ESCUELA POLITECNICA DE LAS FUERZAS ARMADAS

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

CONSULTA N 2 PRIMER BIMESTRE

2015/04/20

Fecha de entrega:

2015/04/27

Nombres:

Kevin Gmez

Andrea Ochoa

Ana Oa

1. Cules son las propiedades qumico fsicas del hierro?

PROPIEDADES FSICAS:

Brillo: reflejan la luz que incide sobre su superficie. La inmensa mayora presenta un brillo metlico muy intenso. Dureza: las superficies de los metales oponen resistencia a dejarse rayar por objetos agudos. Tenacidad: los metales presentan menor o mayor resistencia a romperse cuando se ejerce sobre ellos una presin. Ductibilidad: los metales son fcilmente estirados en hilos finos (alambres), sin romperse. Maleabilidad: ciertos metales, tales como la plata, el oro y el cobre, presentan la propiedad de ser reducidos a delgadas lminas, sin romperse. Conductividad calrica: los metales absorben y conducen la energa calrica. Conductividad elctrica: los metales permiten el paso de la corriente elctrica a travs de su masa. Densidad: la inmensa mayora de los metales presentan altas densidades. Fusibilidad: la inmensa mayora de los metales presentan elevadsimos puntos de fusin, en mayor o menor medida, para ser fundidos.

PROPIEDADES QUIMICAS

Tendencia a la perdida de electrones de la ltima capa para transformarse en iones electropositivos (cationes).Cuando las sales que los contienen se disuelven en agua y se hace circular por ella corriente elctrica, se disocian, dando origen a iones metlicos positivos o cationes, que se dirigen hacia el polo negativo o ctodo. La mayora se combinan con el oxgeno para formar xidos. Reaccionan con los cidos para formar sales. Forman aleaciones (mezclas homogneas formada por dos o ms metales o elementos de carcter metlico en mezcla, disolucin o combinacin).2. Cules son los minerales de los que se extrae el hierro?, caractersticas de:

De los minerales de: hematites, magnetita, limonita o la pirita, entre otros.

La pirita

Mineral constituido por sulfuro de hierro, de brillo metlico y color amarillo, que constituye una de las principales menas del hierro y se emplea principalmente en la fabricacin del cido sulfrico. La magnetita

Mineral formado por una combinacin de dos xidos de hierro, muy pesado, de color negruzco, que tiene la propiedad de atraer el hierro, el acero y algn otro cuerpo. La hematita o hematites

El oligisto o hematita es un mineral compuesto de xido frrico, cuya frmula es Fe2O3 y constituye una importante mena de hierro ya que en estado puro contiene un 70% de este metal. A veces posee trazas de titanio (Ti), aluminio (Al), manganeso (Mn) y agua (H2O). Es el polimorfo de Fe3O4, la magnetita. La siderita

Mineral de la clase de los carbonatos, que cristaliza en el sistema trigonal, de color blanco amarillento, verde, gris o pardo amarillento y de brillo vtreo o nacarado.3. Qu tipo de yacimientos existen y cuales se usan en la extraccin del hierro?Yacimientos regularesYacimientos irregulares

Yacimientos genticos de hierro son: yacimientos magmticos.

Yacimientos metasomtico de contacto.(skarn)

Yacimientos hidrotermales.

Formacin de placeres de magnetita-ilmenita.

Sombreros de hierro.

Yacimientos residuales de lateritas ferruginosas.

Yacimientos sedimentarios.

Yacimientos metamorfognicos.4. En qu consiste el proceso de tostacin?

El tostado es un paso en la transformacin de ciertas menas. Ms especficamente, el tostado es un proceso metalrgico que implica reacciones slido-gas a temperaturas elevadas con el fin de purificar el componente metlico.5. Realice un cuadro sinptico del proceso siderrgico.

6. Qu es el alto horno y para qu sirve?Es la construccin para efectuar la fusin y la reduccin de minerales de hierro, con vistas a elaborar la fundicin.

Un alto horno tpico est formado por una cpsula cilndrica de acero de unos 30 m de alto forrada con un material no metlico y resistente al calor, como asbesto o ladrillos refractarios. El dimetro de la cpsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es mximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total.

7. Cmo se compone el alto horno?, enumere sus partesZona superior

Zona de fusinZona de crisol

Zona de reduccin de xidosZona de absorcin de calorZona de etalajes8. Qu pasa en cada parte del alto horno y para que sirven?

