Obtencin del Acero
Obtencin del Acero
ndiceIntroduccin3Proceso de fabricacin del acero5Procesos
primarios5Coquizacin5Sinterizacin5Peletizacin5Arrabio y acero6Alto
Horno6Reacciones principales6Horno8Horno Bsico de Oxigeno (Basic
Oxygen Furnace)8Horno de arco elctrico (Electric Arc
Furnace)9Colada Contnua10Laminacin en caliente12Molino de
placa12Molino de Placa Steckel12Molino de tira13Skin Pass13Molino
de perfiles pesados13Laminacin en fro13Molino reductor13Molino
templador14Lneas de estaado y cromado14Lneas de
tenso-nivelado14Procedimiento Bessemer.14Primer perodo15Segundo
perodo15Tercer perodo16Procedimiento Thomas16Primer perodo17Segundo
perodo18Tercer perodo18Industria siderrgica19Industria siderrgica
en china20Industria siderrgica en Mxico21Los cinco los que frenan a
la industria del acero23A Pesar De Las Trabas, Las Ventas
Aumentan28El Acero y la Qumica28Importancia del acero hoy y
maana32Mesografa33
IntroduccinEl acero se puede obtener a partir de dos materias
primas fundamentales: El arrabio, obtenido a partir de mineral en
instalaciones dotadas de alto horno (proceso Integral) Las
chatarras tanto frricas como inoxidables, El tipo de materia prima
condiciona el proceso de fabricacin. En lneas generales, para
fabricar acero a partir de arrabio se utiliza el convertidor con
oxgeno, mientras que partiendo de chatarra como nica materia prima
se utiliza exclusivamente el horno de arco elctrico (proceso
electro-siderrgico). Los procesos en horno de arco elctrico pueden
usar casi un 100% de chatarra metlica como primera materia [Steel
Recycling Institute; 2000], convirtindolo en un proceso ms
favorable desde un punto de vista ecolgico. Aun as, la media de las
estadsticas actuales calcula que el 85% de las materias primas
utilizadas en los hornos de arco elctrico son chatarra metlica
[Wolf, B.; et al; 2001]. Las estimaciones del porcentaje mundial de
industrias que utilizan el convertidor con oxgeno en 1995 eran del
59% y de un 33% para las que utilizaban horno de arco elctrico
[Wolf, B.; et al; 2001]. Las aleaciones de acero se realizan
generalmente a travs del horno de arco elctrico, incluyendo el
acero inoxidable. En algunos tipos de acero inoxidable se aade a su
composicin molibdeno, titanio, niobio u otro elemento con el fin de
conferir a los aceros distintas propiedades. Tras el proceso de
reconversin industrial de la siderurgia en Espaa se abandon la va
del alto horno y se apost de forma decidida por la obtencin de
acero a travs de horno elctrico. En este proceso, la materia prima
es la chatarra, a la que se le presta una especial atencin, con el
fin de obtener un elevado grado de calidad de la misma. Para ello,
la chatarra es sometida a unos severos controles e inspecciones por
parte del fabricante de acero, tanto en su lugar de origen como en
el momento de la recepcin del material en fbrica. La calidad de la
chatarra depende de tres factores: Su facilidad para ser cargada en
el horno Su comportamiento de fusin (densidad de la chatarra,
tamao, espesor, forma) Su composicin, siendo fundamental la
presencia de elementos residuales que sean difciles de eliminar en
el proceso del horno Atendiendo a su procedencia, la chatarra se
puede clasificar en tres grandes grupos: a) Chatarra reciclada:
formada por despuntes, rechazos, etc. originados en la propia
fbrica. Se trata de una chatarra de excelente calidad. b) Chatarra
de transformacin: producida durante la fabricacin de piezas y
componentes de acero (virutas de mquinas herramientas, recortes de
prensas y guillotinas, etc.). c) Chatarra de recuperacin: suele ser
la mayor parte de la chatarra que se emplea en la acera y procede
del desguace de edificios con estructura de acero, plantas
industriales
Proceso de fabricacin del aceroProcesos primariosCoquizacinEn el
proceso de coquizacin del carbn utilizando el horno de subproductos
de coque, la materia voltil del carbn se evapora y expulsa. Esta
materia voltil sale de las cmaras del horno de coque en forma de
gas primario caliente. Tras abandonar el horno de coque, dicho gas
primario se enfra, produciendo un flujo de lquido condensado y un
flujo de gas.La finalidad de la planta de subproductos consiste en
recoger estos dos flujos de los hornos de coque, procesarlos, para
posteriormente recuperar los subproductos qumicos del carbn y
tratar el gas de forma que ste se pueda utilizar como gas
combustible.SinterizacinEs el tratamiento trmico de un polvo o
compactado metlico o cermico a una temperatura inferior a la de
fusin de la mezcla, para incrementar la fuerza y la resistencia de
la pieza creando enlaces fuertes entre las partculas.En la
sinterizacin las partculas coalescen por difusin al estado slido a
muy altas temperaturas, pero por debajo del punto de fusin o
vitrificacin del compuesto que se desea sinterizar. En el proceso,
se produce difusin atmica entre las superficies de contacto de las
partculas, lo que provoca que resulten qumicamente
unidas.PeletizacinEs un proceso que consiste en la aglomeracin del
mineral de fierro proveniente de yacimientos propios (previamente
pulverizado), es transformado en discos de boleo en esferas slidas
de 12 milmetros de dimetro denominadas plets.El pelt y el coque son
los insumos fundamentales en los altos hornos.Arrabio y aceroAlto
HornoEl alto horno es la instalacin industrial donde se transforma
o trabaja el mineral de hierro, 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.La parte inferior del horno est dotada de varias
aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso
del aire que enciende el coque.Cerca del fondo se encuentra un
orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra (o vaca) el
alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay
otro agujero para retirar la escoria.La parte superior del horno
contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas
redondas, cerradas por vlvulas en forma de campana, por las que se
introduce el mineral de hierro, el coque y la caliza.Una vez
obtenido el arrabio lquido, se puede introducir en distintos tipos
de coladura para obtener unos materiales determinados: la colada
convencional, de la que se obtienen productos acabados; la colada
continua, de la que se obtienen trenes de laminacin y, finalmente,
la colada sobre lingoteras, de la que lgicamente se obtienen
lingotes.Reacciones principalesLa primera consiste en reducir
mediante el monxido de carbono los xidos de hierro presentes en el
mineral de hierro.Produccin del agente reductor CO (monxido de
carbono):La reaccin general esuuola:
Dado el exceso de carbono y la temperatura, hay una conversin de
todo el oxgeno en monxido de carbono.En realidad, la reaccin
anterior se produce por dos reacciones sucesivas:
A continuacin,
A partir de ah, la reaccin de reduccin de los xidos de hierro es
la siguiente: El coque tiene dos funciones: Por la combustin, se
produce el agente reductor, sobre todo a la salida de las toberas.
