Afino DE Acero de la materia procesos de fabricacion PDF

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ACABADO SUPERFICIAL UNA BREVE RESEÑA DE LO QUE ES EL ACABADO SUPERFICIAL...

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AFINO DE ACERO Aunque casi todo el hierro y acero que se fabrica en todo el mundo se obtienen a partir de arrabio producido en altos hornos, hay otros métodos de refinado del hierro que se han practicado de forma limitada. Uno de ellos es el denominado método directo para fabricar hierro y acero a partir del mineral, sin producir arrabio. En este proceso se mezclan mineral de hierro y coque en un horno de calcinación rotatorio y se calientan a una temperatura de unos 950 *C. El coque caliente desprende monóxido de carbono, igual que en un alto horno, y reduce los óxidos del mineral a hierro metálico. No tienen lugar las reacciones secundarias que ocurren un alto horno, y el horno de calcinación produce la llamada esponja de hierro, de mucha mayor pureza que el arrabio. puede producirse hierro prácticamente puro mediante electrólisis, haciendo pasar una corriente eléctrica a través de una disolución de cloruro de hierro. la producción del acero utilizan el arrabio como materia prima. El afino se efectúa por los siguientes métodos: convertidor (hogar abierto), proceso de inyección por oxígeno (soplado) y con horno eléctrico.El método el afino del arrabio se efectúa dentro de un gran recipiente revestido de una materia refractaria y con el fondo perforado. La colada a una temperatura de 1300 *C se agrega al convertidor que se mantiene en posición horizontal que evita que el

líquido alcance los orificios. El convertidor se endereza y comienza el soplado de aire una vez terminada la carga. Con esto se logra una temperatura de 1600*C. El proceso con el convertidor es muy rápido y dura alrededor de 20 minutos. Una desventaja de este método es que no permite un control muy exacto del producto. Aqui se emplean tres tipos de procesos: hierro fundido-chatarra, hierro fundido-mineral y sólo con hierro fundido. El método de soplado consiste en introducir un tubo al recipiente justo en la superficie del arrabio, insuflando oxígeno a gran presión, que permite una reducción rápida de los componentes lográndose así un afino en un corto tiempo y con buenos resultados de calidad del acero. el proceso de horno eléctrico, ya sea de arco o de inducción. Con este proceso se obtienen productos de alta calidad. El horno eléctrico está constituido por un horno recubierto de una bóveda, es con frecuencia basculante para facilitar el vaciado y la colada. Se emplean hornos de, arco independientes, hornos de arco directo con solera conductora o sin ella, hornos de resistencia, hornos de inducción. Los hornos eléctricos alcanzan fácilmente las 80 toneladas de arrabio y algunos las 200 toneladas, y permiten la utilización de acero homogéneo y bien desoxidado. Otra ventaja que presentan es la de fácil control de temperatura; así mismo alcanzan rápidamente temperaturas elevadas. Existe otro proceso para el afino que es el Dúplex, consistente en un primer afinado en el convertidor y luego se completa en el horno eléctrico Afino del acero Colado: Proceso por el que se eliminan las impurezas y se reduce la cantidad de carbono presente en el arrabio para transformarlo en un acero apto para la actividad industrial. Acero: Aleación de hierro y carbono en la que el porcentaje de carbono no supera el 2%. En la actualidad existen dos métodos

diferentes para realizar el colado del arrabio. Por un lado está el método convertidor LD y por otro el horno eléctrico. Convertidor LD Este sistema está formado por en una olla de acero recubierta en su interior con material refractario en la que se deposita el arrabio a tratar. A través de una lanza situada en la parte superior se inyecta oxígeno al recipiente. Debido a las altas temperaturas de trabajo, la lanza se enfría continuamente a través de serpentines de agua interiores para evitar que se funda. La carga y la descarga de la olla se hacen por la parte superior por lo que la olla está montada en ejes rotatorios que permiten su volcado. con chatarra seleccionada se coloca en posición vertical, se hace descender en su interior la lanza de oxígeno hasta unos 2 m por encima de la carga. A continuación se inyectan en el horno gran cantidad de oxígeno a elevada presión. El oxígeno reacciona con el carbono y otros elementos no deseados e inicia una reacción que quema con rapidez las impurezas del arrabio produciendo una escoria. Esta, al tener menor densidad, se sitúa en la parte superficial. Cuando el horno se ha cargado de arrabio procedente del torpedo y L Normalmente el chorro de oxigeno contiene polvo de piedra caliza — =que sirve para eliminar impurezas, entre las que destaca el fósforo. Terminado el proceso se inclina el horno para extraer la escoria, quedando abajo el acero afinado.Una vez obtenido el acero afinado, se le pueden añadir los elementos que formarán las distintas ferroaleaciones, o bien hacerlo más tarde cuando el acero afinado sea vertido en la cuchara. El proceso tarda unos 50 minutos, y estos sistema están dimensionados para poder producir unas 275 toneladas de acero por hornada. Una de las grandes ventajas que desde un principio se

