Elaboro:° Pimentel Gomez Jessica° Tufiño Martinez Adriana CarolinaGrupo:5IM10

Siderurgia y hierro* SIDERURGIA

Es la rama de la metalurgia que se encarga de las tecnologías del hierro, su producción y sus aleaciones principalmente con el carbono.

* HIERRO

Metal activo que posee propiedades químicas, este es un metal muy activo y es uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre ocupando el 5.6% de ella.

Arrabio Se denomina arrabio al principal producto y objeto de

la construcción del alto horno.

Para que se denomine arrabio debe contener una aleación que contenga lo siguiente: 1.7% a 6.67% de carbono.

Los productos básicos empleados para fabricar arrabio son: el hierro, coque y caliza.

Arrabio El Coque: Se obtiene a través de la destilación de las

hullas grasas, para su obtención es necesario el uso de distintos hornos tales como: los hornos de coque, de colmena y de coquización modernos. Su función es quemarse 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 ecuación de la reacción química fundamental de un alto horno es:

Fe2O3 + 3CO → 3CO2 + 2Fe

Arrabio La caliza de la carga del horno se emplea como fuente

adicional de monóxido de carbono y como sustancia fundente. Este material se combina con la sílice presente en el mineral (que no se funde a las temperaturas del horno) para formar silicato de calcio, de menor punto de fusión. Sin la caliza se formaría silicato de hierro, con lo que se perdería hierro metálico.

El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguiente composición: un 92% de hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del 0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de fósforo y algunas partículas de azufre.

Arrabio Un alto horno típico está formado por una cápsula cilíndrica de acero

forrada con un material no metálico y resistente al calor, como amianto ( 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. La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria. La parte superior del horno, cuya altura es de unos 30 m, contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce la carga en el horno. 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.

Arrabio

Arrabio 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 hierro se sangra cinco veces al día.

El aire insuflado en el alto horno se precalienta a una temperatura comprendida entre los 550 y los 900 ºC. El calentamiento se realiza en las llamadas estufas, cilindros con estructuras de ladrillo refractario. El ladrillo se calienta durante varias horas quemando gas de alto horno, que son los gases de escape que salen de la parte superior del horno. Después se apaga la llama y se hace pasar el aire a presión por la estufa. El peso del aire empleado en un alto horno supera el peso total de las demás materias primas.

Arrabio Los altos hornos modernos funcionan en combinación

con hornos básicos de oxígeno, y a veces con hornos de crisol abierto, más antiguos, como parte de una única planta siderúrgica. En esas plantas, los hornos siderúrgicos se cargan con arrabio. El metal fundido procedente de diversos altos hornos puede mezclarse en una gran cuchara antes de convertirlo en acero con el fin de minimizar el efecto de posibles irregularidades de alguno de los hornos.

OBTENCIÓN DEL ARRABIO:

En el apartado anterior conseguimos un concentrado de hierro del 70%, pero aún no es suficiente, necesitamos eliminar aún más impurezas.

Para ello utilizamos el alto horno que recibe este nombre por sus dimensiones, ya que puede llegar a tener una altura de 80 metros.

¿Que introducimos en el alto horno?: a) Hierro: Procedente de la mina o también de la chatarra

(coches, electrodomésticos,...).

b) Carbón de coque que sirve para:

- Convertir el óxido de hierro en hierro puro.

- Al quemarse proporciona calor al horno.

- Va a ser el elemento que va a acompañar al hierro para formar la aleación de acero o fundición.

c) Fundente: Sobre todo es carbonato cálcico que se mezcla con las impurezas y las hace menos pesadas. Podemos decir que es el detergente que utilizamos para limpiar el hierro.

¿Que obtenemos en el alto horno?: a) Escoria: Es la mezcla de fundente e impurezas,

dicha mezcla al pesar menos se queda en la parte superior del horno.

b) Arrabio: Es la mezcla de hierro, el carbón que no se ha quemado y algunas impurezas que aún no se han podido eliminar. Esta mezcla pesa más que la escoria por lo que se queda en la parte baja del horno. En la parte inferior hay un orificio que se llama piquera de arrabio por donde sale esta mezcla.