La reaccin es altamente exotrmica, se alcanzan temperaturas de 2200
C. Se consume el dixido de carbono (CO2), producido por la reduccin
de los xidos de hierro para regenerar el agente reductor (CO), de
los xidos de hierro.La reduccin de los xidos de hierroLos xidos de
hierro se reducen siguiendo la siguiente secuencia:
La secuencia de la temperatura en la cuba es (desde arriba de la
cuba en funcin de la temperatura):
T > 320 C 620 C < T < 950 C
T > 950 C
En el fondo de la cuba, se produce la regeneracin del CO por la
reaccin de Boudouard a una temperatura de alrededor de 1000 - 1050
C.HornoEn un gran recipiente en forma de pera, recubierto con
ladrillo refractario, se carga arrabio (80%) y chatarra slida (20%)
y se inyecta oxgeno para remover impurezas como carbn, fsforo,
azufre y silicio.Horno Bsico de Oxigeno (Basic Oxygen Furnace)El
nombre del horno se debe a que tiene un recubrimiento de
refractario de la lnea bsica y a la inyeccin del oxgeno.Este horno
fue inventado por Sir Henrry Bessemer a mediados de 1800El Proceso
BOF se origin en Austria en 1952, fue hecho para convertir arrabio
con bajo contenido de fosforo (0.3%) se bautiz con las iniciales LD
Lanza de Linz, Luego la tcnica se extendi para arrabios de alto
fosforo, mediante la adicin al chorro de oxigeno de polvo de piedra
caliza. Entonces se logr la produccin de aceros con arrabio de
contenidos con alto fosforo que llegan al 2%.PARTES Cmara de Acero,
recubierta por dentro con material refractario, montada en
chumaceras que le permiten girar Lanza de oxigeno enfriada con
aguaEl horno de oxgeno bsico no quema combustible, por lo que es
rentable, pero requiere la creacin separada de hierro fundido por
la quema del coque en un alto horno para fundir el hierro a partir
de su mineral. Debido a que un BOF utiliza el calor inherente de
hierro fundido en forma de una fuente de energa, el funcionamiento
eficiente requiere lotes promedio de 250 toneladas. A diferencia de
las emisiones mnimas de un horno de arco elctrico, un horno de
oxgeno bsico emite, relativamente, una gran cantidad de gases
contaminantes y el polvo que requieren un tratamiento costoso a
travs de depuradores de aire, precipitadores electrostticos y
filtros antes de ser liberados a la atmsfera. Cuando ambos tipos de
hornos estn terminados, se vierte el acero fundido en un recipiente
llamado "cuchara de colada" que lleva el metal fundido a un molino
cercano, donde ser fundido o forjado en productos.Horno de arco
elctrico (Electric Arc Furnace)Un horno de arco elctrico fabrica
(EAF, por sus siglas en ingls) nuevo acero de la chatarra vieja de
acero. Se trata de una caldera de acero con una tapa gigante
forrada con material refractario de cermica resistente al calor. Su
tapa se levanta para la carga con chatarra. La tapa tambin contiene
los tres electrodos de grafito que crean el arco elctrico para
fundir la chatarra en acero nuevo. Despus de la carga, se bajan los
electrodos en la chatarra y se alimenta de energa al horno. La
electricidad se arquea entre los electrodos generando el calor
necesario para fundir la chatarra de acero. Los compuestos
fundentes eliminan las impurezas. Para obtener ms calor, las
siderrgicas inyectan carbn pulverizado y el oxgeno para
complementar el calor elctrico. Aproximadamente un tercio del calor
en los hornos de arco elctrico proviene de la inyeccin de
combustible y del oxgeno.Los tamaos de un horno de arco elctrico
van desde la tonelada de capacidad (utilizado en fundiciones) hasta
las 400 toneladas de capacidad utilizado en la industria
metalrgica. Adems, existen hornos de laboratorio y usados por
dentistas que tienen una capacidad de apenas doce gramos.La
temperatura en el interior de un horno de arco elctrico puede
alcanzar los 1800 grados Celsius.Producir una tonelada de acero en
un horno de arco elctrico requiere aproximadamente de 400 kWh de
electricidad por tonelada corta, o alrededor de 440 kWh por
tonelada mtrica. La cantidad mnima terica de energa requerida para
fundir una tonelada de chatarra de acero es de 300 kWh (punto de
fusin 1520C/2768F). Por lo tanto, dicho horno de arco elctrico de
300 toneladas y 300 MVA requerira aproximadamente de 132 MWh de
energa para fundir el acero, y un "tiempo de encendido" (el tiempo
que el acero se funde con un arco) de aproximadamente 37 minutos.
