Informe obtención del acero PDF

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conocer sobre los diferentes métodos para obtener el acero sus procesos , manufactura ,etc....

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CARRERA: Ingeniería mecatrónica ASIGNATURA: procesos de manufactura INFORME #2 TÍTULO: obtención del acero OBJETIVO ALCANZADO: conocer sobre los diversos métodos de obtención del acero. DESARROLLO: I.

INTRODUCCIÓN

En este documento se realizó la investigación sobre cómo se obtiene el acero, a continuación, se detallará el proceso para realizar el acero, los elementos que se utilizan en dicho proceso y también las maquinas en las cuales se realiza el trabajo. II. 

MARCO TEORICO

El acero

Se denomina acero a las aleaciones del hierro con el carbono y otros elementos, que, al calentarlas hasta altas temperaturas, pueden ser sometidas a la deformación plástica por laminado, estirado, forjado, estampado. [1] El acero contiene hasta 2% de carbono y ciertas cantidades de silicio y manganeso y también impurezas nocivas: fósforo y azufre, las cuales no se pueden eliminar por completo del metal por los métodos metalúrgicos. Aparte de estas impurezas los aceros pueden contener algunos elementos de aleación: cromo, níquel, vanadio, titanio y otros. [1] 

Como se produce el acero

El acero se elabora primordialmente por la transformación del hierro fundido en forma de arrabio. La tarea de la transformación del arrabio en acero se reduce a la extracción de las cantidades sobrantes de carbono, silicio, manganeso y las impurezas nocivas que contiene. Esta tarea se puede llevar a cabo porque el carbono y las otras impurezas, bajo la acción de altas temperaturas, se unen con el oxígeno de un modo más enérgico que el hierro y pueden extraerse con pérdidas insignificantes de hierro. El carbono del arrabio al reaccionar con el oxígeno se transforma en gas monóxido de carbono (CO) que se volatiliza. [1]

Otras impurezas se transforman en óxidos (SiO2, MnO, y P2O5) que tienen una densidad menor que la del metal fundido y por tanto flotan formando la escoria. [1] Para la transformación del arrabio a acero se utilizan dos métodos generales: Resolución CS N° 076-04-2016-04-20

1.- El método de los convertidores. 2.- El uso de hornos especiales. 

Los Convertidores

La esencia del método de los convertidores para la obtención del acero consiste en que a través del hierro fundido líquido cargado al convertidor, se inyecta aire, que burbujea dentro de la masa fundida y cuyo oxígeno oxida el carbono y otras impurezas. El convertidor presenta un recipiente en forma de pera, soldado con chapas gruesas de acero y revestido interiormente con material refractario. En la parte central del convertidor, exteriormente se hallan dos tetones cilíndricos llamados muñones que sirven de soporte y permiten girar el convertidor. Uno de los muñones es hueco y se une con el tubo conductor de aire. Del muñón el aire es conducido por un tubo y por la caja de aire al fondo. En el fondo del convertidor están las toberas a través de las cuales el aire se suministra al convertidor a presión. También se utiliza la insuflación de oxígeno con lo que el proceso se hace más rápido y eficiente. Para cargar el convertidor este se hace girar de la posición vertical a la horizontal, se agrega el arrabio fundido y se regresa el convertidor a su posición vertical, en ese momento se pone en marcha el soplado. El volumen de metal incorporado constituye de 1/5 a 1/3 del volumen de la altura de la parte casi cilíndrica. El calor necesario para calentar el acero hasta las altas temperaturas necesarias se produce a expensas de la oxidación de las impurezas del arrabio, ya que todas las reacciones de oxidación generan calor. [1] En dependencia de la composición del arrabio (material ferroso en bruto) los convertidores se dividen en dos tipos: 1.- Convertidor con revestimiento ácido: (procedimiento Bessemer) utilizado para los arrabios con una cantidad mínima de fósforo (0.07%) y azufre (0.06%). 2.- Convertidor con recubrimiento básico: (procedimiento Thomas) utilizado para los arrabios con mayor abundancia de fósforo (hasta 2.5%). [1]

Resolución CS N° 076-04-2016-04-20

Figura 1. Convertidor de acero 

Características del procedimiento Bessemer

En el procedimiento ácido de afino por aire, o procedimiento Bessemer, el revestimiento del convertidor es de sílice. Oxidaciones. - El orden de separación de las impurezas depende, principalmente, de su afinidad por el oxígeno. El Silicio se oxida desde el principio, y forma una escoria de silicato de hierro y manganeso que sube a la superficie. Esta oxidación es la principal reacción que eleva la temperatura, y por eso debe de ser suficiente en el arrabio. El manganeso se oxida igualmente desde el principio, pero se quema con menor rapidez que el silicio. Desempeña un papel regulador oponiéndose a una oxidación demasiado fuerte del hierro, gracias al equilibrio: Mn+FeO ↔MnO+Fe El carbono se quema rápidamente al cabo de algunos minutos, mientras que el contenido de los elementos precedentes ya ha disminuido y la temperatura se ha elevado, de la siguiente manera: C+FeO ↔7CO+Fe Fe3C+FeO ↔CO+4Fe Reducciones. - Al no utilizar combustibles este procedimiento, la reducción debe ser muy rápida para evitar la solidificación del acero. La desulfuración es imposible, puesto que la escoria no contiene cal. El contenido de manganeso debe ser suficiente para que al final quede lo bastante para combatir los efectos del azufre. Resolución CS N° 076-04-2016-04-20

La desoxidación del baño se hace por medio de spiegel (aproximadamente 20% de Mn y 5% de C) o de ferromanganeso (aproximadamente 78% de Mn y 6.5% de C). Esta adición también sirve para ajustar la composición del acero. Composición del arrabio Bessemer. - El procedimiento Bessemer utiliza arrabios grises manganesados, pobres en fosforo y en azufre, cuya composición relativamente constante es la siguiente: [2]



Elemento

Concentración en el arrabio (%)

C

3a4

Si

1.5 a 2.5

Mn

1a2

P...