase se efectúa sin llamas dentro de unos 10 minutos, y recién al termino de la operaciónaparecen chispas rojizas que salen de la boca del convertidor.
Descarburacion: Continuando la acción del soplete, el oxigeno empieza la oxidación del carbono,lo que seefectúa con mucha violencia y con salidas de llamas muy largas,debido a las fuertes corrientes del aire y aloxido de carbono en combustión.
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Recarburacion: Quemandoce el carbono,el oxigeno llegaría a oxidar totalmente el hierro dejándoloinserbible; a este punto se corta el aire,se inclina el convertidor y se añade a la masa liquida una aleación dehierro,carbono y manganeso en una cantidad relacionada con la calidad del acero que se desea obtener.
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Se endereza luego el aparato y simultáneamente se le inyecta otra vez aire por pocos minutos y por ultimo sevierte por su boca ante todo las escorias y después el acero o el hierro elaborado.
El procedimiento completo se efectúa en 20 minutos y rinde un promedio de 10 toneladas de metal porvez;resulta muy rápido y economico,pero tiene el gran inconveniente de no permitir ensayos del material quese esta elaborando.Por esto el acero Bessemer se usa solo para rieles y barras perfiladas de poca importancia.
La fundición mas apta para el convertidor Bessemer es la que contiene mucho silicio por que su caparefractaria es ácida es decir que esta formada por sílice y arcilla.
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Para convertir en acero la fundición fosforosa el revestimiento refractario del convertidor es basico,es decirformado de dolomia,oxido cálcico y magnesio;toma el nombre de Bessemer−Thomas.
En este caso junto a la fundición se echa en el convertidor también un 15% de cal;la cual reaccionando con elfósforo proporciona escorias muy aptas para el abono agrícola.
PROCEDIMIENTO SIEMENS−MARTIN
Consiste en producir acero mezclando a la fundición rezagos de hierro dulce,de modo que el carbono de laprimera fundicion,difundiendoce en la masa liquida disminuye su porcentaje en relación a la cantidad de losdos metales mezclados.(Método de los rezagos de hierro llamado Scraps process).
Tambien se puede cargar el horno de fundición bruta,licuarla y quemarle el silicio y carbono añadiendominerales de hierro.(oxido férrico).(Método del mineral llamado Ores process)
Dos grandes ventajas tiene este procedimiento que son:el de poder ensayar la calidad de aceroproducida,pudiendoce modificar su composicion,y también de poder utilizar los desperdicios de hierro y lasbirutas de las maquinas.
El proceso se realiza en un horno(ideado por el ing. Francés Martín)llamado de reberbero.Cuya solera decarga es rectangular,algo concaba con revestimientos muy refractario,por que la temperatura llega aquí de1800° a 2000°.
La fundición se puede echar liquida(en la proporción del 75%)tal como se recibe de los altos hornos o biensólida en forma de trozos regulares.
Después de unas dos horas pasa al estado de fusion,y entonces gradualmente se añade el material adicional enla cantidad correspondiente al acero(común o especial)que se desea obtener.
A las seis horas se empiezan los ensayos desde los análisis químicos hasta las pruebas de las propiedadestecnológicas y mecánicas del producto,para efectuar luego las correcciones que ocurran.
Gasogeno: El orno Martín funciona con el gas producido de un gasogeno en el cual se quema carbón de unmodo incompleto debido a una insuficiencia de aire.
En este gasogeno,en lugar de producirce anhídrido carbónico (CO2),se logra oxido de carbono(CO)el cualcombinado en el horno con el oxigeno del aire produce anhídrido carbónico (CO2) pues:CO+O=CO2
En donde abunda el petróleo, en sustitución del gasogeno,se logra elevar la temperaturaquemando(Fueloil)con quemadores apropiados.
Camaras Siemmens: El procedimiento se basa en las cámaras recuperadoras de calor,ideadas por el ingenieroalemán Siemens,que permiten alcanzar temperaturas vivas, uniformes, constantes y altísimas.
Son cuatro camaras construidas debajo del horno Martín abarrotadas de ladrillos refractarios huecosdispuestos en forma de ofrecer gran superficie de contacto con los gases.
En dos de ellas se hacen pasar gas y aire, que en la boca del horno se encienden y forman el gas CO con grandesprendimiento de calor.
Las llamas de esos gases invaden el producto que se esta elaborando y luego por grifos situados en la entradapasan a las restantes cámaras recalentando los ladrillos asta el color rojo.
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Después de cierto tiempo(1/4 de hora) se invierte la dirección del gas y del aire obligándolos a pasar en lascámaras previamente calentadas.
De este modo aumenta cada vez mas la temperatura,hasta transformar la fundición y el hierro en acero.
El tiempo necesario para una colada en el horno Siemens−Martin es de seis a nueve horas.Su producciónalcanza de 20 a 50 toneladas,con la ventaja de poderce moldear de una sola vez grandes piezas de acero,comocorazas y cañones.
HORNOS ELECTRICOS
Producen temperaturas muy elevadas y son los mas indicados para la desulfuracion y desfosforacion de lafundición y para la obtención de aceros especiales,porque en ellos el metal que se elabora se aya libre de todocuerpo extraño(aire,gas,carbon,etc.).
Pueden usarce para el afinamiento de la fundición cargándolos de trozos de hierro,virutas,etc.....y haciendoluego la adicción de los elementos necesarios.
La potencia de los hornos eléctricos se expresa por los Kw de corriente absorbida,que en los hornos de grancapacidad sobrepasan el millar.
La cantidad de calor que produce un Kw−hora de corriente se obtiene por la formula Q=0,00024 . 1000 .3600=864 calorías.
Los hornos eléctricos pueden ser de resistencia, de arco y de inducción.
Horno de resistencia: Se basa en el principio de que un cuerpo conductor atravesado por la corrienteeléctrica se calienta hasta fundirce.
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Prácticamente estos hornos(construidos con materiales de alta resistencia eléctrica) se usan hoy mas bien paraproducir temperatura hasta 1000° para los distintos tratamientos termicos,y muy pocos para fusión de acero.
De arco voltaico: Es un flujo de chispas entre dos conductores eléctricos aproximados, que da una luzvivisima y una temperatura de 3000°.
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Un polo esta constituido por electrodos de grafito o de carbón y el otro es el mismo acero que se quiere fundir.
En este sistema, que es el mas empleado, la corriente pasa atrabes del material y se llama por esto arcodirecto, mientras que si e arco se establece en tre los extremos se llama arco indirecto.
Existen y funcionan hornos de arco de varios tipos (Stassano, Heroul, Girod, Fiat, etc.)formados por unrecipiente cilíndrico de chapas y perfilados de hierro revestido de material refractario cubiertos de un cieloraza que los cierra completamente.
En la parte delantera hay una puerta para la carga del material y el agujero de colada; en el cielo raso seencuentran tres agujeros para el paso de los electrodos.
La base es curba y apoya sobre los rieles de manera que se puede inclinar para verter la colada.
Los hornos de arco funcionan con un voltaje muy bajo (150 voltios) y fuerte amperaje (2500 a 4000amperios),y la regulación de los electrodos de automática.