La fabricacin de acero con arco elctrico es slo rentable donde hay
electricidad abundante, con una red elctrica bien
desarrollada.Tubos de carga: Alimentacin de concentrado electrodos
gases de salida canal de escoria de convertidor mataColada Contnua
Es uno de los procesos ms antiguos que se conocen para trabajar los
metales, es el proceso que da forma a un objeto al entrar material
lquido en una cavidad formada en un bloque de arena aglomerada u
otro material que se llama molde y dejar que se solidifique el
lquido.Se producen barras que avanzan y se solidifican a medida que
se va vertiendo el metal lquido en una lingotera sin fondo, que se
alimenta indefinidamente.Con este proceso se pueden formar,
directamente del acero lquido, secciones semi-acabadas sin tener
que pasar por la fase de lingote y las etapas de recalentamiento y
de laminacin de desbaste.En una lingotera abierta por ambos
extremos y enrgicamente refrigerada, se forma una capa slida en la
vena de la colada que se cuela por su interior.Se hace descender la
capa slida llena de metal lquido que se desprende de la lingotera
por contraccin al enfriarse, para hacer progresar en el aire la
solidificacin a la totalidad de la barra.
Elementos principales de una instalacin de colada continua de
acero.1. Cuchara de colada. (De vaciado por arriba o por el
fondo)2. Depsito distribuidor. (Asegura la perfecta separacin de la
escoria)3. Lingotera. (Abierta por los dos extremos, sometida a
movimiento alternativo)4. Seccin de refrigeracin. (Corriente de
agua o agua pulverizada)5. Mecanismo enderezador. (Rodillos que
obligan a pasar la barra entre ellos)6. Mecanismo de corte.
(Oxicorte, con varios sopletes para seccionar la barra)7. Sistema
de extraccin. (Avance continuo, almacenamiento de barras).Tipos de
mquinas de colada.1. Mquina de molde recto vertical. 2. Mquina de
descarga curva.3. Mquina de molde curvado.Velocidad de extraccin y
capacidad de colada:Se superan los 12 m/min para secciones pequeas.
La duracin de la colada en la cuchara se limita a 45 minutos con
vaciado de fondo y a 75 minutos con inclinacin de la
cuchara.Ventajas de la colada continua:En la colada ordinaria se
tienen los siguientes defectos:1. Rechupes, uso de mazarotas,
prdidas de metal.2. Segregaciones originan diferencias de
composicin entre cabecera y pie y entre paredes y centro de los
lingotes.3. Es necesario producir desbastes intermedios y lingotes
cada vez mayores; por consiguiente se deben aumentar tamaos de
hornos y laminadores.En la colada continua:1. No hay rechupe porque
el hueco que se produce a causa de la contraccin se llena
inmediatamente.2. Se reduce la importancia de segregacin
transversal y desaparece la longitudinal, pues las secciones de la
barra son relativamente pequeas.3. La colada continua es ms rpida y
sencilla que la colada en lingoteras, se disminuye por eso su costo
de operacin, se suprimen los hornos de fosa de precalentamiento de
los lingotes y los trenes desbastadores.Laminacin en calienteMolino
de placaRecalentado al igual en la lnera de tira, el planchn de 8
pulgadas de espesor es un reducido en caliente en 2 castillos
reversibles, provisto de rodillos horizontales. Se genera una placa
de entre 1/4 y 3 pulgadas que es enfriada, nivelada y cortada a las
dimensiones requeridasMolino de Placa SteckelDesde los primeros das
de la tecnologa convencional del Molino de laminado-caliente para
los productos de la lmina rolada en caliente se ha movido
enormemente. La produccin de hoy de la lmina caliente es un proceso
altamente automatizado, proceso de costo-eficiente, produciendo
alta calidad, productos de alto valor-agregado para mercados
especializados tambin como para los mercados comerciales.Sobre este
perodo del tiempo, no puede ser dicho lo mismo para el molino de
placa. Como comparacin, los molinos de placa son generalmente de
bajo volumen, procesos interrumpidos, con eficacia operacional
limitada. Este campo del rolado, los progresos en concepto del
equipo y la utilizacin de activo no han mantenido paso con mejoras
en calidad y caractersticas del producto. Eso ahora parece
cambiar.La configuracin de la Placa-Steckel permite capacidades ms
altas de la produccin y ofrece el potencial para un
significativo-reduccin en los costos de produccin. La base de esta
mejora es la divisin de una lmina rolada en placas.Molino de
tiraLos planchones son recalentados a 1260C en hornos continuos,
rolados en caliente a travs de castillos en serie (Tndem) provistos
de rodillos horizontales que reducen el planchn de un espesor de 8"
hasta convertirse en una delgada cinta de 0.060" a 0.3", es
enfriada y enrollada.Skin PassEs una caja de laminacin de tipo
cuarto 2 cilindros de trabajo y dos de apoyo-, con apriete
hidrulico, accionada mediante motores de c.a. de frecuencia
variable, y con capacidad para utilizar dos tamaos de cilindros de
trabajo (440mm y 650mm), situada, dentro de la lnea de galvanizado
entre los tanques de enfriamiento posteriores a su paso por el bao
de cinc lquido-, y la galga de espesor de recubrimiento, anterior
al proceso de cromatado y corte.Los objetivos fundamentales del
Skin-pass son modificar las caractersticas mecnicas del acero de la
banda y proporcionar el acabado superficial deseado por el
cliente.Molino de perfiles pesadosPor laminado en caliente, a
partir de un bloque cuadrado denominado tocho se producen perfiles
estructurales (vigas, canales y ngulo). El tocho es procesado en
una serie de pases a travs de rodillos horizontales y verticales,
hasta lograr las formas y dimensiones deseadasLaminacin en
froMolino reductorEn un proceso de laminacin en fro, por prensado y
elongacin, se modifican las propiedades mecnicas y la calidad
superficial de la cinta de acero a travs de rodillos horizontales
situados de 4 o 5 castillos en serie, hasta reducir el espesor
original entre 50 y 90%Molino templadorA fin de alcanzar las
