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proceso siderurgico

Se denomina de esta manera a la serie de pasos consecutivos que nos llevarán desde una materia
prima como el mineral de hierro y el carbón de coque, hasta un producto final como el acero.
El acero es una aleación en donde intervienen dos componentes fundamentales: hierro (Fe) y
carbono (C)

Proceso Siderúrgico
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PROCESO SIDERÚRGICO
Se denomina de esta manera a la serie de pasos consecutivos que nos llevarán desde una materia
prima como el mineral de hierro y el carbón de coque, hasta un producto final como el acero.
El acero es una aleación en donde intervienen dos componentes fundamentales: hierro (Fe) y
carbono (C).
Extracción de mineral de hierro de
yacimiento
Yacimiento de mineral de hierro a cielo abierto
Carbón de coque

Minero en un yacimiento de carbón a profundidad.
MATERIA PRIMA DEL PROCESO SIDERÚRGICO
1. Mineral de Hierro
Mineral que contiene hierro (mena), principalmente en forma de óxido, en proporción suficiente como
para ser una fuente comercialmente viable de dicho elemento para su uso en procesos siderúrgicos.
Pocas veces se encuentra en la naturaleza en estado de pureza, como por ejemplo en los meteoritos
que lo contiene en un 90%. Son abundantes en cambio los compuestos naturales o minerales de hierro, esparcidos sobre la tierra a poca profundidad o en yacimientos montañosos. La mayor parte de los minerales de hierro son óxidos, anhídridos y carbonatos. Bajo el punto de vista industrial, solo los óxidos son aptos para la metalurgia.
El hierro, se encuentra unido a otros componentes, que no intervienen en el proceso siderúrgico,
llamados genéricamente “ganga”.
Los principales minerales de hierro son:
Hematita (Fe2O3), óxido férrico, contiene hasta un 70% de Fe. Se presenta en masas terrosas de
color rojo.
Limonita (Fe2O3.3H2O), óxido férrico hidratado con un 60% de Fe, masa terrosa de color variable del
pardo al amarillo.

Magnetita (Fe3O4), óxido magnético, 70% de Fe, se lo llama piedra imán.
Siderita (CO3Fe), carbonato ferroso, 48% de Fe, de color blanco.
Pirita (SFe2), disulfuro de Fe, no se utiliza en la producción del acero.

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2. Carbón de Coque

La hulla es un tipo de carbón mineral que contiene entre un 45 y un 85% de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Se formó durante los períodos Carbonífero y Pérmico. Este material surge como resultado de la descomposición de la materia vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de años.
Cuando la hulla se calienta desprende gases que son muy útiles industrialmente; entonces nos
queda el carbón de coque. Es liviano y poroso.

El Coque metalúrgico es obtenido en las plantas de coquización, con recuperación de subproductos, a partir de una cuidadosa selección de carbones para cumplir con las estrictas propiedades químicas y granulométricas que exige su uso en la industria de la fundición. El proceso de generación de coque no es más que la introducción de carbón en un horno de la batería y dejarlo coquizando (calentando / quemando) durante un tiempo entre 10-24 horas (dependiendo del tamaño del horno).
COQUERÍA
La coquización consiste en la destilación del carbón en ausencia de oxígeno, para obtener coque
metalúrgico.

El proceso de Coquización comienza con el transporte del carbón desde la playa de minerales hasta los molinos, para obtener la granulometría adecuada. Los distintos tipos de carbón se almacenan en silos donde se mezclan para lograr el mix (mezcla) requerido. La conversión se realiza en Hornos. El calentamiento en dichos Hornos es indirecto realizándose a través de quemadores ubicados entre las paredes de refractarios que forman el cubículo del Horno, llegando a temperaturas de 1300º C en promedio. Cuando se eleva la temperatura, a 350º C aproximadamente, el carbón pierde su estado sólido para resblandecerse, formando una masa viscosa que permite la unión más intima de sus moléculas y la posterior solidificación, lo que hace que el carbón pierda gran contenido de volátiles, para aumentar la concentración del carbono fijo, dando lo que se denomina coque.

Posteriormente se realiza la descarga del coque, por medio de un pistón de descarga que atraviesa longitudinalmente todo el volumen del Horno, derivándolo (a una temperatura de 1000º C en promedio) a un vagón de apagado, sobre el cual se descarga agua (33.300 lts./ min.) para enfriarlo. El tiempo de apagado es de 60 segundos por vagón. La operación de secado se completa con el calor residual. Luego, el coque se destina a una planta de Cribado, donde se realiza una clasificación por tamaño, para su posterior uso en el Alto Horno.

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componentes, estas se drenan del alto horno “pinchando” en mismo por dos lugares: uno superior donde extraemos la escoria, llamadoescor ier o; y otro inferior llamadopiquer a donde volcaremos el arrabio. El trasladado del arrabio hacia la Acería se realiza en vagones termo, que están especialmente diseñados (con materiales refractarios) para mantener y resistir las altas temperaturas.
Pinchadura del Alto Horno
Otra vista del proceso
ACERACION : CONVERTIDOR LD
En la ACERÍA se convierte el arrabio en acero, mediante una serie de procesos que cumplen la
función de calentar y ajustar la composición de los elementos que contiene.

La aceración en el proceso LD, se basa en la reacción exotérmica que produce la inyección de oxígeno sobre elementos del arrabio líquido a alta temperatura, tales como Silicio, Carbono, etc. Al reducirse el porcentaje de estos elementos convertimos al arrabio en acero.
PROCESO EN EL CONVERTIDOR LD

Cuando el vagón temo llega a la estación de vuelco, descarga el arrabio líquido en un recipiente llamado cuchara de colada. Luego, la cuchara pasa a la estación de desulfurado en donde se le extrae el azufre que es un elemento que perjudica las propiedades del acero.

De la estación de desulfurado la cuchara se vuelca dentro del convertidor, que es basculante, es decir se puede inclinar para los costados, previo ingreso de chatarra que se ingresa con anterioridad al arrabio para proteger los refractarios del convertidor y para evitar que se generen reacciones violentas que pueden despedir arrabio y escoria.
Se cargan con chatarra y arrabio y luego se agregan fundentes (cales) para lograr una escoria
metalúrgicamente activa y captar azufre y demás impurezas del baño.

El proceso en Convertidor se inicia cuando se introduce una lanza de inyección de oxígeno por la boca del convertidor. La lanza es un tubo de 21 metros de largo y 30 cm. de diámetro con la cabeza de cobre de alta pureza.

El convertidor utiliza el oxígeno para oxidar los constituyentes del arrabio no deseados en el acero, como son el Carbono, el Silicio, el fósforo, etc.; mientras que para eliminar el azufre, se generan escorias metalúrgicamente activas mediante la adición de fundentes (presencia de óxidos de calcio y magnesio).

Esas oxidaciones son reacciones químicas que elevan la temperatura del baño líquido. Para regular ese calor que se libera en el baño, se carga alrededor de un 20% de chatarra sólida, que se funde en el baño líquido. El nivel de carbono baja desde el 4/4,6% hasta valores inferiores al 1%.

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