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De inducción: No es mas que un gran transformador en el cual el circuito secundario esta constituido pormaterial a elaborar.
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En ellos la corriente de la lines que circula en las bobinas es de poca intensidad y de gran voltaje, mientras quela corriente inducida en el circuito secundario, formado por el material metálico colocado en la solera o cristoldel hono y es de poco voltaje y gran intensidad.
Es este fuerte amperaje lo que determina en el horno este fuerte aumento de temperatura que funde el acerocolocado en el cristol.
Para iniciar el trabajo en esta clase de hornos hay que depositar en la solera una chapa bien caliente sobre lacual se hace luego la carga del material a tratar.
Aunque mas costosos que los hornos a conbustion, los eléctricos son preferidos por la uniformidad decalentamiento y por la pureza y homogeneidad de los aceros obtenidos.
PROCESOS DE ACABADO
Existen distintos tipos de acabados para el acero, por lo tanto tiene una salida al mercado de gran variedad deformas y de tamaños, como varillas, tubos, raíles de ferrocarril o perfiles en H o en T. Estas formas seobtienen en las instalaciones siderúrgicas laminado los lingotes calientes o modelándolos de algún otro modo.El acabado del acero mejora también su calidad al refinar su estructura cristalina y aumentar su resistencia.
El método principal de trabajar el acero se conoce como laminado en caliente. En este proceso, el lingotecolado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termodifusión y a continuación se hace pasarentre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamañodeseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor del acero.
El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación deasperezas. Después del tren de debaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabadoque lo reducen a láminas con la sección transversal correcta. Los rodillos para producir raíles o ríeles deferrocarril o perfiles en H, en T o en L tienen estrías para proporcionar la forma adecuada.
Los procesos de fabricación modernos requieren gran cantidad de chapa de acero delgada. Los trenes orodillos de laminado continuo producen tiras y láminas con anchuras de hasta 2,5m. Estos laminadoresprocesan con rapidez la chapa de acero antes de que se enfríe y no pueda ser trabaja. Las planchas de acerocaliente de más de 10 cm de espesor se pasan por una serie de cilindros que reducen progresivamente suespesor hasta unos 0,1 cm y aumentan su longitud de 4 a 370 metros. Los trenes de laminado continuo estánequipados con una serie de accesorios como rodillos de borde, aparatos de decapado o eliminación ydispositivos para enrollar de modo automático la chapa cuando llega al final del tren.
El sistema de colada continua, en cambio, produce una plancha continua de acero con un espesor inferior a 5cm, lo que elimina la necesidad de trenes de desbaste y laminado en bruto.
TUBOS
Los tubos más baratos se forman doblando una tira plana de acero caliente en forma cilíndrica y soldando losbordes para cerrar el tubo. En los tubos más pequeños, los bordes de la tira suelen superponerse y se pasanentre un par de rodillos curvados según el diámetro externo del tubo. La presión de los rodillos es suficientepara soldar los bordes. Los tubos sin soldaduras se fabrican a partir de barras sólidas haciéndolas pasar entreun par de rodillos inclinados entre los que está situada una barra metálica con punta que perfora las barras yforma el interior del tubo mientras los rodillos forman el exterior.
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CLASIFICACIÓN DEL ACERO
Los aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros de baja aleaciónultrarresistentes, aceros inoxidables y aceros de herramientas.
Aceros al carbono
El 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menosde un 1,65% de manganeso, un 0,6% de silicio y un 0,6% de cobre. Con este tipo de acero se fabricanmaquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, pasadores de pelo, etc.
Aceros aleados
Estos aceros están compuestos por una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos;además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Estos aceros seemplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.
Aceros de baja aleación ultrarresistentes
Es la familia de aceros mas reciente de las cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionalesdebido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da untratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material seemplea para la fabricación de bagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo quela capacidad de carga es mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar con un mayor peso.También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios.
Aceros inoxidables
Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes ala oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistenciadurante mucho tiempo a temperaturas extremas. Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho confines decorativos. También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos porsu resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porqueresiste a la acción de los fluidos corporales. Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, comopucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar.
Aceros de herramientas
Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas. Contienewolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza ydurabilidad.
TRATAMIENTO TÉRMICO DE LOS ACEROS
El proceso básico de endurecimiento de los aceros consiste en calentar el metal hasta una temperatura en laque se forma austenita, que suele ser entre 750 y 850 ºC, y enfriarlo rápidamente sumergiéndolo en agua oaceite. Este tratamiento de endurecimiento forma martensita y crea grandes tensiones internas en el metal.Para eliminar estas tensiones se emplea el temple que consiste en recalentar la pieza a una temperatura menor.Con este sistema se reduce la dureza y resistencia pero aumenta la ductilidad y la tenacidad.
El objetivo principal del proceso de tratamiento térmico en controlar la cantidad, tamaño, forma y distribuciónde las partículas de cementita contenidas en una ferrita, determinando así las propiedades físicas del acero.
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Hay muchas variaciones del proceso básico. Los ingenieros metalúrgicos han descubierto que el cambio deaustenita a martensita se produce en la ultima fase del enfriamiento y que este cambio esta acompañado de unaumento de volumen que en caso de que el enfriamiento sea demasiado rápido hace agrietarse al metal. Paraevitar esto, se han desarrollado distintos procesos.
Templado prolongado
El acero se retira del baño de enfriamiento cuando alcanza la temperatura en que comienza a formarse lamartensita y se enfría lentamente mediante un chorro de aire.
El acero se retira del baño de enfriamiento en el mismo momento que en el templado prolongado y se colocaen un baño de temperatura constante hasta que alcanza una temperatura uniforme en su sección transversal. Acontinuación se enfría lentamente con aire desde los 300 ºC hasta la temperatura ambiente.
Austemplado
El material se enfría hasta la temperatura en la que se forma la martensita y se mantiene a esa temperaturahasta que acaba el proceso. A continuación se enfría a temperatura ambiente.
Hay otros métodos de tratamiento térmico para endurecer el acero.
Cementación
Las superficies de las piezas de acero terminadas se endurecen al calentarlas con compuestos de carbono onitrógeno.
Carburización
La pieza se calienta manteniéndola rodeada de carbón vegetal, coque o gases de carbono.
Cianurización
Se introduce el metal en un baño de sales de cianuro, logrando así que endurezca.
Nitrurización
Se emplea para endurecer aceros de composición especial mediante su calentamiento en amoniaco gaseoso.
TECNICAS Y METODOS DE OBTENCION DEL ACERO "ESQUEMA"
ALUMINIO
HISTORIA
El aluminio, de símbolo Al, es el elemento metálico más abundante en la corteza terrestre. Su número atómicoes 13 y se encuentra en el grupo 13 de la tabla periódica.
El químico danés Hans Christian Oersted aisló el aluminio por primera vez en 1825, por medio de un procesoquímico que utilizaba una amalgama de potasio y cloruro de aluminio. Entre 1827 y 1845, el químico alemánFriedrich Wöhler mejoró el proceso de Oersted utilizando potasio metálico y cloruro de aluminio. Wöhler fueel primero en medir la densidad del aluminio y demostrar su ligereza. En 1854, Henri Sainte−Claire Devilleobtuvo el metal en Francia reduciendo cloruro de aluminio con sodio. Con el apoyo financiero de Napoleón
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III, Deville estableció una planta experimental a gran escala, y en la exposición de París de 1855 exhibió elaluminio puro.