propiedades de dureza y forma requeridas, la cinta rolada en frio
es sometida a templado en un molino con rodillos horizontales y
bridas de tensin. La superficie de los rodillos determina la
textura de la cinta.Lneas de estaado y cromadoMediante procesos de
electrlisis, la lmina templada previamente de estao o cromo en el
espesor deseado, para aumentar su resistencia a la corrosin por
diversos agentes.Lneas de tenso-niveladoDestinado a proporcionar a
la cinta de acero mxima planura, el tenso-nivelado flexionado (con
rodillo) y elongado (con bridas) las fibras metlicas deformadas por
el prensado o estiramiento durante el templado.Procedimiento
Bessemer.Para el procedimiento Bessemer el convertidor se reviste
interiormente de ladrillos refractarios de slice (no menos de 94.5%
de SiO2) y arena cuarzosa, los que suelen fundirse a 1710C. Este
revestimiento no se corroe por las escorias de carcter cido, por
consiguiente en este convertidor solo pueden tratarse arrabios al
silicio.El aire que entra en la masa fundida suministra el oxgeno
que en primera instancia interacta con el hierro para formar xido
ferroso (FeO). Por consiguiente las impurezas comienzan a oxidarse
en dos direcciones: por al oxgeno del aire que pasa a travs del
metal y por el xido ferroso que se forma y disuelve en el metal
fundido.Durante la inyeccin de aire para hacerlo pasar a travs del
metal se diferencias tres perodos caractersticos: La oxidacin del
hierro, silicio, manganeso y la formacin de la escoria. La quema
del carbono La desoxidacin o la desoxidacin-carburacinPrimer
perodoEn esta etapa se oxida el hierro, el silicio y el manganeso
generando calor por lo que el metal se calienta. Durante este
tiempo se forma la escoria. Las reacciones qumicas que se producen
son:I. II. III. A su vez los xidos generados entran en combinacin
segn:I. II. Y forman la escoria.Si la cantidad de por la oxidacin
del silicio contenido en el arrabio no es suficiente, pasa a la
escoria la slice del revestimiento del convertidor.Todos estos
procesos de oxidacin han calentado el metal y se produce la segunda
etapa.Segundo perodoDada la alta temperatura del metal comienza a
quemarse el carbono:
Este proceso se realiza con absorcin de calor, pero el metal no
se enfra porque al mismo tiempo se est oxidando el hierro en el
convertidor que suple el calor necesario para mantener la
temperatura.El monxido de carbono que se produce, produce una
fuerte ebullicin del metal y al salir del convertidor se quema con
el aire atmosfrico, formando dixido de carbono, el convertidor
genera una llamarada clara. A medida que se consume el carbono, la
llama comienza a extinguirse hasta desaparecer por completo, esto
indica que el carbono se ha quemado casi en su totalidad y marca el
fin de la segunda etapa.Tercer perodoEn este momento se interrumpe
la insuflacin de aire, ya que con su suministro ulterior y con muy
poco carbono comenzar a oxidarse el propio hierro a xido frrico con
las consiguientes prdidas de metal.Una vez interrumpido el
suministro de aire el convertidor se lleva a la posicin horizontal
para realizar la desoxidacin y carburacin del acero. El objetivo de
este paso es eliminar el oxgeno disuelto como , como desoxidantes
generalmente se utilizan las ferroleaciones y el aluminio puro.
Para elevar el contenido de carbono en el acero a los valores
deseados se utiliza una fundicin especial.El material terminado se
convierte a grandes lingotes para su uso en los laminadores.El
acero Bessemer se utiliza en piezas de uso general, varillas para
hormign armado, vigas laminadas, hierro comercial para
construcciones y similares.Las deficiencias de este mtodo son: La
imposibilidad de eliminar del metal el fsforo y el azufre La
elevada prdida de hierro por oxidacin (8-15%) La saturacin del
hierro con nitrgeno y xido de hierro que empeoran su
calidad.Procedimiento ThomasEn este convertidor el interior se
reviste de material refractario bsico, ladrillos de magnesita en
las paredes y el fondo con una mezcla de brea de carbn mineral y
dolomita. Como fundente para la formacin de la escoria se utiliza
la cal viva () con un contenido mnimo de los xidos cidos slice () y
almina ().Surge de la necesidad de tratar las fundiciones con alto
contenido de fsforo, obtenidas de menas ferrosas que se encuentran
bastante propagadas en la corteza terrestre. A su vez el contenido
de slice debe ser muy bajo (menos de 0.5%) para evitar el uso
excesivo de fundente neutralizador.El proceso de fundicin en un
convertidor Thomas se efecta del modo siguiente: primero se carga
el convertidor con la cal, despus se vierte el hierro fundido, se
inicia el viento y se gira el convertidor a la posicin vertical.Lo
primero que pasa es a oxidacin del hierro segn la reaccin:
El xido ferroso formado se disuelve en el metal y oxida el resto
de las impurezas Si, Mn, C y el fsforo.Se distinguen tres
perodos:
Oxidacin del silicio y el manganeso Combustin intensa del
carbono Oxidacin del fsforo.Primer perodoLa oxidacin del silicio
produce slice, la slice formada SiO2, se une a la cal (xido de
calcio) segn la reaccin:
Y pasa a la escoria.El xido de manganeso (MnO) y una parte del
xido ferroso (FeO) tambin pasan a la escoria, en este perodo el
metal se calienta dado que las reacciones producen calor y comienza
el segundo perodo.Segundo perodoEl metal se ha calentado suficiente
y el carbono comienza a quemarse de manera intensa segn la
reaccin:
El bao comienza a ebullir por la produccin del monxido de
carbono y el horno genera una llamarada clara por la boca debido a
la combustin del CO con el oxgeno del aire de la atmsfera. El
contenido de carbono se reduce a un valor mnimo y el metal se enfra
con lo que comienza el tercer perodo.Tercer perodoEn este momento
comienza la oxidacin del fsforo y comienza a elevarse de nuevo la
temperatura del metal, las reacciones caractersticas de esta etapa
