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• Edmi Arias

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Arias Gómez Edmidia Montserrat

13-Nov-2017

Alto Horno ¿Qué es el alto horno? El alto horno es la construcción para efectuar la fusión y la reducción de minerales de hierro, con vistas a elaborar la fundición. Reacciones químicas que ocurren en el alto horno A la temperatura de 900-1600 ° C, se produce una reducción del carbono en los pasos siguientes:

En este momento el hierro ya se ha formado.

1 - Entrada / salida; 2 - Secado y precalentamiento; 3 - Reducción; 4 - Disolución del carbono; 5 - Fusión; 6 - Fundición: * A - Productos básicos; * B - aire caliente; * C - escoria; * D - arrabio; * E - gas de alto horno

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13-Nov-2017

Proceso de aceración La aceración es el proceso LD, se basa en la reacción exotérmica que produce la inyección de oxigeno sobre elemento del arrabio líquido a alta temperatura, tales como silicio, carbono, etc. al reducirse el porcentaje de estos elementos convertimos el arrabio en acero. En la aceración se convierte el arrabio en acero, mediante una serie de procesos que cumple la función de calendar y ajustar la composición de los elementos que contiene.

Proceso H y L El proceso H y L es un sistema de reducción directa del hierro del cual se obtiene como producto final fierro esponja o hierro esponja nombres con los que también se conoce a este procedimiento de reducción. Este proceso se trata de 4 hornos de retorta que opera de forma discontinua. El reductor usado es un gas de reforma obtenido a partir del proceso de reforma catalítica con vapor de agua, este consta principalmente de CO y H2 (gas de agua). Al finalizarse el proceso de reducción se debe abrir el reactor, descargar el HRD (hierro reducido directamente), limpiarlo y acondicionarlo antes de recibir otra carga de mineral Utiliza una mezcla de gas rica en hidrogeno y monóxido de carbono para extraer el oxígeno del mineral de hierro. La mezcla de gases se produce a partir de gas natural y vapor de agua en un dispositivo llamado reformador. A altas temperaturas y con ayuda de catalizadores que se ponen en el interior de los tubos, ocurre la reacción química:

Gas natural + vapor de agua= hidrogeno + monóxido de carbono El proceso consiste en reducir químicamente la cantidad de oxigeno del hierro, lo que se consigue mezclándolo con hidrogeno (H) y monóxido de carbono (CO) a 800 ° C. tanto el hidrogeno como el monóxido, sustraen el oxígeno del hierro es decir se oxidan y forman H2O y CO2. Durante el proceso el óxido de hierro Fe2O3 se convierte en Fe2O4, después en FeO y al terminar el proceso en el elemento Fe. El hierro reducido es poroso carece de impurezas y resulta fácil manejarlo y el proceso de fabricación de acero.

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Proceso BOF. El nombre del horno se debe a que tiene un recubrimiento de refractario de la línea básica y a la inyección del oxígeno. Este horno fue inventado por Sir Henrry Bessemer a mediados de 1800 El Proceso BOF se originó en Austria en 1952, fue hecho para convertir arrabio con bajo contenido de fosforo (0.3%) se bautizó con las iniciales LD Lanza de Linz, Luego la técnica se extendió para arrabios de alto fosforo, mediante la adición al chorro de oxigeno de polvo de piedra caliza. Entonces se logró la producción de aceros con arrabio de contenidos con alto fosforo que llegan al 2%. Partes • Cámara de Acero, recubierta por dentro con material refractario, montada en chumaceras que le permiten girar • Lanza de oxigeno enfriada con agua ¿Qué se le agrega? • 75% de Arrabio (Metal Caliente) • Chatarra (que se encuentra en cajas previamente pesada) • *Carbono • *Ferroaleaciones • A través de la lanza se le inyecta oxígeno y polvo de piedra caliza Proceso: 1. Se inclina el horno Con ayuda de una grúa puente y se añade el arrabio, el fundente y a veces chatarra 2. Se pone el horno en vertical y se baja la lanza para inyectar oxigeno (se lleva aproximadamente un tiempo de 15 minutos). En el metal fundido las impurezas se queman; el oxígeno reacciona con el carbono del arrabio y lo elimina en forma de bióxido/ monóxido de carbono. 3. Se inclina el horno y se saca la escoria que flota sobre el acero 4. Se vierte el acero sobre la cuchara y se añaden carbono y ferroaleaciones Que resulta • Acero fundido • Refinación del arrabio Nota • La carga y descarga de la olla se hace por la parte superior • La temperatura de operación del horno es superior a los 1650°C y • Es considerado como el sistema más eficiente para la producción de acero de alta calidad. • La carga metálica para realizar una colada de acero en un convertidor al oxígeno (en un tiempo que varía de 45 a 55 minutos) consiste en arrabio y chatarra; adicionalmente se