PROPIEDADES
El aluminio es un metal plateado muy ligero. Su masa atómica es 26,9815; tiene un punto de fusión de 660 ºC,un punto de ebullición de 2467 ºC y una densidad relativa de 2,7. Es un metal muy electropositivo (elementosquímicos cuyos átomos ceden con facilidad electrones y adquieren, por tanto, carga positiva) y muy reactivo.En un medio oxidante, en particular en el aire, se cubre de una densa película de óxido que lo protege contrala corrosión. Por esta razón, los materiales hechos de aluminio no se oxidan. El metal reduce muchoscompuestos metálicos a sus metales básicos. Por ejemplo, al calentar termita (una mezcla de óxido de hierro yaluminio en polvo), el aluminio extrae rápidamente el oxígeno del óxido; el calor de la reacción es suficientepara fundir el hierro. Este fenómeno se usa en el proceso Goldschmidt o Termita para soldar hierro. El óxidode aluminio es anfótero, es decir, presenta a la vez propiedades ácidas y básicas. El cloruro de aluminioanhidro es importante en la industria petrolífera. También podríamos agregar que, el aluminio. posee una altaconductibilidad eléctrica y térmica.. El aluminio es resistente a la acción de los ácidos nítrico y orgánicos.Para aumentar su resistencia mecánica y sus cualidades de fundición es aleado con otros metales. Entre loscompuestos más importantes del aluminio están el óxido, el hidróxido, el sulfato y el sulfato mixto. Entre lasaleaciones del aluminio tienen la mayor importancia el duraluminio y los alpaxes. Además del aluminio,forman parte del duraluminio de 3.4 a 4% de Cu, 0.5% de Mg, se admiten no más de 0.8% de Fe y 0.8% de SiEl duraluminio se deforma bien y por sus propiedades mecánicas es próximo a algunos surtidos del acero,aunque es 2.7 veces más ligero que este metal (la densidad del duraluminio es de 2.85 g/cm3)
Las propiedades mecánicas de esta aleación se mejoran después de su tratamiento térmico y deformación enestado frío. La resistencia a la rotura se eleva de entre 15 y 22 Kgf/mm2 a 36−42 Kgf/mm2 y la durezaaumenta de 50−60 Kgf/mm2 a 90−100 Kgf/mm2. Con ello el alargamiento permanente de la aleación casi novaria y queda bastante alto (de 18 a 24%). Los alpaxes son las aleaciones de fundería del aluminio con silicio.Poseen buenas cualidades de fundería y propiedades mecánicas.
Puesto que el aluminio tiene gran afinidad química con él oxigeno, él se emplea en la metalurgia comooxidante, así como para obtener los metales difícilmente reducibles (calcio, litio, y otros) valiéndose del asíllamado procedimiento aluminotérmico Muchas gemas (el rubí y el zafiro, por ejemplo) consistenprincipalmente en óxido de aluminio cristalino.
ESTADO NATURAL
El aluminio es el elemento metálico más abundante en la corteza terrestre; sólo los no metales oxígeno ysilicio son más abundantes. Se encuentra normalmente en forma de silicato de aluminio puro o mezclado conotros metales como sodio, potasio, hierro, calcio y magnesio, pero nunca como metal libre. Los silicatos noson menas útiles, porque es extremamente difícil, y por tanto muy caro, extraer el aluminio de ellas. Labauxita, un óxido de aluminio hidratado impuro, es la fuente comercial de aluminio y de sus compuestos.
En 1886, Charles Martin Hall en Estados Unidos y Paul L. T. Héroult en Francia descubrieron por separado ycasi simultáneamente que el óxido de aluminio o alúmina se disuelve en criolita fundida (Na3AlF6), pudiendoser descompuesta electrolíticamente para obtener el metal fundido en bruto. El proceso Hall−Héroult siguesiendo el método principal para la producción comercial de aluminio, aunque se están estudiando nuevosmétodos. La pureza del producto se ha incrementado hasta un 99,5% de aluminio puro en un lingotecomercialmente puro; más tarde puede ser refinado hasta un 99,99 por ciento.
APLICACIONES
La combinación de la ligereza con resistencia y alta conductibilidad eléctrica y térmica es la propiedad que
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convirtió el aluminio y sus aleaciones en materiales de construcción importantísimos para la construcción deaviones, de automóviles, de máquinas de transporte, para la electrotecnia, la fabricación de motores decombustión interna, etc. En la industria química el aluminio y sus aleaciones se utilizan para fabricar tubos,recipientes y aparatos. Un volumen dado de aluminio pesa menos que 1/3 del mismo volumen de acero. Losúnicos metales más ligeros son el litio, el berilio y el magnesio. Debido a su elevada proporciónresistencia−peso es muy útil para construir aviones, vagones ferroviarios y automóviles, y para otrasaplicaciones en las que es importante la movilidad y la conservación de energía. Por su elevada conductividadtérmica, el aluminio se emplea en utensilios de cocina y en pistones de motores de combustión interna.Solamente presenta un 63% de la conductividad eléctrica del cobre para alambres de un tamaño dado, peropesa menos de la mitad. Un alambre de aluminio de conductividad comparable a un alambre de cobre es másgrueso, pero sigue siendo más ligero que el de cobre. El peso tiene mucha importancia en la transmisión deelectricidad de alto voltaje a larga distancia, y actualmente se usan conductores de aluminio para transmitirelectricidad a 700.000 voltios o más.
El metal es cada vez más importante en arquitectura, tanto con propósitos estructurales como ornamentales.Las tablas, las contraventanas y las láminas de aluminio constituyen excelentes aislantes. Se utiliza también enreactores nucleares a baja temperatura porque absorbe relativamente pocos neutrones. Con el frío, el aluminiose hace más resistente, por lo que se usa a temperaturas criogénicas. El papel de aluminio de 0,018 cm deespesor, actualmente muy utilizado en usos domésticos, protege los alimentos y otros productos perecederos.Debido a su poco peso, a que se moldea fácilmente y a su compatibilidad con comidas y bebidas, el aluminiose usa mucho en contenedores, envoltorios flexibles, y botellas y latas de fácil apertura. El reciclado de dichosrecipientes es una medida de conservación de la energía cada vez más importante. La resistencia a la corrosiónal agua del mar del aluminio también lo hace útil para fabricar cascos de barco y otros mecanismos acuáticos.
Se puede preparar una amplia gama de aleaciones recubridoras y aleaciones forjadas que proporcionen almetal más fuerza y resistencia a la corrosión o a las temperaturas elevadas. Algunas de las nuevas aleacionespueden utilizarse como planchas de blindaje para tanques y otros vehículos militares.
PRODUCCION
Globalmente la producción mundial de aluminio ha experimentado un rápido crecimiento, aunque seestabilizó a partir de 1980. En 1900 esta producción era de 7.300 toneladas, en 1938 de 598.000 toneladas yen 1994 la producción de aluminio primario fue de unos 19 millones de toneladas. Los principales paísesproductores son Estados Unidos, Rusia, Canadá, China y Australia.