son:I. II. III. En la oxidacin del fsforo y la subsiguiente reaccin
de su xido con otros, se desprende una considerable cantidad de
calor y el metal se calienta rpidamente. El fosfato clcico formado
pasa a la escoria.Cuando se ha terminado la oxidacin del fsforo y
su paso a la escoria, el convertidor se gira a la posicin
horizontal, se interrumpe el aire y se descarga la escoria para
evitar que el fsforo y el xido ferroso que contiene puedan volver
al metal.Finalmente se desoxida el metal o se desoxida-cementa.En
el proceso Thomas se produce cierta extraccin del azufre que pasa a
la escoria en forma de sulfuros de manganeso (MnS) y de calcio
(CaS).Despus de la desoxidacin el acero se sangra en la cuchara y
se cuela en lingoteras para la produccin de lingotes.El acero
producido tiene aplicacin en el laminado de hierro en chapas,
alambres e hierro comercial.El mtodo de los convertidores en
general, tiene la ventaja de su alto rendimiento, la simplicidad
relativa de la instalacin, gastos bsicos bajos y la ausencia del
consumo de energa para calentar el metal, pero no resuelve de
manera ptima la obtencin de aceros de diferentes calidades, no
sirven para tratar todos los tipos de arrabio nacidos de la
infinidad de menas disponibles y en ellos solo puede utilizarse de
manera limitada la gran cantidad de chatarra disponible en la
industria.Industria siderrgicaEs la que produce metales, ms
comnmente acero. Se denomina siderurgia a la tcnica del tratamiento
del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de ste o de sus
aleaciones. El proceso de transformacin del mineral de hierro
comienza desde su extraccin en las minas. El hierro se encuentra
presente en la naturaleza en forma de xidos, hidrxidos, carbonatos,
silicatos y sulfuros. Los ms utilizados por la siderurgia son los
xidos, hidrxidos y carbonatos. Los procesos bsicos de transformacin
son los siguientes: Y la magnetita
)Estos minerales se encuentran combinados en rocas, las cuales
contienen elementos indeseados denominados gangas. Parte de la
ganga puede ser separada del mineral de hierro antes de su envo a
la siderurgia, existiendo principalmente dos mtodos de separacin:
Imantacin: consiste en hacer pasar las rocas por un cilindro
imantado de modo que aquellas que contengan mineral de hierro se
adhieran al cilindro y caigan separadas de las otras rocas, que
precipitan en un sector aparte. El inconveniente de este proceso
reside en que la mayora de las reservas de minerales de hierro se
encuentran en forma de hematita, la cual no es magntica. Separacin
por densidad: se sumergen todas las rocas en agua, la cual tiene
una densidad intermedia entre la ganga y el mineral de hierro. El
inconveniente de este mtodo es que el mineral se humedece siendo
esto perjudicial en el proceso siderrgico. Una vez realizada la
separacin, el mineral de hierro es llevado a la planta siderrgica
donde ser procesado para convertirlo primeramente en arrabio y
posteriormente en acero.Industria siderrgica en chinaLa industria
del acero de China se recuper en 2013, con el total de sus
ganancias que rondan las 22 mil 900 millones de yuanes (unos 3 mil
800 millones de dlares), mucho ms que ($264 millones de dlares del
2012), segn la Asociacin Siderrgica de China (CISA).CISA dijo, sin
embargo, que la industria siderrgica de la nacin todava tiene que
prepararse para las dificultades en el largo plazo, citando el
altsimo costo de las materias primas y la
sobrecapacidad.Estadsticas de CISA muestran que las ventas totales
de las empresas de acero grandes y medianas de China avanzaron 3,9
por ciento a 3,7 billones de yuanes ($610 mil millones de dlares)
el ao pasado. Diecisis empresas de acero estaban todava en el color
rojo, 10 menos que la cifra en 2012, incurriendo en una prdida
total de 11,8 millones de yuanes ($1 mil 900 millones de dlares).La
tasa de ganancia de ventas se situ en el 0.62 por ciento, 0,66
puntos porcentuales por encima del nivel de 2012.Wuhan Iron and
Steel, por ejemplo, registr $247.3 millones de dlares en ganancias
en 2013, con las ganancias de los negocios no esenciales superando
los $ 511 millones de dlares), lo que demuestra que su negocio de
acero todava estaba sumido profundamente en nmeros rojos, segn
Wang.Industria siderrgica en MxicoAun cuando la crisis econmica de
finales de 2008 afecto fuertemente al sector, la produccin de acero
est logrando recobrar los niveles pre crisis-crisis. Para este ao
se espera un crecimiento de 5.4%, alcanzando 19.5 millones de
toneladas.Pese a la incertidumbre por los riesgos financieros y el
debilitamiento de los mercados internacionales, la industria
siderrgica mexicana conformada por ms 60 empresas que operan
alrededor de 180 plantas, ha logrado recuperarse y hoy atraviesa
por uno de sus mejores momentos. Mxico actualmente es el dcimo
tercer productor de acero del mundo y el segundo en LatinoamricaCon
una capacidad de produccin de acero lquido de 22 millones, en 2011
produjo 18.5 millones de toneladas, cifra 11% superior a la
alcanzada un ao antes (16.7 millones de toneladas), situando su
nivel de utilizacin de capacidad instalada en 84% (el ao pasado fue
de 75%). El valor de la produccin alcanz los 380,000 millones de
pesos (mdp).Para este ao, la Cmara Nacional de la Industria del
Hierro y del Acero (Canacero) que preside Ral Gutirrez Muguerza,
estima que la produccin alcance 19.5 millones de toneladas, lo que
significara un aumento de 5.4% y un valor 400,000 mdp.Esto, pese a
que los economistas de Citigroup han reducido nuevamente sus
pronsticos de crecimiento global para el 2012 y esperan que el
crecimiento global se desacelere de 3.0% en 2011 a 2.3% este ao
(antes 2.5%).Este estimado supone que Estados Unidos, el principal
mercado de las exportaciones mexicanas de acero, crecer alrededor
de 2%, que Asia seguir mostrando fuerte crecimiento, aunque algo ms
moderado y descartan un aterrizaje forzoso de China, mientras que
