Departamento de Tecnología. IES Nuestra Señora de la Almudena Mª Jesús Saiz

1

Acero líquido

Arrabio

RESUMEN TEMA 6: METALES FERROSOS

1.- Definición:

Se llaman metales ferrosos a aquellos que contienen hierro como elemento principal, pudiendo además llevar pequeñas proporciones de otros elementos.

2.- Tipos de minerales de hierro:

Actualmente los minerales de hierro que se aprovechan para obtención del hierro son: magnetita, hematíes, limonita y siderita.

Se obtienen fácilmente ya que estos minerales se encuentran próximos a la superficie.

3.- Proceso de obtención del acero y otros productos ferrosos

Se llama siderurgia o metalurgia del hierro a todo el conjunto de operaciones destinadas a la obtención de metales ferrosos.

Actualmente los productos ferrosos se obtienen de dos maneras, dependiendo de la materia prima empleada. El horno alto se emplea con materia prima mineral de hierro; y el horno eléctrico cuando la materia prima es la chatarra.

Horno alto:

Materia prima: mineral de hierro, carbón de coque y caliza (fundente)

El coque se quema como combustible para calentar el horno, y al arder libera monóxido de carbono, que se combina con los óxidos de hierro del mineral y los reduce a hierro metálico.

La caliza se emplea como fuente adicional de monóxido de carbono y como sustancia fundente. La piedra caliza fundida se convierte en cal, la cual se combina con el azufre y otras impurezas. Esto forma una escoria que flota encima del hierro derretido.

Se obtiene el arrabio, que contiene muchas impurezas y un exceso de carbono. También se obtiene como desecho la escoria. A continuación, el contenedor lleno de arrabio se transporta en cucharas al Convertidor LD.

Convertidor LD: Transformación de arrabio en acero líquido.

El arrabio debe reducir su contenido en carbono para transformarse en acero.

Materia prima: arrabio, fundentes y oxígeno.

Los fundentes se emplean para provocar la fusión del material y reaccionar con las impurezas formando el arrabio.

El oxígeno reacciona con el carbono formando CO y CO2, que es volátil y se separa del arrabio.

Se obtiene el acero líquido y escoria.

Escoria Arrabio

Mineral de hierro Carbón de coque Fundente

Alto Horno

Departamento de Tecnología. IES Nuestra Señora de la Almudena Mª Jesús Saiz

2

Horno eléctrico:

Materia prima: a partir de chatarra y añadiendo , fundente y ferroaleaciones

Su funcionamiento se basa en la fusión de las chatarras por medio de una corriente eléctrica.

Se obtiene el acero líquido. También se obtiene como desecho la escoria.

Colada del acero: el acero líquido se solidifica en moldes o lingoteras. La

colada puede ser de tres tipos:

Colada Convencional: El acero líquido se vierte sobre unos moldes que

tienen la forma del producto final y que cuando se enfría tiene la forma

deseada

Colada continua: Se produce cuando el acero liquido se vierte sobre un

molde de fondo desplazable cuya sección tiene la forma que nosotros

deseamos que tenga el producto final (vigas cuadradas, redondas,

triangulares, planchas...).

Se le llama colada continua porque el producto sale sin parar hasta que se acaba el contenido de la cuchara.

Colada sobre Lingoteras: El acero líquido se vierte sobre unas lingoteras (piezas prismáticas) que después deberán sufrir un proceso de laminación o transformación.

4.- Productos ferrosos

Se clasifican según el porcentaje de carbono:

Hierro (0,01 - 0,03 % de C).

Son muy blandos, maleables y magnéticos. Tienen pocas aplicaciones industriales, excepto para fabricación de imanes.

Acero (0,03 – 2,11 % de C)

Es un material duro, flexible, tenaz, oxidable y corrosible, y cuando disminuye el porcentaje de carbono es dúctil y maleable. Sus aplicaciones fundamentales es en estructuras de edificios y en fabricación de piezas mecánicas.

Se pueden clasificar según si va aleado (con otros componentes) o no:

Aceros al C: aleación de Fe – C y bajo porcentaje de otros elementos

TIPO DE ACERO % CARBONO

Acero extrasuave 0,1 – 0,2

Acero suave 0,2 – 0,3

Acero semisuave 0,3 - 0,4

Acero semiduro 0,4 - 0,5

Acero duro 0,5 - 0,6

Acero extraduro 0,6 - 0,7

Horno eléctrico

Escoria Acero líquido

Chatarra Fundente Ferroaleaciones

Departamento de Tecnología. IES Nuestra Señora de la Almudena Mª Jesús Saiz

3

Aceros aleados: aleación de Fe – C. Además llevan de forma voluntaria

otros elementos que modifican sus propiedades.

TIPO DE ACERO COMPONENTE

Acero inoxidable Cromo y/o Níquel

Acero galvanizado (inoxidable) Zinc

Acero de corte (muy duro) Wolframio

Acero de alta dureza Molibdeno, Cromo o Cobalto

Acero resistente a la fatiga Vanadio

Fundiciones (2,11 – 6,67 % de C)

Funden a menor temperatura que los aceros, no son dúctiles ni maleables, sueldan con dificultad, resistentes a los esfuerzos y fácil mecanizado. No son forjables Se utilizan principalmente en fabricación de piezas mediante moldes y piezas que deben ser sometidad a grandes esfuerzos mecánicos.

Grafito (> 6,67 % de C)

Es un mineral negro, blando, de tacto graso y en la práctica no tienen aplicaciones debido a que son muy frágiles