OBTENCION ELECTROLITICA DEL ALUMINIO.
Para la extracción del aluminio de sus minerales se utiliza el método electrolitico y se emplea para ello unhorno eléctrico en el cual se introduce una de minerales. Cuando la masa se funde se hace pasar una corrienteeléctrica por un ánodo de carbón siento el cátodo una placa de Hierro.
Por efecto de la corriente la bauxita se descompone, el oxigeno se descompone en el ánodo y el aluminiofundido se acumula en el fondo de la cuba o cátodo de donde se lo extrae.
La bauxita (Al2O3.xH2O) molida con NaOH (Conc.) se convierte en Na[Al(OH)4] soluble. La acidificacióncon CO2 precipita bauxita pura que al deshidratarse forma Al2O3; añadiendo un fundente, criolita,Na3[AlF6], la electrolisis se lleva a cabo a 1000º C con electrodos de carbono.
Alternativamente y con menor consumo de energía se hace reaccionar la bauxita con Cl2, obteniendo AlCl3,que, fundido, se electroliza para obtener Al y Cl2.
ELIMINACION DE IMPUREZAS DEL ALUMINIO Y SU PURIFICACION MEDIANTE CLORO
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GASEOSO.
El aluminio que se extrae de los baños electrolizadores se llama aluminio bruto. Contiene impurezas metálicas(Fe, Si, Cu, Zn y otras) y no metálicas (Al2O3, C y otras), así los gases (hidrogeno, oxigeno, nitrógeno, oxidode carbono, dióxido de carbono, gas sulfuros)
Para eliminar las impurezas no metálicas y gaseosas, así como el sodio, magnesio, y calcio, el aluminiofundido se sopla con cloro y se sedimenta en los altos hornos eléctricos o calderos. Al hacer pasar el clorogaseoso a través del aluminio liquido se forma el cloruro de aluminio.
A una temperatura del proceso que es superior a 700°C el cloruro de aluminio se halla en el estado de vapor.Al pasar por el metal derretido el se absorbe en las partículas de alúmina, fluoruros, carburo y carbón. Estaspartículas se cubren de una envoltura gaseosa de cloruro de aluminio, suben a la superficie, suben a lasuperficie en forma de un polvo gris friable y se evacua.
El cloro forma unos compuestos con Na, Ca, y Mg, descomponiendo los compuestos de estos elementos conel aluminio. Los compuestos de estos metales con cloro también suben a la superficie. El paso del clorocontribuye, además, al desprendimiento de los gases disueltos en el aluminio.
Al sedimentarse en el horno, el aluminio fundido se depura dé modo que se eliminen los gases e inclusionesno metálicas; con ello mezclando el aluminio procedente de diversos baños, se puede obtener los lotes demarca deseable. Con ayuda de, los procedimientos corrientes de purificación la pureza del aluminio primariollega a 99.5−99.85%. Para la mayoría de los consumidores el aluminio de tal pureza reúne las cualidadesnecesarias. Sin embargo en algunas ramas de la técnica moderna, por ejemplo, para fabricar los rectificadoreseléctricos y condensadores eléctricos, hojas de alta calidad y aparatos químicos, equipos de radiolocalizacióne instalaciones de energía atómica se requiere un aluminio de pureza más alta (99.996% de Al y más). Elaluminio de tal pureza se obtiene por el afino electrolitico, la fusión por zonas o la destilación a través desubcompuestos. Durante la purificación electrolitica se produce un electrolito fusible con una temperaturapróxima a la de la fusión del aluminio y valiéndose de las altas propiedades electropositivas de este metal encomparación con Mg, Ca, y Na, se le deposita en el cátodo. Impurezas más electropositivas que el aluminio(tales como cobre, hierro, silicio) no se disuelven anodicamente y se cumulan en la aleación de ánodo. Lapurificación electrolitica permite obtener el aluminio con una pureza que llega a 99.996%.
Otro tipo de purificación es la llamada fusión por zonas esta se funda en que la solubilidad de las impurezasen un metal sólido, incluyendo el aluminio, es mas baja que en el derretido.
Para una fusión por zonas a partir del aluminio procedente de la purificación electrolitica se obtienen barras de15 a 20 mm de diámetro y 250 a 300 mm de largo. Una de tales barras se coloca en la cajita hecha de grafitomuy puro. La cajita se pone en el tubo de cuarzo en el cual esta creado un vacío con la presión residual cercade 10−4mmHg. El vacío protege el aluminio contra la oxidación. En torno al tubo de cuarzo se coloca elinductor anular conectado a una fuente de corriente eléctrica de alta frecuencia. Debajo del inductor la barrade aluminio se funde y surge la zona de aluminio liquido de 10 a 15 mm de largo, mientras que la parterestante de la barra queda sólida. El inductor se desplaza a lo largo de la barra con una velocidad determinada,por ejemplo, 1mm/min, y la zona de aluminio liquido también se traslada. Con ello las impurezas se acumulanen la masa fundida y junto con ella va el extremo del lingote. Dentro de 10−15 pasadas el lingote se extrae ysu extremo de 80 a 100mm de largo se corta. La parte quedada se compone de un aluminio de alta pureza. Portal vía se puede obtener el aluminio cuya pureza es de 99.9999%.
La fusión por zonas es un procedimiento caro y de bajo rendimiento. Por eso se emplea solo para depurarpequeñas cantidades de metal necesario para la fabricación de los semiconductores y otros artículosimportantes.
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Ultimamente se ha ideado y ahora se emplea un procedimiento especial de destilación del aluminio. En estecaso la purificación o destilación del aluminio se lleva acabo a través de los subcompuestos haciendo pasar elcloruro o floruro de aluminio, en estado de vapor por encima del aluminio derretido a una temperatura de1000°C y más.
Se forma un compuesto gaseoso inestable, o sea, el aluminio de valencia inferior
2Al+AlCl3=3AlCl o bien 2Al + AlF3=3Al
Estos subcompuesto, una vez enfriados hasta 700−800°C, se descomponen formando el aluminio y el cloruroo floruro de aluminio. Las impurezas contenidas en el aluminio bruto no se someten a la destilación. Por talvía se obtiene un aluminio de pureza muy alta (de 99.99997 a 99.99999% de Al).
OTROS TIPOS DE PROCESOS PARA LA ELABOARACION DEL ALUMINIO
La gran cantidad de energía eléctrica que requiere el proceso Hall−Héroult ha llevado a un continuo esfuerzopara reducir esta necesidad de energía tanto para mejorar la eficiencia de la cámara de reducción como parahallar otros medios de reducción que contaran con las condiciones delineadas. Las mejoras graduales en laeficiencia de las celdas han introducido reducciones de energía de un 20 a un 25%; muchas otras mezclas desales fundidas se han probado, como el aluminato de sodio. Otro enfoque ha sido electrolizar mezclas de salesde metales alcalinoterreos que proporcionen aleaciones de las cuales sea posible obtener el aluminio.
