Metales ferrosos9Unidad

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Clasificación de los materiales.

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9.1. Metales ferrosos o férricos

A Principales yacimientos de mineral de hierro

Países productores de mineral de hierro.Principales yacimientos de mineral de hierro en España.

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Tipos de minerales de hierro

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9.2. Productos ferrosos

Diagrama de hierro-carbono.

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Productos ferrosos (continuación)

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Conceptos importantes.

METALURGIA: Ciencia que se encarga del estudio de los metales en general.

PRODUCTO METALÚRGICO: Son todos los metales, sus aleaciones y derivados.

PROCESO METALÚRGICO: Conjunto de procedimientos y técnicas de extracción y transformación de los productos metalúrgicos.

SIDERURGIA: Ciencia que se encarga del estudio de los metales férricos; es decir, es la metalurgia del hierro.

PRODUCTO SIDERÚRGICO: Es toda sustancia férrea que ha sufrido un proceso metalúrgico; es decir, el hierro y sus aleaciones.

PROCESO SIDERÚRGICO: Conjunto de procedimientos y técnicas de extracción y transformación de los productos siderúrgicos.

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9.2.1.- EL HIERRO.

Se considera hierro puro aquel que presenta un contenido de carbono inferior al 0,03%.

Realmente no tiene casi aplicación por los siguientes motivos:– Es difícil de obtener.– Sus propiedades mecánicas son malas comparándolas con las de

el resto de materiales férricos.

Sus aplicaciones se limitan a la industria eléctrica y electrónica por sus excelentes propiedades magnéticas

Fundamentalmente se utiliza en la construcción de armaduras de máquinas eléctricas como transformadores, inducidos y núcleos de

electroimanes.

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9.2.2.- EL ACERO

El acero es una aleación hierro-carbono ( Fe-C ) con una composición de carbono

comprendido entre el 0,03 y 1,76 %.

Podemos distinguir dos tipos de acero:- Acero Ordinario

- Acero Especial (aleado)

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EL ACERO (Continuación)

Las propiedades de los aceros son las siguientes:

• Son dúctiles y maleables. Estas propiedades disminuyen a medida que aumenta el contenido de carbono.

• Son tenaces. Ocurre lo mismo que con las propiedades anteriores; es decir, que disminuye a medida que aumenta el contenido de carbono.

• La dureza y fragilidad, que se incrementan con el contenido en carbono.

• Buena soldabilidad, que disminuyen a medida que aumenta el contenido de carbono.

• Se oxidan con facilidad, salvo los aceros inoxidables.• Admiten mejora de sus propiedades mediante la incorporación de

otros elementos metálicos a la aleación, o bien mediante tratamientos térmicos.

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Tipos de aceroA Aceros ordinariosSon aquellos aceros cuyo contenido en impurezas es muy bajo (entre

el 0,1 y el 0,4%), inferior a un valor concreto normalizado que varía con el tipo de impureza.

Aplicaciones de aceros duros y extraduros.

Aplicaciones de aceros semisuaves y semiduros.

Aplicaciones de aceros suaves y extrasuaves.

Clasificación de los aceros según el porcentaje de carbono.

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B Aceros aleados o especialesSon aquellos cuyo contenido en una o varias impurezas es superior al límite establecido para cada tipo de impureza.

Con la adición a la aleación de impurezas conseguimos mejorar las propiedades iniciales del acero. Cada tipo de impureza modifica de manera diferente dichas propiedades

Las impurezas más utilizadas son las siguientes:• Cromo y Niquel. Para la fabricación de acero inoxidable• Manganeso y Molibdeno. Aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, y

facilita la templabilidad.• Plomo. Favorece el mecanizado del acero por procedimientos de arranque de

viruta.• Vanadio. Aumenta la resistencia a la fatiga y resiliencia.• Wolframio. Proporciona muchísima dureza, y se utiliza para la fabricación de

herramientas de corte.

Tipos de acero (Continuación)

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El CENIM (Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas) clasifica a los productos metalúrgicos en cinco CLASES.

Cada clase, se divide en varias SERIES, caracterizadas por su tipo de aleación.

Las series se dividen en GRUPOS, con características afines y específicas.

Y los grupos se dividen en INDIVIDUOS, que definen un producto concreto.

Ejemplo: El producto F-1201 corresponde a una aleación férrea, de la serie 1, grupo 2, individuo 01

Denominación de los aceros.

Designación convencional numérica de los aceros.

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Presentaciones comerciales del acero

Palastros y Chapas. Barras. Perfiles.

Perfiles más usuales.

Barras más empleadas. Flejes. Perfiles especiales.

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9.2.3. FundicionesSe denomina fundición a la aleación de hierro con un contenido entre el

1,76 y el 6,67% de carbono. Ventajas de la fundición con respecto al acero:

– Su fabricación es más sencilla que la del acero, ya que su punto de fusión es más bajo

– El carbono se encuentra generalmente en forma de grafito, que es autolubricante, por lo tanto, la mecanización resulta más fácil.

– Poseen características mecánicas aceptables: mayor resistencia a la compresión, al desgaste y la oxidación que el acero.

– Las piezas de fundición, por su fácil fabricación, son más baratas que las de acero.

– Son fácilmente fusibles (de ahí su nombre), y generalmente se utilizan para la obtención de piezas por moldeo.

Inconvenientes de la fundición con respecto al acero:– Es un material frágil y quebradizo.– En general, no son dúctiles ni maleables, por tanto, no se pueden laminar.– Tampoco se pueden forjar ni soldar con facilidad.

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Fundiciones (Continuación)

A Clasificación de las fundiciones

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9.3. Proceso siderúrgico.

Proceso de obtención del acero y otros productos ferrosos.

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A Materia prima del horno altoMineral de hierroCarbón de coque Fundente

B Funcionamiento del horno alto

Horno alto.

Partes, medidas y temperaturas aproximadas de un horno alto.

Proceso siderúrgico.(Continuación)

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Materia prima que emplea el convertidor LD.

Características del horno convertidor.

Funcionamiento del convertidor.

El torpedo de arrabio descarga sobre la cuchara, y esta carga el convertidor

para producir acero ( procedimietno LD )

C Transformación del arrabio en acero: procedimiento LD

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Funcionamiento del convertidor o procedimiento LD.

Funcionamiento del convertidor.

21 Partes más importantes de un horno eléctrico.

D Obtención de acero a través de la chatarra. Horno eléctrico.

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Materia prima que utiliza el horno eléctrico

Características del horno eléctrico

Funcionamiento del horno eléctricoExterior de un horno eléctrico en funcionamiento.

Esquema de funcionamiento de un horno eléctrico.

Horno eléctrico.(Continuación)

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9.3.1. Colada del acero Colada convencional.

Colada sobre lingoteras.

Colada continua.

Planta de producción de colada continua. En la fotografía de la izquierda se están produciendo seis coladas simultáneamente.

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9.3.2 Trenes de laminación Laminación en caliente.

Laminación en frío.

Funcionamiento de la laminación.

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Esquema de funcionamiento de una instalación de trenes de laminación: 1. Tren desbastador; 2. Sección de enfriamiento; 3. Tren de bandas (para fabricación de chapa fina).

Tren de laminación.(Continuación)

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9.4. Impacto medioambiental de los productos ferrosos

A la hora de obtener la materia prima.

Durante la transformación del mineral en producto comercial.

Al desechar o reciclar un producto ferroso usado

Factoría de Villaverde.