Materiales Metálicos

Question 1

Metales férricos

Answer 1

-Aquellos cuyo componente principal es el hierro, asociado con otras sustancias, tanto metálicas como no metálicas

Question 2

Subapartados (metales férricos)

Answer 2

• Minerales del Fe
• Obtención de Fe: el horno alto
• Productos siderúrgicos: Fe dulce y fundiciones
• Aceros. Composición y clasificación
• Procesos de fabricación de aceros
• Tratamiento de la colada
• Tipos de instalaciones siderúrgicas
• Aceros comerciales. Identificación y aplicaciones

Question 3

Minerales del hierro

Answer 3

• Magnetita
• Hematites roja/oligisto
• Siderita
• Limonita
• Pirita

Question 4

Magnetita

Answer 4

• Fe2O3+FeO
• Color oscuro, casi negro
• Excelente mena de hierro
• 60-70% Fe
• Poco abundante naturaleza
• Mejores imanes naturales

Question 5

Oligisto

Answer 5

~Aka Hematites roja

• Fe2O3
• Masas compactas de color rojo
• 40-60% Fe
• Abundancia > Magnetita

Question 6

Siderita

Answer 6

• FeCO3
• Color amarillento
• Algunos fragmentos - brillo como de vidrio
• Mena fundamental del Fe
• 30-40% Fe

Question 7

Materiales metálicos

Answer 7

• Aquellos cuya base fundamental está constituida por un metal
• Férricos y no férricos

Question 8

Limonita

Answer 8

• Fe(OH)3
• Masas compactas color pardo o negruzco
• O impregna arcillas y tierras de cultivo - color amarillento característico
• Mena de Fe (rendimiento escaso)
• Riqueza baja

Question 9

Pirita

Answer 9

• FeS2
• Color amarillo oro
• Brillo metálico
• No se utiliza como mena
• Abundante en España

Question 10

Arrabio

Answer 10

Hierro con un contenido en C que oscila entre el 2,6 y 6,7% y que contiene otras cantidades de Si, Mn, S y P que oscilan en torno al 0,5%

Question 11

Horno alto

Answer 11

-Instalación compleja cuyo objetivo principal es la obtención de arrabio

• Cuerpo central formado por dos troncos de cono colocados uno sobre otro y unidos por su base más ancha
• Altura 30-80m
• Diámetro máximo 10-14m
• Pared interior - ladrillo refractario
• Pared exterior - acero
• Canales de refrigeración entre ambas

Question 12

Parte superior del horno alto

Answer 12

~TRAGANTE

• 2 tolvas en forma de campaña
• Dispositivo abertura y cierre (evita que se escapen gases en momento de carga de material)
• Carga en capas alternadas
• Cuba - primer calentamiento

Question 13

Capas alternadas (carga material en horno alto)

Answer 13

• Mezcla de minerales de hierro (lavado y desmenuzado)
• Carbón de coque
• Material fundente (caliza, arrastra ganga del mineral y escoria)

Question 14

Escoria

Answer 14

Cenizas

Question 15

Carbón de coque

Answer 15

Combustible empleado para la fusión y reducción del mineral en el horno alto

Question 16

Primer calentamiento en horno alto

Answer 16

• Cuba
• Se elimina humedad mineral
• Se calcina la caliza
• Desprendimiento de CO2
• Formación de cal
• CO producido por la combustión de coque reduce óxidos de hierro hasta obtener hierro metálico

Question 17

Parte central horno alto

Answer 17

~VIENTRE

• Proceso fusión del hierro y de la escoria
• Bajo el vientre están las toberas- insuflan aire necesario para combustión
• Este aire procede de recuperadores de calor (aprovechan gas que sale del horno para precalentar y la temperatura sobrepasa 1800°C)

Question 18

Relación Δtemperatura y ahorro del consumo de coque

Answer 18

+100°C => -11kg coque/ Tm de material

Question 19

Parte inferior horno alto

Answer 19

~ETALAJE

-Se depositan hierro y escoria fundidos (escoria queda flotando -> protege hierro de oxidación)
-Extracción hierro y escoria:
+Bigotera. Se extrae escoria que sobrenada, se emplea para obtención de abonos y cementos especiales (de clinquerización)
+Piquera. Sale hierro fundido (se denomina arrabio, hierro colado o fundición de primera fusión). Va directamente en cucharas y se transporta a lingoteras o convertidores.

Question 20

Consumo energético horno alto

Answer 20

Una vez iniciado el proceso, los hornos altos funcionan de manera continua y sólo se apagan para reparaciones. La carga y descarga de material se realiza periódicamente cada tres o cuatro horas (proceso modificable).
Para reducir consumo energético hay tres técnicas:
-Inyección de gases combustibles por las toberas
-Mejora de la calidad del coque (disminuyendo humedad y granos de menor tamaño)
-Sinterización del material/Aglomeración -convertir partículas sólidas en otras de menor tamaño mediante la aplicación de calor en una atmósfera húmeda

Question 21

Cantidad de coque necesaria para conseguir una tonelada de arrabio

Answer 21

500 kg

Question 22

Aluminio (intr.)

Answer 22

• Uno de los principales componentes de la corteza terrestre

- Sólo se extrae en grandes cantidades del mineral de la bauxita (65% riqueza)

Question 23

Proceso obtención de aluminio

Answer 23

Método Bayer:

• Obtención de la alúmina -> Se somete la bauxita a un proceso de molienda, se mezcla con cal, sosa cáustica y vapor de agua sobre alentado, se eliminan las impurezas por decantación y se añade agua para provocar la precipitación del óxido de aluminio.
• Afinó electrolítico -> La alúmina se funde con criolita (sustancia que la protege de oxidación) y se somete a un proceso electrolítico que separa el aluminio del oxígeno. El oxígeno forma CO y CO2 y se desprende, mientras el aluminio puro se deposita en estado fundido en el fondo de la cuba.