Europa estar en recesin (cada de 1.5% del PIB).Para Latinoamrica se
espera un crecimiento ms lento con inflacin controlada. En general,
Citi vislumbra que el entorno de tasas de inters bajas contine y
que las polticas monetarias provean liquidez en diversos pases
incluyendo entre otras economas desarrolladas a Estados Unidos,
Europa, Reino Unido, adems de las emergentes.
El Secretario de Economa, Bruno Ferrari, afirm que Mxico se ha
consolidado como segundo productor de acero en AL y el treceavo a
nivel mundial. Al participar en el 1er. Congreso Mexicano de la
Industria Siderrgica, el funcionario dijo que el Gobierno Federal
trabajar hombro con hombro con los industriales del acero para
incrementar la competitividad de la industria. Anunci que se pondrn
en marcha mecanismos para evaluar de manera conjunta los
compromisos que se asuman en beneficio de este sector.Detall que la
produccin nacional de acero alcanz 17 millones de toneladas en
2010, lo que signific un crecimiento anual de 21 por ciento y al
mes de junio de 2011, el crecimiento anual de la produccin de acero
fue superior al 11 por ciento.En junio de 2011, las exportaciones
acereras crecieron 32 por ciento con respecto al mismo mes del ao
pasado, con lo que se reafirm el liderazgo internacional de la
industria mexicana; y se estima que entre 2010 y 2015 se inviertan
en el sector 12 mil 864 millones de dlares.Luego de presentar un
balance detallado de la situacin econmica nacional, que avanza por
el camino correcto y a buen ritmo, aunque de forma ms moderada que
en meses anteriores, el Secretario se refiri tambin a los
beneficios que ha tenido la apertura comercial para muchas
industrias mexicanas que han podido incursionar en nuevos mercados
y obtener insumos a precios mucho ms competitivos, en beneficio de
la innovacin, la productividad y el crecimiento.Los cinco los que
frenan a la industria del aceroPara Andrs Ramrez, vocero de la
firma ferretera Organizacin G&J, uno de los grandes problemas
que debe afrontar la industria es el alto costo de la energa
elctrica y el gas que usa en la produccin y los precios de
transporte de estos productos. Adems de esto, Ramrez destac, entre
las variables de entorno que afectan la productividad siderrgica
nacional, la difcil obtencin de materia prima para todas las
siderrgicas tanto las que trabajan con chatarra (conocidas como
semi-integradas) como Diaco, Sidenal, Acasa y Sidoc, y las de
mineral ferroso como Aceras PazdelRo.Segn cifras de la Cmara de
Fedemetales de la Andi, actualmente el pas est demandando un total
de 1,9 millones de toneladas de aceros largos al ao. Pero la
industria siderrgica nacional solo cuenta con la capacidad de
producir 1,2 millones de toneladas.Por esta razn, Ramrez afirm que
la demanda interna obliga a importar el acero que el pas no
produce, que asciende a alrededor de 700.000 toneladas. Ramrez
agreg que, ante este escenario, es necesario importar acero para
evitar un desabastecimiento del material, que es esencial para el
sector de la construccin.Segn el analista Luis Bernardo Naranjo,
desde que el pas sea deficitario en produccin de materia prima para
producir acero, es completamente racional importar el acero que las
siderrgicas no logran producir. Es el nico sector en donde la
demanda sigue al alza y las siderrgicas se quejan.Sin embargo,
otros expertos del sector aseguran que las importaciones es uno de
los grandes dolores de cabeza de la industria, razn por la que los
trabajadores de Diaco, Sidenal y Paz del Ro protestaron durante la
semana pasada, pidiendo protecciones arancelarias y limitacin a los
tratados de libre comercio, adems de control al dumping y al
contrabando de acero.Carlos Arturo Zuluaga, presidente de Acesco,
afirm que el nivel de competencia de productos importados ha
crecido notablemente apoyados principalmente por unos muy bajos
precios de productos de la China y, por el otro, la revaluacin que
hace estas importaciones muy baratas. Para Zuluaga es China, por
encima de Mxico, Trinidad y Tobago y Turqua, quien representa el
mayor problema pues sus niveles de precios estn por debajo de los
precios de mercado. Esto lo hemos demostrado en la demanda
anti-dumping colocada contra los productos galvanizados
provenientes de la China. Esperamos que el Gobierno pueda acelerar
esta investigacin y colocar las medidas de salvaguardia
pertinentes.As, segn Zuluaga, el gran problema reside en que hoy es
mucho ms fcil importar que producir en el pas, razn por la que los
industriales se dedican a importar tambin por la imposibilidad de
competir con los precios del material importado chino.La
desaceleracin econmica de Turqua y Brasil, entre otros pases, llev
desde el ao pasado a los mercados sper habitarios a incrementar la
exportacin de excedentes de productos de acero a mercados como el
colombiano que, adems de ser deficitario, tiene una tasa de cambio
que es competitiva para las importaciones por la revaluacin del
peso.Frente a ello, la Organizacin G&J comunic que los grandes
productores de acero nacional tambin importaron acero. Por ejemplo,
Sidenal report importaciones por un total de 6.500 toneladas el ao
pasado al igual que Diaco que en el transcurso del 2012 importo
6.000 toneladas.Naranjo tambin afirm que la industria tiene un
problema relacionado a los canales de distribucin, pues los grandes
productores decidieron prescindir de estos y llegarle de manera
directa al consumidor. Por esa razn, las firmas comercializadoras
tomaron la decisin de importar el acero. Por ltimo, Ramrez destac
la falta de modernizacin del sector, que no le permite a la
industria ser competitiva frente a actores extranjeros. As las
cosas, el sector de la construccin se ve afectado debido a que en
un panorama de una gran demanda de vivienda, tambin hay una gran
demanda de acero, que sube los precios del metro cuadrado
construido.
