1-diseño en acero_introduccion

8/15/2019 1-Diseño en Acero_Introduccion

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DISEÑO EN ACERO

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INTRODUCCIÓN

Ing. Wilmer Rojas Armas


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"Para su bien o para su mal, el material acero es uno de los

materiales que mas ha influido en la historia de la

humanidad; es agente de adelanto y civilización, dedestrucción y miseria, de bienestar y libertad, de poder y

opresión. El arado y la espada que caracterizan a la

humanidad, son de acero“.


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• El hierro (Fe) es un elemento químico de número

atómico 26 situado en el grupo 8 de la tabla periódicade los elementos (Peso atómico 55,85g/mol) y Punto

de Fusión a 1536°C. El punto de Ebullición es de

2740°C.

• Se encuentra en la naturaleza formando parte denumerosos minerales, y raramente se encuentra libre.

• Es el segundo metal más abundante en la corteza

terrestre (aproximadamente 5%) y es el cuarto de

todos los elementos. Además, el núcleo de la Tierra

está formado principalmente por hierro y níquel.

• También abunda en todo en el Universo, habiéndose

encontrado meteoritos que lo contienen.


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• El hierro puro no tiene demasiadas aplicaciones.

• La gran aplicación de hierro es para formar los

productos siderúrgicos, siendo utilizando éste como

elemento matriz.

• Se considera que una aleación de hierro es acero si

contiene menos de un 2% de carbono; si el porcentaje

es mayor, recibe el nombre de fundición.


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HISTORIA• No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica

de fundir mineral de hierro para producir un Metal susceptible de serutilizado.

• 3.000 a.C Los primeros utensilios de hierro descubiertos por losarqueólogos en Egipto, pero se sabe que antes de esa época seempleaban adornos de hierro por los Sumerios y egipcios (4.000a.C.).

• 1.000 a.C Los griegos ya conocían la técnica, de cierta complejidad,para endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico.

• Entre los siglos XII y X a.C. se produce una rápida transición enOriente Medio desde las armas de bronce a las de hierro (Edad dehierro) (proceso de carburización)

• 1855: La producción moderna de acero emplea altos hornos que

son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. Elproceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe alinventor británico Henry Bessemer.

• 1960: Se desarrollan varios mini hornos que emplean electricidadpara producir acero a partir de chatarra.


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ORÍGENES DEL ACERO:

La primeras fundiciones se llevaron probablemente unos milaños antes de nuestra era, se fabricaban herramientas, armasy otros objetos.Nuestros antepasados metalúrgicos se las ingeniaron paraproducir la "reducción directa“ del mineral que contenía el

hierro, rodeándolo totalmente de carbón de leña yprovocando la combustión de este último.Los métodos rudimentarios de que disponían para activar lacombustión, no permitían lógicamente obtener unatemperatura lo suficientemente elevada para fundir el metal.

En su lugar, obtenían una masa esponjosa, pastosa, mezcla dehierro y escoria, que había que martillear repetidamente alrojo vivo, para eliminar la escoria e impurezas.Estos martilleos, además, lo endurecían, consiguiendo asíbarras de hierro forjado resistente y maleable, que no eran

otra cosa que un tipo primitivo del acero.


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Más tarde conseguirían pasar el mineral a la forma líquida ("hierrocolado") con la combustión del carbono vegetal. Para llegar al acero

que ahora conocemos, hubo que sustituir el carbono vegetal por elcoque, aumentar (progresivamente) las alturas de los hornos yaumentar la ventilación para avivar la combustión.


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TIPOS DE FABRICACION

En la actualidad, los productos ferrosos se obtienen,

casi en su totalidad, de 2 maneras, dependiendo de la

materia prima empleada. Estos procedimientos son:

• A través del alto horno (usando mineral de hierro) y

• A través del horno eléctrico (usando chatarra).


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Para la producción de hierro y acero son necesarios

4 elementos fundamentales:

• Mineral de hierro (60%)

• Coque (30%) Materia prima

• Fundente (Piedra caliza) (10%)• Aire

Los tres primeros se extraen de minas y son

transportados y preparados antes de que se

introduzcan al sistema en el que se producirá el

arrabio.


