1. TEMA 9
Metales ferrosos o férricos
TECNOLOGÍA INDUSTRIAL
1º de Bachillerato
I.E.S. Victoria Kent (Elche)
2. Metales ferrosos
• Los metales ferrosos o férricos son aquellos
que contienen hierro como elemento base; pueden
llevar pequeñas proporciones de otros.
3. Metales ferrosos
• Los metales ferrosos o férricos son aquellos
que contienen hierro como elemento base; pueden
llevar pequeñas proporciones de otros.
Magnetita
Pureza: 75%
4. Metales ferrosos
• Los metales ferrosos o férricos son aquellos
que contienen hierro como elemento base; pueden
llevar pequeñas proporciones de otros.
Magnetita Hematites
Pureza: 75% Pureza: 70%
5. Metales ferrosos
• Los metales ferrosos o férricos son aquellos
que contienen hierro como elemento base; pueden
llevar pequeñas proporciones de otros.
Magnetita Hematites
Pureza: 75% Pureza: 70%
Limonita
Pureza: 60%
6. Metales ferrosos
• Los metales ferrosos o férricos son aquellos
que contienen hierro como elemento base; pueden
llevar pequeñas proporciones de otros.
Magnetita Hematites
Pureza: 75% Pureza: 70%
Limonita Siderita
Pureza: 60% Pureza: 50%
7. Procesos de obtención del acero y otros
productos ferrosos
Mineral de Horno alto
hierro
Chatarra
Horno
eléctrico
10. Horno alto
La materia prima formada por mena
de mineral de hierro (60%),
carbón de coque (30%) y
fundente (10%), se introduce en el
horno por la parte superior.
11. Horno alto
La materia prima formada por mena
de mineral de hierro (60%),
carbón de coque (30%) y
fundente (10%), se introduce en el
horno por la parte superior.
Mineral de hierro: se tritura y se
muele el mineral para después separar
la parte útil (mena) de la no
aprovechable (ganga).
12. Horno alto
La materia prima formada por mena
de mineral de hierro (60%),
carbón de coque (30%) y
fundente (10%), se introduce en el
horno por la parte superior.
Mineral de hierro: se tritura y se
muele el mineral para después separar
la parte útil (mena) de la no
aprovechable (ganga).
Carbón de coque:
•Produce, por combustión, el calor
necesario para fundir la mena y
generar las reacciones químicas
necesarias para transformar el mineral
de hierro en arrabio.
•Soporta el peso de la materia prima
introducida permitiendo que no se
aplaste para que pueda arder en la
parte inferior y salgan los gases hacia
la parte superior del horno.
13. Horno alto
La materia prima formada por mena
de mineral de hierro (60%),
carbón de coque (30%) y
fundente (10%), se introduce en el
horno por la parte superior.
Mineral de hierro: se tritura y se
muele el mineral para después separar
la parte útil (mena) de la no
aprovechable (ganga).
Carbón de coque:
•Produce, por combustión, el calor
necesario para fundir la mena y
generar las reacciones químicas
necesarias para transformar el mineral Fundente: Piedra caliza (siempre y cuando el mineral
de hierro en arrabio. tenga composición ácida).
•Soporta el peso de la materia prima •Reacciona químicamente con la ganga formando la
introducida permitiendo que no se escoria en la parte superior de la masa líquida.
aplaste para que pueda arder en la •Baja el punto de fusión de la ganga para que la
parte inferior y salgan los gases hacia escoria sea líquida.
la parte superior del horno.
14. Periódicamente, se abre la piquera de arrabio y se
A medida que la carga se introduce por la extrae el arrabio o hierro de primera fusión del
parte superior, va bajando y su temperatura crisol. Éste contiene muchas impurezas y un
aumenta hasta llegar al etalaje (aprox exceso de carbono por lo que no tiene
1650ºC), con lo que el mineral (mena) se aplicación.
transforma en gotitas que se depositan en
el crisol.
Alrededor del horno alto, a la altura del
etalaje, se encuentra al anillo o morcilla, del
cual se extrae aire caliente que se introduce
en el horno a través de las toberas.
La cal (fundente) reacciona
químicamente con la ganga y forma
la escoria que flota sobre el hierro
fundido y se recoge por la
bigotera o piquera de
escoria.