A Pesar De Las Trabas, Las Ventas AumentanSegn cifras de
Fedemetal, la industria siderrgica atraviesa por un buen momento en
cuanto a ventas, pues el consumo aparente de acero tuvo un aumento
de alrededor el 9,7% anual entre enero y noviembre del ao pasado, y
un aumento en un 22% en consumo de largos, es decir, de varillas
para la construccin. Segn Ramrez, vocero de G&J la entrada de
nuevos competidores al mercado nacional, las obras de
infraestructura alrededor del pas, el programa de viviendas
gratuitas impulsado por el gobierno e, incluso, el acero importado
a mejores precios son los factores que han aportado a que la
demanda se mantenga al alza en Colombia. Para los analistas, el
acero que se importa debera considerarse como un llamado de atencin
a las siderrgicas nacionales para que se vuelvan productivas y
eficientes.El Acero y la QumicaComposicin del acero. Acero es una
aleacin de hierro y carbono que contiene otros elementos de
aleacin, los cuales le confieren propiedades mecnicas especficas
para su utilizacin en la industria metalmecnica. Aunque el Carbono
es el elemento bsico a aadir al Hierro, los otros elementos, segn
su porcentaje, ofrecen caractersticas especficas para determinadas
aplicaciones, como herramientas, cuchillas, soportes, etc.
Elementos De Aleacin En Los Aceros Componentes: Aluminio (Al): EL
Aluminio es usado principalmente como desoxidante en la elaboracin
de acero. El Aluminio tambin reduce el crecimiento del grano al
formar xidos y nitruros. Azufre (S): El Azufre se considera como un
elemento perjudicial en las aleaciones de acero, una impureza. Sin
embargo, en ocasiones se agrega hasta 0.25% de azufre para mejorar
la maquinabilidad. Los aceros altos en azufre son difciles de
soldar pueden causar porosidad en las soldaduras. Carbono (C): El
Carbn - Carbono es el elemento de aleacin ms efectivo, eficiente y
de bajo costo. En aceros enfriados lentamente, el carbn forma
carburo de hierro y cementita, la cual con la ferrita forma a su
vez la perlita. Cuando el acero se enfra ms rpidamente, el acero al
carbn muestra endurecimiento superficial. El carbn es el elemento
responsable de dar la dureza y alta resistencia del acero. Boro
(B): El Boro logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando
el acero est totalmente desoxidado. Una pequea cantidad de Boro,
(0.001%) tiene un efecto marcado en el endurecimiento del acero, ya
que tambin se combina con el carbono para formar los carburos que
dan al acero caractersticas de revestimiento duro. Cobalto (Co): El
Cobalto es un elemento poco habitual en los aceros, ya que
disminuye la capacidad de endurecimiento. Cromo (Cr): El Cromo es
un formador de ferrita, aumentando la profundidad del
endurecimiento. As mismo, aumenta la resistencia a altas
temperaturas y evita la corrosin. El Cromo es un elemento principal
de aleacin en aceros inoxidables, y debido a su capacidad de formar
carburos se utiliza en revestimientos o recubrimientos duros de
gran resistencia al desgaste, como mbolos, ejes, etc. Fsforo (P):
Fsforo se considera un elemento perjudicial en los aceros, casi una
impureza, al igual que el Azufre, ya que reduce la ductilidad y la
resistencia al impacto. Sin embargo, en algunos tipos de aceros se
agrega deliberadamente para aumentar su resistencia a la tensin y
mejorar la maquinabilidad. Manganeso (Mn): El Manganeso es uno de
los elementos fundamentales e indispensables, est presente en casi
todas las aleaciones de acero. El Manganeso es un formador de
ausentita, y al combinarse con el azufre previene la formacin de
sulfuro de hierro en los bordes del grano, altamente perjudicial
durante el proceso de laminacin. El Manganeso se usa para desoxidar
y aumentar su capacidad de endurecimiento. Molibdeno (Mo): El
Molibdeno tambin es un elemento habitual, ya que aumenta mucho la
profundidad de endurecimiento del acero, as como su resistencia al
impacto. El Molibdeno es el elemento ms efectivo para mejorar la
resistencia del acero a las bajas temperaturas, reduciendo, adems,
la perdida de resistencia por templado. Los aceros inoxidables
austeticos contienen Molibdeno para mejorar la resistencia a la
corrosin. Nitrgeno (N): El Nitrgeno puede agregarse a algunos tipos
de acero, para promover la formacin de austenita. Nquel (Ni): Es el
principal formador de austenita, que aumenta la tenacidad y
resistencia al impacto. El Nquel se utiliza mucho en los aceros
inoxidables, para aumentar la resistencia a la corrosin. El Nquel
ofrece propiedades nicas para soldar Fundicin. Plomo (Pb): El Plomo
es un ejemplo de elemento casi insoluble en Hierro. Se aade plomo a
muchos tipos de acero para mejorar en gran manera su
maquinabilidad. Titanio (Ti): Bsicamente, el Titanio se utiliza
para estabilizar y desoxidar acero, aunque debido a sus
propiedades, pocas veces se usa en soldaduras. Tungsteno (W): El
Tungsteno se aade para impartir gran resistencia a alta
temperatura. Vanadio (V): El Vanadio facilita la formacin de grano
pequeo y reduce la perdida de resistencia durante el templado,
aumentando por lo tanto la capacidad de endurecimiento Acero. El
hierro proviene principalmente del mineral hematites (Fe2O3) u xido
frrico. En los altos hornos se trata con carbn para quitarle el
oxgeno y liberar el metal de hierro o arrabio. En el proceso se
forma dixido de carbono (CO2). Tambin se le aade caliza (CaCO3
carbonato de calcio) para liberar las impurezas de slice (SiO2,
dixido de silicio) contenidas en el mineral.