Una de las otras opciones más interesantes fue el proceso de extracción basado en la formación de subhalurosde aluminio, en particular el cloruro, reduciéndose a continuación para obtener el metal. A pesar de la graninversión en la investigación y el perfeccionamiento en esta área, el proceso Hall−Héroult es todavía, despuésde mas de 100 años el método predominante y casi único que se usa a escala comercial.
Aunque así sea se presentaran continuación los diferentes procesos de obtención del aluminio.
El PROCESO GROSS
En 1939, Willmore basó una patente en unas observaciones de que, en presencia de haluros (Compuestobinario de un halógeno con otro elemento, fundamentalmente algún metal, en la naturaleza los haluros sepresentan en forma de minerales y se caracterizan por su simplicidad química, baja dureza, brillo vítreo y altasolubilidad en agua), el aluminio se vaporiza a una temperatura considerablemente mas baja a la que seevapora con normalidad.
Como resultado de los trabajos de Gross en el Fulmer Research institute, quedo establecido que el procesoWillmore comprendía el subhaluro, el monocloruro de aluminio (Acl ). Al aumentar la temperatura de lareacción a más de 900°C y disminuir la presión del AlCl3 a menos de 10mm, era posible aislar al metal y lascondiciones teóricas de los niveles de energía del electrón trivalente del átomo de aluminio.
EL PROCESO TOTH
En este proceso no se usaba necesariamente la bauxita, sino menas que contenían arcilla se calcinabanprimero y luego se sometían a cloración. El cloruro de aluminio resultante, después de purificado, lo reducíael manganeso y el aluminio se obtenía en forma de polvo. El cloro y el manganeso se recuperaban parareutilizarse y el subproducto principal era arena sílice fina, además de los cloruros de los otros metales.
Este proceso no llegó a ser importante en el comercio.
EL PROCESO DE REDUCCION DEL ALUMINATO.
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Bonnier ha descrito la electrólisis del aluminato de sodio y en, particular, los baños de aluminato quecontienen calcio, bario o magnesio para obtener aleaciones de diversas composiciones de aluminio − calcio,aluminio − bario y aluminio − magnesio. Los baños podían operarse a temperaturas significativamente masbajas, llegando algunas hasta 700 − 800°C, aunque este proceso no es muy practico lamentablemente.
COBRE
CARACTERÍSTICAS
Elemento metálico de color rojo pardo, brillante, maleable y dúctil.• Más pesado que el níquel y más duro que el oro y la plata.• Símbolo químico, Cu.• Punto de fusión, 1.083º C.• Densidad, 8,94• Muy buen conductor de la electricidad y el calor.• Presenta un alto grado de acritud (se vuelve quebradizo si es sometido a martilleo).• Posee gran resistencia a la corrosión atmosférica.•
DESCUBRIMIENTO
El cobre, que se encuentra en estado natural, fue el primer metal utilizado. En el Alto Egipto se hanencontrado perlas de cobre en estaciones ocupadas durante la primera mitad del quinto milenio. En el cuartomilenio, los egipcios utilizaron el cobre habitualmente, se han encontrado hojas de puñal, hachas, arpones yvasos de cobre en varias tumbas reales. Posteriormente fue extendiéndose a otras regiones: Mesopotamia, Iráne India. En Mesopotamia se han encontrado cascos de cobre en las tumbas sumerias de entre los años 3500 y3100. Hacia el año 3000 la utilización del cobre apareció en Creta, en las islas del mar Egeo y en China.Finalmente en el tercer milenio el uso del cobre se extendió a Europa, a partir del Oriente Próximo.
Durante el mismo milenio fue descubierto el bronce. Apareció hacia el 2800 en Egipto, Mesopotamia, Irán yla India. Hasta alrededor del año 2000 no aparece en Europa y en China. Como consecuencia del desarrollo dela metalurgia, en las regiones con antiguas civilizaciones se abandonó el sílex hacia el segundo milenio.
En América apareció primero el uso del oro y dela plata y más tarde, en el período que va de los siglos VI alIX de nuestra era, empezó a usarse el broce.
ESTADO NATURAL
El cobre se encuentra en estado nativo, aunque a menudo, contiene pequeños porcentajes de plata, bismuto yplomo. También aparece combinado con el oxígeno (formando el óxido cuproso y cúprico). Quizá losminerales de cobre más conocidos son los sulfuros mixtos de hierro y cobre, como la calcopirita o pirita decobre, y el sulfuro. También se encuentra en la malaquita y en la azuforita.
El cobre constituye el 0,007 % de la litosfera; sin embargo, es un metal de uso muy importante.
YACIMIENTOS
Los yacimientos de cobre pueden dividirse en cuatro categorías:
Yacimientos incorporados a la roca:
Aparecen como menas de cobre incrustadas en la propia roca.
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Yacimientos filonianos:
Se trata de cobre de origen hidrotermal y filoniano, estando muy estendidos. Existen cuatro formas en lascuales el cobre puede presentarse en montones o filones:
Filones de calcopirita.• Montones de pirita de hierro cobriza.• Cobre nativo.• Filones de cobre gris.•
Yacimientos de contacto:
Son aquellos formados con contacto de rocas eruptivas.
Yacimientos sedimentarios:
Son bastante frecuentes, a causa de la solubilidad de las sales de cobre y particularmente del sulfato. El cobrearrastrado por esta sal es fácilmente reducido y precipitado, sea por las materias orgánicas, sea por losdesprendimientos hidrocarburados. Los yacimientos sedi−mentarios son más regulares que los demás, noestán sujetos a empobrecerse súbitamente y su explotación se hace a nivel constante, sin ahondamientosbruscos.
El mineral de cobre es bastante raro. La mayoría de las veces su contenido es flojo, del orden del 1 o 2 %; unmineral se considera rico si contiene más de un 2 % y se explotan hasta con contenidos cercanos al 0,5 %. Elnegocio sólo es rentable si se pueden mecanizar hasta el último extremo las operaciones, lo que conlleva quese prefieran las explotaciones a cielo abierto. En muchos casos la explotación sólo es rentable porque seaprovecha todo el material extraído.
Estados Unidos produce una quinta parte de la producción mundial, y aun así son importadores. En elmercado internacional la oferta procede de cuatro grandes productores: Zambia, Chile, Canadá y, másrecientemente, Zaire.
El contenido es tan débil que hay que proceder a un enriquecimiento in situ. En la actualidad los productoresestán equipados para producir cobre sin refinar. Paradójicamente, las exportaciones de mineral sólo sonimportantes en los productores desarrollados, como Canadá.
El cobre desempeña un papel esencial en la industria moderna, y su consumo, análogamente que el del acero,sirve para medir la actividad industrial de un país.
Extraccion del cobre
Para la extracción del Cu se usa la calcopirita que es el mineral más abundante y al que se lo somete a untratamiento previo de tostaron para transformar los sulfuros en óxidos.
CuFeS2 + 3 O2 CuO + FeO + 2 SO2
Luego se reduce el OCu (oxido de cobre) por carbón al estado de cobre metálico
CuO + C OC + Cu 1
Este cobre es muy impuro que para purificarlo se usa el procedimiento electrolico.
