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• Emmanuel Nestitor Vasquez

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1. ¿Qué es un 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. Un alto horno típico está formado por una cápsula cilíndrica de acero de unos 30 m de alto forrados con un material no metálico y resistente al calor, como asbesto o ladrillos refractarios. El diámetro de la cápsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total. 2. Haga un esquema del alto horno.

3. ¿Cuáles son las partes de un alto horno?

• Zona superior, zona de fusión, zona de crisol, zona de reducción de óxidos, zona de absorción de calor, zona de etalajes. 4. ¿Cómo se previene la fusión de la cubierta o chapa de acero del alto horno? • La parte interior del horno está recubierta por material refractario y la exterior es de chapa de acero, entre ambas capas se dispone un circuito de refrigeración. 5. ¿Qué materias primas se alimentan al alto horno? • El horno es alimentado con una mezcla de mineral de hierro, carbón de coque y fundente, generalmente piedra . La proporción entre estas tres sustancias ha de ser 2Tm de mineral - 0,5Tm de coque - 1Tm de fundente. Mediante una cinta transportadora esta mezcla se lleva hasta una tolva situada en la parte superior del horno. 6. Investigue los procesos que se hacen para la extracción del mineral de hierro. • Habitualmente se pueden emplear dos métodos: Imantación: en primer lugar se tritura la roca y se hace pasar por un campo magnético aquellos productos que contengan hierro se separarán de las otras rocas. Separación por densidad: una vez triturada, la roca se sumerge en agua. 7. Investigue los procesos que se hacen al carbón mineral para transformarlo en coque. • El coque es un combustible sólido formado por la destilación de carbón bituminoso calentado a temperaturas de 500 a 1100 °C sin contacto con el aire. El proceso de destilación implica que el carbón se limpia de alquitrán, gases y agua. Este combustible o residuo se compone en 90 a 95% de carbono, Nitrógeno, oxígeno, azufre e hidrogeno están presentes en cantidades menores. Es poroso y de color negro a gris metálico. El coque se utiliza en grandes cantidades en altos hornos para la elaboración de hierro aprovechando la siguiente reacción química 8. Investigue cómo se consigue el carbonato de calcio. • Extracción: (Caliza - CaCO3); Se desmonta el área a trabajar

9) se alimentan por el tragante el cual se encuentra en la zona superior. : Es de forma cilíndrica y constituye la parte superior del A. H., por esta zona ingresa el mineral, el combustible y el fundente. El tragante se divide en dos tubos de salida por donde salen los gases 10) Carga típica en Alto Horno de CSH Componentes

kg/t

kg/carga

Mineral de Hierro

490

9.600

Pellets

995

19.600

Chatarra

15

300

Mineral de Mn

22

450

112

2.300

12

250

451

9.200

44

899

Caliza Cuarzo Coque Petróleo + Alquitrán

Composición química del Arrabio

Aire Insuflado

1.530 m3/min

Temperatura Aire Insuflado

1.030ºC

11) Los materiales se llevan hasta las tolvas en pequeñas vagonetas o cucharas que se suben por un elevador inclinado situado en el exterior del horno, Las materias primas se cargan (o se vacían) en la parte superior del horno. 12) Los altos hornos funcionan de forma continua. La materia prima que se va a introducir en el horno se divide en un determinado número de pequeñas cargas que se introducen a intervalos de entre 10 y 15 minutos. La escoria que flota sobre el metal fundido se retira una vez cada dos horas, y el arrabio se sangra cinco veces al día. La producción de arrabio de un horno es de unas 1.500 a 3.000 Tn/día. Su trabajo es ininterrumpido ya que de pararse, el refractario sufre graves daños y se tendría que cambiar. Normalmente funciona durante 10 años. 13) se inyecta por medio de toberas que son tubos por donde se inyecta el aire caliente 14) Producto obtenido de la primera fusión del hierro en los altos hornos que contiene más carbono que el acero o que el hierro forjado y se rompe con mayor facilidad. Elementos

%

Fierro (Fe)

93,70

Carbono (C)

4,50

Manganeso (Mn)

0,40

Silicio (Si)

0,45

Fósforo (P)

0,110

Azufre (S)

0,025

Vanadio (V)

0,35

Titanio (Ti)

0,06

Temperatura en Alto Horno : 1.460ºC

15) Las escorias son un subproducto de la fundición de la mena para purificar los metales. Se pueden considerar como una mezcla de óxidos metálicos; sin embargo, pueden contener sulfuros de metal y átomos de metal en forma de elemento. Aunque la escoria suele utilizarse como un mecanismo de eliminación de residuos en la fundición del metal, también pueden servir para otros propósitos, como ayudar en el control de la temperatura durante la fundición y minimizar la reoxidación del metal líquido final antes de pasar al molde. 16) Las escorias son un subproducto de la fundición de la mena para purificar los metales. Se pueden considerar como una mezcla de óxidos metálicos; sin embargo, pueden contener sulfuros de metal y átomos de metal en forma de elemento. Aunque la escoria suele utilizarse como un mecanismo de eliminación de residuos en la fundición del metal, también pueden servir para otros propósitos, como ayudar en el control de la temperatura durante la fundición y minimizar la reoxidación del metal líquido final antes de pasar al molde. 17) se deposita en la piquera 18) el arrabio se va a los convertidores donde es convertido en acero. 19) es dirigida a la bigotera 24) se impide por medio de una valvula que se encuentra en el tragante. 25)el crisol contiene el arrabio fundido y las escorias fundidas 26) se previene que el arrabio se enfrie llevándolo a los vagones torpedo, los cuales son depósitos aislados mediante ladrillo refractario que impiden que el arrabio se enfrie. 30) se almacenan en tolvas ( 3 tolvas). 31) los compresores envían el aire hacia las toveras a una presión inferior a dos atmosferas 27 y 28) Los altos hornos funcionan de forma continua. La materia prima que se va a introducir en el horno se divide en un determinado número de pequeñas cargas que se introducen a intervalos de entre 10 y 15 minutos. La que flota sobre el metal fundido se retira una vez cada dos horas, y el hierro se sangra cinco veces al día. 33) La piedra caliza es el fundente de usado más común en los altos hornos. Su componente básico es el carbonato de calcio (CaCO3). La escoria es un elemento