17. Transformación del arrabio en acero
• El arrabio posee gran cantidad de impurezas (S, P, Si, etc.) que lo hacen
demasiado frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas industriales.
• La mayoría de esas impurezas se deben eliminar en los llamados hornos de
afino.
18. Transformación del arrabio en acero
• El arrabio posee gran cantidad de impurezas (S, P, Si, etc.) que lo hacen
demasiado frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas industriales.
• La mayoría de esas impurezas se deben eliminar en los llamados hornos de
afino.
• El horno de afino más
empleado es el convertidor
o procedimiento LD
• El transporte del arrabio hasta
el convertidor LD se realiza
mediante trenes equipados con
depósitos especiales llamados
torpedos.
19. Transformación del arrabio en acero
• El arrabio posee gran cantidad de impurezas (S, P, Si, etc.) que lo hacen
demasiado frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas industriales.
• La mayoría de esas impurezas se deben eliminar en los llamados hornos de
afino.
• El horno de afino más
empleado es el convertidor
o procedimiento LD
• El transporte del arrabio hasta
el convertidor LD se realiza
mediante trenes equipados con
depósitos especiales llamados
torpedos.
20. El convertidor LD
• Es el tipo de horno de afino más empleado.
• Sirve para eliminar las impurezas que hacen que el arrabio
sea frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas
industriales (azufre, fósforo, silicio, etc).
Materia prima:
•Arrabio líquido
•Fundente (cal)
•Ferroaleaciones
21. •El convertidor está recubierto interiormente por ladrillo
refractario.
•Cada hornada suele producir 300 Tm de acero de gran
calidad.
•Cada hornada suele durar una hora.
23. HORNO ELÉCTRICO
MATERIAS PRIMAS CARACTERÍSTICAS
• Chatarra •Recubierto interiormente de
• Fundente (cal) ladrillo refractario.
•Temp. de hasta 3500ºC.
• Ferroaleaciones
•Carga de unas 1000 Tm.
•Duración de hornada 50 min.
24. FUNCIONAMIENTO DEL HORNO ELÉCTRICO
• Una vez introducidos la chatarra y el fundente, se acercan
los electrodos para que salte el arco eléctrico.
• Cuando la chatarra está fundida, se inyecta oxígeno para
eliminar los elementos indeseables (Si, Mg, P, etc.)
• Se inclina el horno y se extrae la escoria. Se añade el
carbono y las ferroaleaciones y se sigue calentando hasta que
se uniformice la composición del baño.
•Se inclina el horno y se extrae al acero en la cuchara.
25. Colada de acero
• Colada convencional
Se vierte el acero sobre moldes con la forma del objeto
que se desee obtener.
• Colada continua
El molde no tiene fondo ni tapadera y su forma es curva y
con la sección del producto a obtener.
• Colada sobre lingoteras
Moldes prismáticos de fundición, con forma troncocónica y
sección transversal cuadrada. Los lingotes se almacenan
hasta que aumente la demanda de acero.
28. Trenes de laminación
• Laminación en caliente: Tª de unos 1000ºC.
• Laminación en frío: a Tª ambiente.
La cantidad de trenes de
laminación así como la
forma de los rodillos
dependerá del producto
que se quiera obtener.
Puede haber trenes
desbastadores, de
enfriamiento o de bandas
para hacer chapas.
29.
30. Productos ferrosos
• Hierros
Porcentaje de carbono entre 0,01 y 0,03%.
Muy pocas aplicaciones industriales.
• Aceros
Aleaciones de hiero-carbono que pueden
contener otros elementos. Porcentaje de
carbono entre 0,03 y 1,76%.
• Fundiciones
Aleaciones de hiero-carbono que pueden
contener otros elementos. Porcentaje de
carbono entre 1,76 y 6,67%.
• Grafitos
Más del 6,67% de carbono. Muy frágiles.
31. Diagrama de hierro - carbono
• Representa gráficamente el
comportamiento de una aleación
Fe-C en función de la temperatura
y del porcentaje de C.
• El hierro puro se funde a 1530ºC.