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Consta de una cuba que contiene una solución de sulfato de cobre con ácido sulfúrico y cátodos de Cu puro; elCu impuro obtenido en 1 se hallan unidos al polo positivo o ánodo.
Se hace pasar una corriente eléctrica en el Cu de la solución comienza a depositarse en los cátodos.
El ácido sulfúrico ataca a los ánodos y regenera el sulfato de cobre reiniciando el proceso. Al Cu obtenido asíse lo llama cobre electrolitico y tiene un 99,5 % de pureza.
ALEACIONES
El cobre tiene numerosas aleaciones, las más conocidas son el latón y el bronce.
El latón se consigue aleando el cobre con el cinc, se hace en diferentes proporciones dependiendo del usoposterior. Esta aleación se utiliza en orfebrería, en grifería, válvulas, piezas de contadores, etc.
El bronce es una aleación de cobre y estaño en diferentes proporciones. Se utiliza para fabricar alambres yelementos de bisutería, medallas, piezas metálicas, de grifería, campanas, etc.
Existen bronces especiales con plomo y aluminio.
También hay aleaciones de cobre y níquel con los que se fabrican calderas, monedas, material de cocina, etc.
Las aleaciones de cobre, níquel y cinc son muy maleables e inalterables y son de color amarillo claro. Seutilizan para bisutería, vajillas, cubiertos, etc, y reciben diversos nombres: Ruolz, Platinoide, Alpaca,Argentán.
Con estas aleaciones se consiguen materiales dúctiles y maleables (latones), buena conductividad eléctrica,resistencia a ciertas corrosiones, sonoridad (bronces de campana), color (monedas y objetos decorativos). Porestos motivos el cobre es tan utilizado.
USOS
Los usos del cobre, tanto industriales como domésticos, están condicionados por algunas de sus propiedades.
Su elevada conductividad eléctrica permite su empleo en aplicaciones eléctricas: cables, hilos, piezas varias deaparatos eléctricos, etc.
Su elevada conductividad térmica, siendo el segundo mejor, después de la plata, conduciendo el calor y laelectricidad, permite su utilización en utensilios domésticos (cacerolas, calderos), en la industria de laalimentación y química (alambiques) y en las aplicaciones de equipos térmicos (intercambiadores, depósitos,refrigeradores, radiadores).
La facilidad con que se trabaja lo hace muy buscado, tanto para embutición como para la unión porautosoldadura o por soldadura con estaño.
Su resistencia a la corrosión atmosférica normal, debida a la formación de una capa protectora impermeable abase de carbonato básico de cobre (cardenillo) hace que se utilice para recubrimientos de techumbres o encanalizaciones de agua.
Oro
CARACTERISTICAS GENERALES
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Su símbolo químico es Au (del latín Aurum) y junto con la plata y el platino pertenece al grupo de los metalesnobles, es decir, resistentes a la acción del agua y del oxigeno del aire, así como a la de gran numero decompuestos químicos.
Su numero atómico es 79; su masa atómica es 179.2 y su peso especifica 19.32 gr/ cm3. Es en extremomaleable (se puede confeccionar laminas de pan de oro de un grosor de una diezmilésima de mm.) y muydúctil, por lo que a menudo es aleado con otros metales (cobre, níquel, plata, etc.) para incrementar su dureza;la aleación de 50% de plata y otro tanto de oro da lugar al denominado oro blanco. La ley (cantidad de oro) delas aleaciones se expresa en quilates; 24 quilates indica un 100% de oro; 18 quilates, un 75%, y asísucesivamente.
Es inalterable frente a los agentes atmosfericos y solo es atacable por muy pocos agentes quimicos, como elcloro, el bromo, el agua regia (mezcla de tres partes de HCl y una de HNO3, que en frio disuelve el oro y, encaliente, el platino), el mercurio y el cianuro de sodio en presencia de oxigeno.
Oro en la naturaleza
Se halla en la naturaleza en una proporcion bajisima, el 0,0000005 % en peso. Es un metal de color amarillocaracteristico, que es blando, muy ductil y maleable.
El oro se presenta en la naturaleza bajo formas diversas: en filones de rocas auríferas, asociado a otros metales(por ejemplo el cobre) y en forma de polvo o de granulos redondeados o achatados conocidos como pepitas;en depósitos de arena y lechos fluviales (placeres auríferos).
Para extraer el metal que se encuentra en dichos depósitos se procede en primer lugar al lavado (levigacion) ycribado de las tierras con un tamiz, instrumento compuesto por un aro o armazón con una tela o una mallamuy tupida, que sirve para separar las partículas del metal precioso. Luego estas son sometidas a diversosprocesos (por lo general, amalgamación con mercurio y posterior destilación de la amalgama) hasta obteneroro puro. Cuando el metal se halla en un yacimiento, antes del lavado es preciso el desmenuzamiento de lasrocas auríferas. Posteriormente se puede proceder a la amalgamación, como en el caso anterior, o bien, a lacloruración o a la cianuración. Mediante estos dos últimos procedimientos se obtiene cloruro de oro yaurocianuro de sodio respectivamente, de los cuales a su vez se obtiene oro puro.
Extraccion
El oro es un metal inactivo, por lo que se encuentra en su mayor parte en estado natural. En ocasiones seencuentra como telururo de oro. Debido a su alta densidad, el oro metálico puede concentrarse en charolas. Enesta operación, la arena y la grava que contienen oro se agitan con agua en una charola. Las partículas másligeras se derraman y las densas pepas de oro permanecen en el fondo. El oro se concentra filtrando gravamolida en una corriente de agua sobre una mesa de agitación ligeramente inclinada que contiene diversasbarreras bajas. Estas impiden el descenso de las partículas de oro mas pesadas. A continuación, se forma unaaleación de oro con mercurio y se retira. En la etapa posterior se destila el mercurio dejando atrás el oro puro.
El oro también se recupera de los lodos anódicos por purificación electrolítica del cobre. El oro es tan escasoque también se obtiene de minerales de bajo grado por el proceso de cianuro. Se hace burbujear aire a travésde una mezcla agitada del mineral con una solución de NaCN. Esto ocasiona la oxidación lenta del metal y laformación de un complejo soluble.
4Au(s) + 8 CN − (ac) + O2(g) + 2 H2O(l) 4[Au (CN)2] − (ac) + 4 OH− (ac)
El oro libre puede regenerarse a continuación por reducción de [Au (CN)2] − con zinc después de filtración opor reducción catalítica.
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El oro en la historia de la humanidad
El oro ha tenido desde la Antigüedad una gran importancia para el hombre y ya fue utilizado como patrón delvalor en el segundo milenio A.C. La relativa facilidad de su obtención, su inalterabilidad y su fácil manejohan hecho del uno de los metales mas preciados.
En la antigüedad, el oro se utilizo principalmente con fines ornamentales y de culto. Las primeras monedasacuñadas en este metal datan del 600 A.C. A partir del Renacimiento, el oro adquirió el papel de reservamonetaria, y se empezó a almacenar en lingotes.
A lo largo de la Historia, el oro, metal duradero y noble que mantiene su lustre indefinidamente y es de difícilfalsificación, se ha utilizado como medio de intercambio.