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cargan fundentes como cal siderúrgica y cal dolomítica para formar una escoria para refinación. • Una acería BOF está dividida en secciones bien definidas de acuerdo con las operaciones que se desarrollan en cada una de ellas: nave de convertidores, nave de carga, nave de colada e instalaciones auxiliares. • La razón de la inyección de oxígeno es que éste actuará como agente oxidante, ya que al entrar en contacto con la carga se combina químicamente con los elementos de la misma, eliminando en gran parte el contenido de impurezas tales como carbón, fósforo, azufre, silicio, etc. * El gas monóxido formado es reunido por una chimenea que se encuentra sobre la boca del convertidor y conducido a un depurador de gases, donde es llevado, ya limpio, a la atmósfera. * El acero procesado en el convertidor se vacía en una olla en la que se le adicionan las ferro-aleaciones necesarias según el tipo de acero a obtener. * El convertidor se inclina solo hasta vaciar todo el acero, y en otra olla se vacía la escoria que se formó durante el proceso.

Bibliografía: http://adrianajhdez.blogspot.mx/2013/02/horno-bof-horno-basico-de-oxigeno.html https://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/procesos-de-fabricacion/4-procesos-tecnologicos-para-laobtencion-del-acero-hornos-bof-electricos-convertidores-bessemer-y-thomas/ http://www.academia.edu/14829985/siderurgia_proceso_hyl http://blog.utp.edu.co/metalografia/5-5-diagrama-hierro-carbono-puntos-criticos-y-ejemplos-de-regla-de-lapalanca-2-2/

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Aceros al carbono. Se clasifican en tres tipos de aceros:   

Bajo carbono: menos de 0.2% de C. placas metálicas para automóviles, planchas de acero, rieles de ferrocarril Medio carbono: entre 0.2% y 0.5% de C. elemento de máquina, partes de motores, acoplamientos Alto carbono: más de 0.5% de C. resortes, herramientas de corte, cuchillas, partes resistentes al desgaste.

Fase Austenítica (0 hasta 2,1% C) La austenita es el constituyente más denso de los aceros y está formado por una solución sólida por inserción de carbono en hierro gamma, La cantidad de carbono disuelto, varía de 0 a 2.1 % C que es la máxima solubilidad a la temperatura de 1130 °C. Ferrita alfa α (0 hasta 0,022%C) Es el nombre dado a la solución sólida α. Su estructura cristalina es BCC con una distancia interatómica de 2.86 Å. Prácticamente no disuelve en carbono donde se tiene un acero con bajo porcentaje de carbono. Ferrita delta δ (0 hasta 0,09%C) Se inicia a los 1400ºC y presenta una reducción en la distancia interatómica que la hace retornar a una estructura cristalina BCC. Su máxima solubilidad de carbono es 0.007% a 1487ºC. Las características de la ferrita δ son: Fase Cementita (0,022% a 6,67%C) Se forma cementita (Fe3C) cuando se excede el límite de solubilidad del carbono en ferrita α por debajo de 727°C (la composición está comprendida en la región de fases α+Fe 3C). El cementita, desde el punto de vista mecánico, es dura y frágil, y su presencia aumenta considerablemente la resistencia de algunos aceros. Fase Ledeburita La ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino de las fundiciones. Se encuentra en las aleaciones Fe-C cuando el porcentaje de carbono en hierro aleado es superior al 25%, es decir, un contenido total de 1.76% de carbono. La ledeburita se forma al enfriar una fundición líquida de carbono (de composición alrededor del 4.3% de C) desde 1130ºC, siendo estable hasta 723ºC, descomponiéndose a partir de esta temperatura en ferrita y cementita. Está formada por 52% de cementita y 48% de austenita. La ledeburita no existe a temperatura ambiente en las fundiciones ordinarias debido a que en el enfriamiento se transforma en cementita y perlita; sin embargo, en las fundiciones se puede conocer las zonas donde existió la ledeburita por el aspecto eutéctico con que quedan las agrupaciones de perlita y cementita.

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Fase Perlita Es la mezcla eutectoide que contiene 0,77 % de C y se forma a 727°C a un enfriamiento muy lento. Es una mezcla muy fina, tipo placa o laminar de ferrita y cementita. Se le da este nombre porque tiene la apariencia de una perla al observarse microscópicamente a pocos aumentos.

Fase Grafito Cuando las aleaciones hierro carbono, exceden el 2% de carbono se tiende a formar grafito, en la matriz de la aleación. Es especialmente cierto en la fundición gris, donde el grafito aparece en forma de escamas y es una característica predominante de la microestructura. En la Figura 5.8 se observa la una forma típica del grafito, la cual muestra la formación de este en forma de esferas. Es bastante duro, por lo que una cantidad elevada de grafito hace que la aleación sea muy dura, pero a la vez, muy frágil, además los copos de grafito imparten una buena maquinabilidad actuando como rompe virutas, y también presentan una buena capacidad Bibliografía: http://blog.utp.edu.co/metalografia/5-5-diagrama-hierro-carbono-puntos-criticos-yejemplos-de-regla-de-la-palanca-2-2/ http://www.c-a-os.net/demo/taller/images/sabiasque/acero/clasificacion2/clasificacion_acero1.pdf