Zona superior: en esta parte se encuentra el tragante, por el que se introducen las materias primas, y un sistema de escape de los gases generados durante el proceso.

Los materiales que se vierten por el tragante son:

La ganga, o mineral de hierro resultante del proceso de concentracin;

El carbn de coque que acta como combustible y se combina con el hierro;

El fundente (piedra caliza), que tiene como funcin elevar la temperatura del proceso y formar una mezcla con toda la escoria.Zona de fusin: llamada tambin vientre, es la zona ms ancha del horno, y se encuentra a 1500C. Aqu se funde el hierro y se combina con el carbono para formar el arrabio, aleacin que posee un alto porcentaje de carbono e impurezas y que ser utilizada en procesos posteriores para la obtencin de fundiciones o aceros.

Zona de crisol: es la parte ms baja del alto horno, donde se depositan el arrabio y la escoria. Esta ltima, por ser ms liviana, flota sobre el arrabio y se recoge por la piquera de escoria. Ms abajo est la piquera de arrabio, por donde es conducido hasta las cucharas de recoleccin.

Zona de reduccin de xidos: en la parte superior de la cuba tiene lugar la reduccin y la eliminacin de los xidos del material introducido, tras lo cual se obtiene el hierro puro. Su temperatura est comprendida entre 200 y 400 C.

Zona de absorcin de calor: denominada tambin cuba, en esta zona se funde la escoria; la temperatura oscila entre 400 y 1.200 C.

Zona de etalajes: se encuentra debajo de la zona de fusin; se introduce en ella aire caliente (700 C) a travs de las toberas. El oxgeno del aire se combina con el carbn de coque y forma monxido de carbono, que asciende y sirve para la reduccin del mineral de hierro en la parte superior del horno.9. Evolucin del alto horno

Capa poca se aument el tamao y la cantidad de produccin

10. Mejoras que se han dado a travs del tiempo en el alto horno

Mejoras econmicas:

-La adaptacin a combustibles ms baratos, sustituyendo el coque por una inyeccin de carbn, gas natural o fueloil en los inyectores. -Aumento de la presin en la cuba para mejorar el rendimiento de la reduccin por carbono. Mejoras en la duracin del alto horno:- Crisol de material refractario a base de carbono con muy alta conductividad trmica, la vida del crisol se ha duplicado en 30 aos- Mejora del enfriamiento de la cuba.Mejoras ambientales- Recuperacin del calor- La recuperacin de energa de los gases captados en las entradas de aire por un generador de turbina- La condensacin de los vapores, producidos durante la granulacin de la escoria- El reciclaje del carbono para evitar la emisin de gases de efecto invernadero

11. Reacciones qumicas dentro del alto horno

12. Cmo son las cargas dentro del alto horno?

13. Qu productos se obtiene del alto horno?

-Humos y gases residuales-Escoria-Fundicin o hierro colado14. Qu es la escoria?

Las escorias son un subproducto de la fundicin de la mena para purificar los metales. Se pueden considerar como una mezcla de xidos metlicos; sin embargo, pueden contener sulfuros de metal y tomos de metal en forma de elemento.15. Qu es el arrabio?

El arrabio es un producto intermedio del proceso de fundicin de las menas del hierro tratadas con coque como combustible y caliza como fundente. Se obtiene como material fundido en un alto horno mediante reduccin del mineral de hierro. Se utiliza como materia prima en la obtencin del acero en los hornos siderrgicos. El arrabio tiene un alto contenido en carbono, generalmente entre 3.54.5%, adems de slice y otras impurezas16. Para que y como se utilizan los gases que emite el alto horno?

Los gases que salen del alto horno son canalizados mediante duetos hacia enormes estufas donde se logra la combustin total de los mismos. En el camino los gases se hacen pasar por cmaras para separar el polvo que arrastran, hasta estufas de combustin revestidas

17. Cmo se obtiene el acero?El acero se obtiene en el horno convertidor a travs de una operacin que se denomina afino, uno de los mtodos ms empleados para realizar el afino es el sistema de inyeccin de oxgeno (LD).18. Cmo se obtiene el hierro fundido?

El hierro fundido, hierro colado, ms conocido como fundicin gris, es un tipo de aleacin, cuyo tipo ms comn es el conocido como hierro fundido gris.La fundicin se obtiene en un horno llamado cubilete:

Donde se introduce capas alternas de arrabio (contiene hierro, carbn e impurezas), mas carbn y fundente (carbonato clcico) y aire a travs de la base de cubilete para quemar el carbn.

Por: Gabriel Orozco T.