En la actualidad, cerca del 90% de la producción mundial se destina a los fondos de reservas oficiales de losdiferentes países, mientras que el 10% restante es empleado en joyería, la industria, la química y laodontología.
Los mas importantes yacimientos se hallan en la República de Sudáfrica; con mas del 50% de la producciónmundial, la ex Unión Soviética, Canadá y Estados Unidos. Como dato curioso, podemos mencionar que granparte de las reservas mundiales de este metal se encuentran almacenadas en Fort Knox, Kentucky (EstadosUnidos).
PLATA
Se denominan metales nobles a aquéllos que se distinguen por su invulnerabilidad a la oxidación. Los másimportantes son: la plata (Ag), el oro (Au), y el platino (Pt). Estos forman el grupo de los metales preciosos.
La plata se encuentra formando sulfuros (Ag2S) conocidos como argentita o cloruros conocidos comokerargita AgCl
OBTENCIÓN
Cuando se trata de obtener plata de sus minerales se recurre a los métodos conocidos como cianurización oamalgamación.
Cuando tratamos por amalgamación el procedimiento consiste en triturar el mineral, luego someterlo atostación con agregado de sal común para transformar la plata en cloruro de plata.
Esta sustancia se trata en toneles giratorios con agua y hierro con lo que se obtiene la plata libre.
2 AgCl + Fe Cl2Fe + 2 Ag
PROPIEDADES
Es un metal blanco, susceptible de adquirir gran pulimento, muy dúctil y maleable, es un excelente conductordel calor y electricidad.
No se oxida en el aire ni en frío ni en caliente.
La plata puede adquirir por ciertos procedimientos químicos o eléctricos el estado coloidal. Estas solucionesson usadas en medicina.
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SALES DE PLATA
Una de las más importantes es el nitrato de plata ( NO3Ag) que se obtiene disolviendo plata pura en ácidonítrico y cristalizando la sal por evaporación.
Es una sustancia blanca que funde sin descomponerse; si se la solidifica en moldes cilíndricos se fabricanbarritas que tiene gran acción cáustica sobre las heridas.
ACCIÓN DE LA LUZ SOBRE LAS SALES DE PLATA: LA FOTOGRAFÍA
El ennegrecimiento de las sales de plata por la acción de la luz fue aprovechado por la fotografía.
Las placas fotográficas son una película de celuloide impregnadas con sales de plata entre otras sustancias.Para obtener la fotografía se somete a la placa sensible a la luz por un tiempo muy pequeño de 1/10 seg. a1/25 seg. , el cual es suficiente para que se produzca sobre la película la imagen latente, que se pone demanifiesto cuando se le aplica un revelador obteniendo de este modo el negativo.
OTROS METALES
Zinc:
El cinc puro es un metal cristalino, insoluble en agua caliente y fría, y soluble en alcohol, en los ácidos y enlos álcalis. Es extremadamente frágil a temperaturas ordinarias, pero se vuelve maleable entre los 120 y los150 °C, y se lamina fácilmente al pasarlo entre rodillos calientes. No es atacado por el aire seco, pero en airehúmedo se oxida, cubriéndose con una película carbonada que lo protege de una posterior corrosión. Tiene unpunto de fusión de 420 °C, un punto de ebullición de 907 °C y una densidad relativa de 7,14. Su masa atómicaes 65,38.
Ocupa el lugar 24 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. No existe libre en la naturaleza,sino que se encuentra como óxido de cinc (ZnO) en el mineral cincita y como silicato de cinc(2ZnO·SiO2H2O) en la hemimorfita. También se encuentra como carbonato de cinc (ZnCO3) en el mineralesmitsonita, como óxido mixto de hierro y cinc (Zn(FeO2)O2) en la franklinita, y como sulfuro de cinc (ZnS)en la esfalerita, o blenda de cinc. Las menas utilizadas más comúnmente como fuente de cinc son laesmitsonita y la esfalerita.
El primer paso en el proceso metalúrgico es transformar los minerales en óxidos, sometiéndolos a altastemperaturas. Después se reducen los óxidos con carbono en un horno eléctrico y el cinc hierve y se destila enla retorta, en donde tiene lugar la reducción. El cinc obtenido por destilación contiene pequeñas cantidades dehierro, arsénico, cadmio y plomo, y es conocido en metalurgia como peltre. En otro método de refinarlo, losminerales se calcinan y se lixivian con ácido sulfúrico. Después de separar las impurezas, la disolución seelectroliza. El cinc electrolítico es puro y tiene cualidades superiores como, por ejemplo, una mayorresistencia a la corrosión.
El metal se usa principalmente como capa protectora o galvanizador para el hierro y el acero, y comocomponente de distintas aleaciones, especialmente del latón. También se utiliza en las placas de las pilas(baterías) eléctricas secas, y en las fundiciones a troquel. El óxido de cinc, conocido como cinc blanco, se usacomo pigmento en pintura. También se utiliza como rellenador en llantas de goma y como pomada antisépticaen medicina. El cloruro de cinc se usa para preservar la madera y como fluido soldador. El sulfuro de cinc esútil en aplicaciones relacionadas con la electroluminescencia, la fotoconductividad, la semiconductividad yotros usos electrónicos; se utiliza en los tubos de las pantallas de televisión y en los recubrimientosfluorescentes.
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Plomo:
El plomo es un metal blando, maleable y dúctil. Si se calienta lentamente puede hacerse pasar a través deagujeros anulares o troqueles. Presenta una baja resistencia a la tracción y es un mal conductor de laelectricidad. Al hacer un corte, su superficie presenta un lustre plateado brillante, que se vuelve rápidamentede color gris azulado y opaco, característico de este metal. Tiene un punto de fusión de 328 °C, y un punto deebullición de 1.740 °C. Su densidad relativa es de 11,34, y 207,20 su masa atómica.
El plomo reacciona con el ácido nítrico, pero a temperatura ambiente apenas le afectan los ácidos sulfúrico yclorhídrico. En presencia de aire, reacciona lentamente con el agua formando hidróxido de plomo, que esligeramente soluble. Los compuestos solubles de plomo son venenosos. Aunque normalmente el aguacontiene sales que forman una capa en las tuberías que impide la formación de hidróxido de plomo soluble, noes aconsejable emplear plomo en las tuberías de agua potable.
El plomo se presenta en la naturaleza en ocho formas isotópicas (Nombre que se da a cada átomo de unelemento químico que posee el mismo número atómico, es decir, el mismo número de electrones y protones,pero distinta masa atómica, es decir, distinto número de neutrones): cuatro de ellas son estables y las otrascuatro son radiactivas. Los isótopos estables plomo 206, plomo 207 y plomo 208 son, respectivamente, losproductos finales de las series de descomposición radiactiva del uranio, actinio y torio. El plomo 204, tambiénestable, no tiene precursores radiactivos naturales .