Propiedades Mecnicas Del Acero. Resistencia al desgaste. Es la
resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando est
en contacto de friccin con otro material. Tenacidad. Es la
capacidad que tiene un material de absorber energa sin producir
Fisuras (resistencia al impacto). Maquinabilidad. Es la facilidad
que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por
arranque de viruta. Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero
para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) o unidades
ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre. El hierro se
produce silicato de calcio, llamado tambin escoria. El hierro y la
escoria se separan por gravedad, ya que la escoria es menos densa y
flota sobre el metal. El Acero es una mezcla de metales (aleacin)
formada por varios elementos qumicos, principalmente hierro y carbn
como componente minoritario (desde el 0,25% hasta el 1,5% en peso).
El acero inoxidable se caracteriza por su alta resistencia a la
corrosin. Es una mezcla de metales (aleacin), formada por hierro p.
Los cuatro tipos principales de acero inoxidable son:1) Austenitic:
es el tipo de acero inoxidable ms usado, con un contenido mnimo de
nquel del 7%. 2) Ferritic: tiene caractersticas similares al acero
suave pero con mejor resistencia a la corrosin. El contenido en
cromo vara del 12% al 17% en peso.3) Dplex: Es una mezcla del
ferritic y austenitic. Incrementa su resistencia y ductilidad.4) El
acero inoxidable de Martensitic contiene cromo entre el 11 hasta el
13%, es fuerte y duro y resistencia moderada a la corrosin.
Importancia del acero hoy y maanaEl acero es, como se mencion
anteriormente tal vez el material ms ampliamente utilizado en las
grandes edificaciones actuales, muy importante en las estructuras
por las caractersticas antes mencionadas. En la construccin de
puentes colgantes, los hilos, las cerchas y vigas que sostienen a
estos son hechas de acero. La rapidez de las construcciones lo hace
el favorito de la mayora de las constructoras ya que en cuanto
menor tiempo pase para la culminacin de un edificio, ms rpido se
van a lograr ganancias, adems en comparacin con las construcciones
de concreto las de acero son ms livianas, ofrecen espacios mucho ms
amplios, es sencillo hacer ventanales panormicos y edificaciones ms
altas. Una de las pocas desventajas del acero en la construccin es
que no es muy resistente a la corrosin y al fuego (aunque existen
aditivos y recubrimientos especiales para casos de incendio) y
requieren de mano de obra calificada. Junto con las estructuras de
acero se han desarrollado cerramientos y muros divisorios al igual
que entrepisos (la placa de piso de una construccin que separa uno
de otro) ms livianos y que no requieren de apoyo en grandes
dimensiones, fabricados adicionalmente de manera industrializada.
Tal vez en el futuro se obtengan mayores beneficios de las
estructuras de acero pero no deben estar muy alejadas de lo que
actualmente existe que de por si es asombroso, posiblemente en los
nuevos diseos (responsables de gran parte de los adelantos en s, ya
que con base en ellos se desarrollan mejoras en los materiales), se
logren nuevos adelantos.
Mesografahttp://www.banrepcultural.org/blaavirtual/ayudadetareas/matcon/matcon27.htmhttp://adrianajhdez.blogspot.mx/2013/02/horno-bof-horno-basico-de-oxigeno.htmlhttp://www.ehowenespanol.com/hornos-oxigeno-basico-vs-hornos-arco-electrico-info_267536/http://www.ingeteam.com/es-es/industria/siderurgia/p16_29_127/procesos-de-coquizacion.aspxhttps://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3319/7/55868-7.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Horno_de_arco_el%C3%A9ctricohttp://www.utp.edu.co/~publio17/coladacon.htmhttp://www.ahmsa.com/proceso-de-fabricacion-del-acerohttp://www.sabelotodo.org/metalurgia/acero.htmlhttp://elsemanario.com/revista_semanal/4_10_feb/3/http://www.manufactura.mx/industria/2012/09/26/automotriz-es-motor-del-acerohttp://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20060925130641AADXzRG
Parra Santiago Francisco JessGrupo: 615Pgina 1