observó en estos convertidores fue su capacidad para aceptar hasta un 20% de "chatarra junto con la carga de arrabio líquido . Horno eléctrico Los hornos eléctricos se emplean para producir acero inoxidable y aceros aleados de extraordinaria calidad que deben ser fabricados según especificaciones muy exigentes. El afinado se produce en una cámara hermética, donde los parámetros que intervienen en el proceso son controlados rigurosamente con dispositivos automáticos. En las primeras fases de este proceso de refinado se inyecta oxígeno de alta pureza a través de una lanza, lo que aumenta la temperatura del horno y disminuye el tiempo necesario para producir el acero. La cantidad de oxígeno inyectada se puede regular con precisión, lo que evita oxidaciones no deseadas.Una vez afinado, el acero se vierte sobre una cuchara recubierta de material refractario. Llega ahora el momento de transformar el producto obtenido y que todavía está fundido en láminas o piezas de acero sólido a partir de las cuales poder fabricar los objetos que sea necesario. Este proceso recibe el nombre de colada y puede hacerse de dos formas, convencional o continúa. Colada convencional Es uno de los procesos mas antiguos que se conocen para trabajar los metales. El proceso consiste en dar forma a un objeto al verter el material líquido en una cavidad formada en un bloque de arena aglomerada u otro material que se llama molde y dejar que se solidifique el líquido. Hornos Bessemer Es un horno en forma de pera que está forrado con refractario de línea ácida o básica. El convertidor se carga con chatarra fría y se le vacía arrabio derretido,

posteriormente se le inyecta aire a alta presión con lo que se eleva la temperatura por arriba del punto de fusión del hierro, haciendo que este hierva. Con lo anterior las impurezas son eliminadas y se obtiene acero de alta calidad. Este horno ha sido substituido por el BOF. Horno básico de oxígeno (BOF) Es un horno muy parecido al Bessemer con la gran diferencia de que a este horno en lugar de inyectar aire a presión se le inyecta oxígeno a presión, con lo que se eleva mucho más la temperatura que en el Bessemer y en un tiempo muy reducido. El nombre del horno se debe a que tiene un recubrimiento de refractario de la línea básica y a la inyección del oxígeno. La carga del horno está constituida por 75% de arrabio procedente del alto horno y el resto es chatarra y cal. La temperatura de operación del horno es superior a los 1650”C y es considerado como el sistema más eficiente para la producción de acero de alta calidad. PROCESO: 1. Se inclina el horno Con ayuda de una grúa puente y se añade el arrabio, el fundente y a veces chatarra 2. Se pone el horno en vertical y se baja la lanza para inyectar oxigeno (se lleva aproximadamente un tiempo de 15 minutos). En el metal fundido las impurezas se queman; el oxígeno reacciona con el carbono del arrabio y lo elimina en forma de bióxido/ monóxido de carbono. 3. Se inclina el horno y se saca la escoria que flota sobre el acero 4. Se vierte el acero sobre la cuchara y se añaden carbono y ferroaleaciones QUE RESULTA - Acero fundido

-Refinación del arrabio Horno de arco eléctrico Por lo regular son hornos que sólo se cargan con chatarra de acero de alta calidad. Son utilizados para la fusión de aceros para herramientas, de alta calidad, de resistencia a la temperatura o inoxidables. Considerando que estos hornos son para la producción de aceros de alta calidad siempre están recubiertos con ladrillos de la línea básica. También en estos hornos se inyecta oxigeno puro por medio de una lanza. Los hornos de arco eléctrico funcionan con tres electrodos de grafito los que pueden llegar a tener 760mm de diámetro y longitud de hasta 12m. La mayoría de los hornos operan a 40v y la corriente eléctrica es de 12,000 A. Estos equipos tienen un crisol o cuerpo de placa de acero forrado con refractario y su bóveda es de refractario también sostenida por un cincho de acero, por lo regular enfriado con agua. Estos equipos son los más utilizados en industrias de tamaño mediano y pequeño, en donde la producción del acero es para un fin determinado.

HORNOS HORNO ELECTRICO

CARACTERISTIC AS  

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HORNOS BESSEMER

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HORNO BÁSICO DE OXÍGENO (BOF)

TEMPERATU RAS

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está constituido por un horno recubierto de una bóveda medidas generales de los hornos eléctricos son: 60x60cm, 60x40cm, 90x60cm, 90x48cm y 60x48cm.

Si les indican cocinar a horno fuerte entonces deben precalentar hasta lograr una temperatur a de entre 190° y 230°.

VENTAJAS   

Alta Pureza Gran Eficiencia térmica Se puede controlar la temperatura dentro de intervalos muy precisos

DESVENTAJAS 

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es considerado como el sistema más eficiente para la producción de acero de alta calidad. se carga con chatarra fría

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a este horno en lugar de inyectar aire a presión se le inyecta oxígeno a presión es considerado como el sistema más eficiente para la producción de acero de alta calidad.

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el alto horno aire a una temperatura de 550-900 °C con producción de CO2, que rebaja el porcentaje de CO2 en el arrabio, ahora ya acero. La temperatura de operación del horno es superior a los 1650”C

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Para 250 toneladas se usan aproximadamente 60 MW Para una carga entre 150 a 180 toneladas métricas se usan aproximadamente 40 MW Para una carga de 10 toneladas se usan aproximadamente 35 MW

Reduce el tiempo para refinar el hierro Es muy rápido y economico

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Su rapidez hace que se pierda el control de la composición del producto final

es considerado como el sistema más eficiente para la producción de acero de alta calidad

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Emite gases contaminantes Al inyectar oxigeno durante el proceso se producen impurezas en el acero por oxidación. No se pueden agregar alegantes, durante la etapa de aceración.

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