El plomo se encuentra ampliamente distribuido por todo el planeta en forma de galena, que es sulfuro deplomo. Ocupa el lugar 36 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. La cerusita y la anglesitason sus menas más importantes después de la galena. La extracción del plomo de la galena se lleva a cabo porcalcinación de la mena, convirtiéndola en óxido y reduciendo el óxido con coque en altos hornos. Otrométodo consiste en calcinar la mena en un horno de reverbero hasta que parte del sulfuro de plomo setransforma en óxido de plomo y sulfato de plomo. Se elimina el aporte de aire al horno y se eleva latemperatura, reaccionando el sulfuro de plomo original con el sulfato y el óxido de plomo, para formar plomometálico y dióxido de azufre.
Una fuente importante de obtención de plomo son los materiales de desecho industriales, que se recuperan yfunden. Debido a que la galena contiene normalmente otros metales, el plomo en bruto obtenido por procesosde fundición suele tener impurezas de metales como cobre, cinc, plata y oro. La recuperación de metalespreciosos de las menas de plomo es a menudo tan importante como la extracción del plomo en sí. El oro y laplata se recuperan por el proceso de Parkes, en el cual al plomo fundido, junto con sus impurezas, se le añadeuna pequeña cantidad de cinc. Esta aleación fundida aflora a la superficie del plomo en forma de una capafácilmente separable, extrayendo el cinc del oro o de la plata por destilación. El plomo en bruto suelepurificarse removiendo plomo fundido en presencia de aire. Los óxidos de las impurezas metálicas suben a lasuperficie y se eliminan. Los grados más puros de plomo se obtienen refinando electrolíticamente.
El plomo se emplea en grandes cantidades en la fabricación de baterías y en el revestimiento de cableseléctricos. También se utiliza industrialmente en las redes de tuberías, tanques y aparatos de rayos X. Debidoa su elevada densidad y propiedades nucleares, se usa como blindaje protector de materiales radiactivos. Entrelas numerosas aleaciones de plomo se encuentran las soldaduras, el metal tipográfico y diversos cojinetesmetálicos. Una gran parte del plomo se emplea en forma de compuestos, sobre todo en pinturas y pigmentos.
Estaño:
El estaño es muy dúctil y maleable a 100 °C de temperatura y es atacado por los ácidos fuertes.Ordinariamente es un metal blanco plateado, pero a temperaturas por debajo de los 13 °C se transforma amenudo en una forma alotrópica (claramente distinta) conocida como estaño gris, que es un polvo amorfo decolor grisáceo con una densidad relativa de 5,75. Debido al aspecto moteado de los objetos de estaño que
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sufren esta descomposición, a esta acción se la denomina comúnmente enfermedad del estaño o peste delestaño. Al doblar una barra de estaño ordinaria, ésta emite un sonido crepitante llamado grito del estaño,producido por la fricción de los cristales.
El estaño ocupa el lugar 49 entre los elementos de la corteza terrestre. El estaño ordinario tiene un punto defusión de 232 °C, un punto de ebullición de 2.260 °C y una densidad relativa de 7,28. Su masa atómica es118,69.
El mineral principal del estaño es la casiterita (o estaño vidrioso), SnO2, que abunda en Inglaterra, Alemania,la península de Malaca, Bolivia, Brasil y Australia. En la extracción de estaño, primero se muele y se lava elmineral para quitarle las impurezas, y luego se calcina para oxidar los sulfuros de hierro y de cobre. Despuésde un segundo lavado, se reduce el mineral con carbono en un horno de reverbero; el estaño fundido se recogeen la parte inferior y se moldea en bloques conocidos como estaño en lingotes. En esta forma, el estaño sevuelve a fundir a bajas temperaturas; las impurezas forman una masa infusible. El estaño también puedepurificarse por electrólisis. El estaño es un metal muy utilizado en centenares de procesos industriales en todoel mundo. En forma de hojalata, se usa como capa protectora para recipientes de cobre, de otros metalesutilizados para fabricar latas, y artículos similares. El estaño es importante en las aleaciones comunes debronce (estaño y cobre), en la soldadura (estaño y plomo) y en el metal de imprenta (estaño, plomo yantimonio). También se usa aleado con titanio en la industria aerospacial, y como ingrediente de algunosinsecticidas. El sulfuro estaño (IV), conocido también como oro musivo, se usa en forma de polvo parabroncear artículos de madera.
Los países mayores productores de estaño son China, Indonesia, Perú, Brasil y Bolivia.
Platino:
El platino es un metal blanco grisáceo con una dureza de 4,3. Tiene un punto de fusión alto, es dúctil ymaleable, se expande ligeramente al calentarlo y tiene una gran resistencia eléctrica. El metal es relativamenteinerte y resistente al ataque del aire, el agua, los ácidos aislados y los reactivos ordinarios. Se disuelvelentamente en agua regia, formando ácido cloroplatínico (H2PtCl6); es atacado por los halógenos y combina,bajo ignición, con hidróxido de sodio, nitrato de sodio o cianuro de sodio. El platino tiene un punto de fusiónde 1.772 °C, un punto de ebullición de 3.827 °C, y una densidad relativa de 21,45. Su masa atómica es195,09. Ocupa el lugar 72 en abundancia natural entre los elementos de la corteza terrestre. Excepto en elmineral esperrilita (arseniuro de platino), el platino existe en estado metálico, a menudo aleado con otrosmetales del platino. Se han encontrado pepitas del metal con un peso de hasta 9,5 kg. Debido a su pocareactividad y su punto de fusión elevado, el platino es muy útil para ciertos instrumentos de laboratorio comocrisoles, pinzas, embudos, cápsulas de combustión y platos de evaporación. Normalmente se le añadenpequeñas cantidades de iridio para aumentar su dureza y durabilidad. El platino se usa también en los puntosde contacto de los aparatos e instrumentos eléctricos utilizados para medir altas temperaturas. El platinofinamente dividido, en forma de espuma de platino y negro de platino, se usa mucho como catalizador en laindustria química. Una considerable cantidad de platino se dedica a la joyería, a menudo aleado con oro.También se utiliza para los empastes dentales. El platino se extrae en todo el mundo; la antigua UniónSoviética, la República Surafricana y Canadá, junto con Colombia y Estados Unidos son los principalesproductores.
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MINERAL DE HIERRO
CARBON DE COQUE
"combustible"
FÚNDENTE
"piedra caliza"
ALTO HORNO
ARRABIO
transportado en una vagoneta llamada torpedo
MAQUINA DE COLAR
LINGOTES DE ACERO
CONVERTIDOR
CUCHARA
Colada continua
Colada convencional
Colada de lingotes: el acero se vierte sobre unos moldes llamados lingoteras y se solidifica después se retirala lingotera
Producto final
Horno eléctrico
Ferroaleaciones
Fúndente
Chatarra
Horno de fosa: se utiliza para unificar las temperaturas del exterior y interior del acero
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Tren desbastador: este transforma los lingotes slab"forma de chapa" o blooms forma cubica
Tren estructural: deforma los bloons para obtener perfiles carriles...
Tren de fermachine: deforma lo bloons para lograr en hilos, barras...
Tren de bandas caliente:
Los slab son transformados en bobinas de chapa
Tren de bandas en frío:
Las bobinas del tren anterior se someten a deformaciones en frío para mejorar sus propiedades mecánicas
HOJALATA Y GALVANIZADO
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