34)@

Primer paso: se asegura que las compuertas de limpieza estén cerradas, se abren las piqueras de escoria y de arrabio - por donde sale el material - y las toberas de aire. Segundo paso: se coloca el combustible en el fondo y se enciende. Tercer paso: una vez que hay llama, se introduce un tercio del carbón de coque hasta que llegue al rojo vivo. Luego el otro tercio y, finalmente, el resto. Cuando todo el material está al rojo vivo, se comprueba si con él se llena la zona de fusión. De lo contrario, se agrega coque hasta llenarla. Cuarto paso: se introduce rápidamente el resto de los componentes y se inicia el proceso. Éste ocurre de manera continua: a medida que se 35)La colada o vaciado es uno de los procesosmás antiguos que se conocen para trabajar los metales, es el proceso que da forma a un objeto al entrar material líquido en una cavidad formada en un bloque de arena aglomerada u otro material que se llama molde y dejar que se solidifique el líquido.

incorporan componentes, se retiran el arrabio y la escoria, por lo que el horno permanece siempre en funcionamiento. 36) La diferencia principal entre el hierro y el acero se halla en el porcentaje del carbono: el acero es una aleación de hierro con un porcentaje de carbono de entre el 0,03 % y el 2,14 %, Entre 2,14 % y el 6,67 %, se consideran le denomina fundiciones. El término acero sirve comúnmente para denominar, en ingeniería metalúrgica, a una mezcla de hierro con una cantidad de carbonovariable entre el 0,03 % y el 2,14 % en peso en su composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,14 % se producen fundiciones que son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas. 37) arrabio tiene un alto contenido en carbono, generalmente entre 3.5–4.5%,1 además de sílice y otras impurezas, que lo hacen muy frágilpor lo que tiene limitados usos como material.

46) La colada continua es uno de los procesos más antiguos que se conocen para trabajar los metales, es el proceso que da forma a un objeto al entrar material líquido en una cavidad formada en un bloque que se llama molde y dejar que se solidifique el líquido.

45) Con la colada convencional, se solidifica el arrabio en forma de figuras

troncopiramidales. Para ello, se introduce en moldes con dicha forma, ya sean con base cuadrada (tochos) o rectangular (petacas). Se puede realizar de dos maneras: 

Colada directa Se llenan las lingoteras sucesivamente, una tras otra.



Colada en sifón El arrabio cae en un bebedero que llena todos los moldes simultáneamente

47) Tratamientos superficiales

El principal inconveniente que presenta el acero como material de trabajo es su tendencia a oxidarse cuando entra en contacto con la atmósfera o con el agua. Por ello normalmente el acero ha de ser sometido a tratamientos superficiales que combatan esta carencia. Tratamientos térmicos

Imagen 16. directindustry. Copyrigh

Mediante estos procesos se consigue modificar muy significativamente las propiedades mecánicas como dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero. En estos procesos no hay ninguna aportación de elementos químicos nuevos al material base ratamientos termoquímicos En ocasiones se demandan materiales que tengan propiedades contradictorias como es por ejemplo que presenten elevada resiliencia y dureza (cigüeñales, pistones, levas,…), para ello se trata de que el alma de las piezas absorba los impactos y que la zona superficial sea la que acometa la dureza 41) la lanza se enfría continuamente a través de serpentines de agua interiores para evitar que se funda.

39)

La fabricación de acero mediante el Proceso Siderúrgico Integral se lleva a cabo en el

Convertidor LD. El Convertidor LD es una vasija de grandes dimensiones que se construye externamente en acero e internamente de material refractario. Al Convertidor llega el arrabio (60-80%) producido en el Horno Alto – > 1320 ºC- junto con la chatarra (20-40%) y una vez cargados, se les añade los fundentes y prerreducidos necesarios para conseguir la composición del acero a fabricar.

Como y por que se clasifica la chatarra: Diferenciar entre los distintos materiales que se pueden encontrar, como el aluminio, acero inoxidable,baterías de automóvil,cobre y bronce. Se clasifican en diferentes cajas Sepárado el aluminio que esa presente en latas de gaseosa o algunos muebles. Comprobar con un iman si los artículos se atraen, si es asi clasificarlos como hierro, también se identifican si tiene oxido. Metal rojo o verde: que seria el cobre, toma el color verde por la exposición a los cambios climáticos, también se pueden encontrar enlos cables las tuberías y algunos accesorios de plomería. Materiales amarillos o que parezcan oro se clasificna como bronce, algunos accesorios para plomería, también los radiadores de carros, e incluso las conexiones o aparatos de iluminación.