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MINERALES DE HIERRO

siderita (FeCO3) es uncarbonato de hierro. 48%

hematita u oligisto (Fe2O3)

es un óxido de hierro. 70% goethita (FeO2H) es unhidróxido de hierro. 60%

magnetita es óxido ferroso-diférrico

(Fe3O4). 72%

limonita (Fe2O3 nH20) mezcla de

diversos minerales. 60% pirita, FeS2 sulfuro de hierro. 46%


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MINERAL DE HIERRO

Antes de ser introducido en el alto horno se debe someter a una seriede tratamientos preliminares. Estos tratamientos consisten en triturar y

moler el mineral, para posteriormente separar la parte útil (mena) de la

no aprovechable (rocas, cal sílice, tierra, etc.) que constituye la ganga.

CARBON COQUE

Se ha creado artificialmente a partir de la hulla. Su misión, dentro del

alto horno es producir, a través de la combustión, el calor necesario para

fundir la mena y generar las reacciones químicas necesarias para que el

oxido del hierro (mineral de hierro) se convierta en arrabio.

FUNDENTESCompuesto por piedra caliza o, lo que es los mismo cal (siempre que el

mineral tenga composición acida), cuya misión es reaccionar

químicamente con la ganga (elementos indeseados) que haya podido

quedar en el mineral, arrastrándola hacia la parte superior de la masa

liquida y formando lo que se denomina escoria.

DEFINICIONES


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El arrabio es un hierro de poca calidad, su contenido de

carbón no está controlado y la cantidad de azufre rebasa los

mínimos permitidos en los hierros comerciales.

Sin embargo es el producto de un proceso conocido como la

fusión primaria del hierro y del cual todos los hierros y aceros

comerciales proceden.

DEFINICIONES


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PROCESO DE OBTENCIÓN DEL ACERO

• El proceso siderúrgico incluye un gran número de pasos hastala obtención final del acero.

• En primer lugar, y con el fin de eliminar las impurezas, elmineral de hierro se lava y se somete a procesos detrituración y cribado. Con ello, se logra separar la ganga (parteno útil) de la mena (parte útil).

• A continuación, se mezcla el mineral de hierro (mena) concarbón y caliza y se introduce en un alto horno a más de 1500ºC. Así se obtiene el arrabio, que es mineral de hierro fundidocon carbono y otras impurezas.

• El arrabio obtenido es sometido a procesos posteriores con

objeto de reducir el porcentaje de carbono, eliminarimpurezas y ajustar la composición del acero, añadiendo loselementos que procedan en cada caso: cromo, níquel,manganeso...


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http://c/Users/leopoldo%20valenzuela/Nueva%20carpeta/Proceso_del_Acero_AHMSA_Espa%C3%83%C2%B1ol_[www.bajaryoutube.com].mp4


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SIDERPERU NRO DE HORNOS ELÉCTRICOS: 4

CAPACIDAD TOTAL: 260 mil t/año.

CONSUMO DE ENERGIA: 700 Kwh/t acero.

CONSUMO DE ELECTRODOS: 6 kg/t acero.

CRISOL: 4570 mm.

REVESTIMIENTO REFRACTARIO:Paredes y solera: Básico.

Bóveda: Alta alumina .

POTENCIA NOMINAL DELTRANSFORMADOR:

15000 KVA

ANGULO DE BASCULAMIENTO :LADO COLADA: 40º

LADO ESCORIA: 15º

ACEROS AREQUIPA

Horno eléctrico

POTENCIA: 24 MVA

CRISOL: 4300 mm de diámetro

ELECTRODOS: 18 pulg. refrigerados con agua

REFRIGERACION:Paneles refrigerados con agua en paredes y

boveda

TONELAJE: 40TM por colada

Horno cuchara

ELECTRODOS: 12 pulg. de diámetro

CAPACIDAD: 40 TM por colada


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¡ GRACIAS !

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