• A medida que aumenta el %C, el
pundo de fusión disminuye (hasta
un 4,3%). A partir del 4,3 % de C, el
punto de fusión vuelve a aumentar.
• La temperatura de fusión más baja
de una aleación de Fe-C
corresponde a una que tenga un
4,3% de C.
32. Tipos de acero
No aleados
No
¿Contienen
Aceros otros elementos
químicos?
Sí
Aleados
33. Aceros no aleados
Según un porcentaje de carbono
creciente, los aceros no aleados se
clasifican en extrasuaves, suaves,
semisuaves, semiduros, duros y
extraduros.
Aceros semisuaves
Aceros suaves y extrasuaves
Aceros duros y extraduros
34. Aceros aleados o especiales
Son aquellos aceros que Casi todos los aceros que se utilizan
contienen otros elementos en la actualidad son aleados, pues
además del carbono. los elementos de aleación mejoran
considerablemente sus propiedades.
Designación convencional numérica (ejemplo)
F-3200
35. Aceros aleados o especiales
Son aquellos aceros que Casi todos los aceros que se utilizan
contienen otros elementos en la actualidad son aleados, pues
además del carbono. los elementos de aleación mejoran
considerablemente sus propiedades.
Designación convencional numérica (ejemplo)
F-3200
APLICACIONES
GENERALES
(acero inoxidable)
36. Aceros aleados o especiales
Son aquellos aceros que Casi todos los aceros que se utilizan
contienen otros elementos en la actualidad son aleados, pues
además del carbono. los elementos de aleación mejoran
considerablemente sus propiedades.
Designación convencional numérica (ejemplo)
F-3200
APLICACIONES
GENERALES AS
CARAC TERÍSTIC
(acero inoxidable) a válvulas de
(acero par explosión)
m otores de
37. Aceros aleados o especiales
Son aquellos aceros que Casi todos los aceros que se utilizan
contienen otros elementos en la actualidad son aleados, pues
además del carbono. los elementos de aleación mejoran
considerablemente sus propiedades.
Designación convencional numérica (ejemplo)
F-3200
Las dos últim
as cifras
APLICACIONES se van coloca
ndo
GENERALES AS a medida que
CARAC TERÍSTIC descubriendo
se van
(acero inoxidable) a válvulas de nuevos
(acero par explosión) aceros
m otores de
38. Presentaciones comerciales del acero
• Palastros: chapas laminadas que miden entre1x2
m y 3x3 m.
• Barras: piezas más largas que anchas, macizas y
de perfiles variables.
• Alambre: sección redonda y menos de 5mm de
diámetro.
• Flejes: pletinas de espesor muy pequeño y gran
longitud.
• Perfiles: piezas de secciones variables con
longitud de 5 a 12 m.
40. Fundiciones
• Son aleaciones de hierro-carbono que, además, pueden
contener otros elementos. El tanto por ciento de
carbono oscila entre el 1,76 y el 6,67%.
41. Fundiciones
• Son aleaciones de hierro-carbono que, además, pueden
contener otros elementos. El tanto por ciento de
carbono oscila entre el 1,76 y el 6,67%.
• Sus características dependen de
• SU COMPOSICIÓN
• DE SU PROCESO DE FABRICACIÓN
42. Fundiciones
• Son aleaciones de hierro-carbono que, además, pueden
contener otros elementos. El tanto por ciento de
carbono oscila entre el 1,76 y el 6,67%.
• Sus características dependen de
• SU COMPOSICIÓN
• DE SU PROCESO DE FABRICACIÓN
• Pueden ser ORDINARIAS (sólo Fe y C), ALEADAS y
ESPECIALES (fundiciones ordinarias + tratamiento
térmico).
43. Fundiciones
• Son aleaciones de hierro-carbono que, además, pueden
contener otros elementos. El tanto por ciento de
carbono oscila entre el 1,76 y el 6,67%.
• Sus características dependen de
• SU COMPOSICIÓN
• DE SU PROCESO DE FABRICACIÓN
• Pueden ser ORDINARIAS (sólo Fe y C), ALEADAS y
ESPECIALES (fundiciones ordinarias + tratamiento
térmico).
• Ejemplos de utilización: carcasas de motores, bancadas,
de máquinas...
