UNIVERSIDAD AUTNOMA DE NUEVO LENFacultad de Ciencias Qumicas.Ingeniera Qumica

Propiedades de los MaterialesDra. Mara de Lourdes Maya Trevio

Reporte de Visita a la Planta Siderrgica de Ternium.

Equipo 1. Sexto Semestre.

Gutirrez Crdova, Francisco Adrin. 1568311Llaca Trevio, Miguel ngel. 1552989Santillana Arias, Omar Alejandro. 1647101Taylor Villegas, Walter. 1568767Verdines de la Torre, Jazmn. 1562588 San Nicols de los Garza, 25 de Mayo de 2015.Nuevo Len.Reporte de Visita a Ternium1. ObjetivoConocer acerca de un proceso a nivel industrial donde las propiedades mecnicas del material son de importancia relevante en su aplicacin final.2. FundamentoSe denomina acero a las aleaciones del hierro con el carbono y otros elementos como silicio y manganeso y tambin impurezas nocivas: fsforo y azufre, las cuales no se pueden eliminar por completo del metal por los mtodos metalrgicos, que al calentarlas hasta altas temperaturas, pueden ser sometidas a la deformacin plstica por laminado, estirado, forjado, estampado.Se produce en un proceso de dos fases. Primero el mineral de hierro es reducido o fundido con coque y piedra pmez, produciendo hierro fundido que es moldeado como arrabio (hierro impuro, principal producto del alto horno y precursor del acero) o conducido a la siguiente fase como hierro fundido. La segunda fase, la de aceracin, tiene por objetivo reducir el alto contenido de carbono introducido al fundir el mineral y eliminar las impurezas tales como azufre y fsforo, al mismo tiempo que algunos elementos como manganeso, nquel, hierro o vanadio son aadidos en forma de ferro-aleaciones para producir el tipo de acero demandado.El acero conserva las caractersticas metlicas del hierro en estado puro, pero la adicin de carbono y de otros elementos tanto metlicos como no metlicos mejora sus propiedades fsico-qumicas. Laminacin del aceroEl acero que se utiliza para la construccin de estructuras metlicas y obras pblicas, se obtiene a travs de la laminacin de acero en una serie de perfiles normalizados.El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a una temperatura que permita la deformacin del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presin llamado tren de laminacin. Estos cilindros van formando el perfil deseado hasta conseguir las medidas que se requieran. El acero que sale del horno alto de colada de la siderurgia es convertido en acero bruto fundido en lingotes de gran peso y tamao que posteriormente hay que laminar para poder convertir el acero en los mltiples tipos de perfiles comerciales que existen de acuerdo al uso que vaya a darse del mismo.La principal aplicacin de la laminacin es la produccin de acero. La temperatura de la laminacin del acero es de unos 1200 C, los lingotes de acero iniciales, que se obtienen por fundicin, se elevan a dicha temperatura en unos hornos llamados fosas de recalentamiento y el proceso en el que se eleva la temperatura del lingote recibe el nombre de recalentado.Los lingotes de acero recalentados pasan al molino de laminacin en los que se laminan para convertirlos en una de las tres formas intermedias: lupias, tochos o planchas. Las lupias se utilizan para generar perfiles estructurales y rieles para ferrocarril, los tochos se laminan para obtener barras y varillas. Y las planchas se laminan para producir placas, laminas y tiras. El laminado posterior de las placas y lminas suele realizarse en fro.Laminado Fro y CalienteLos productos laminados en caliente se producen aplicando un proceso termomecnico para reduccin del espesor del planchn sobre altas temperaturas. Son utilizados por una variedad de consumidores industriales en usos tales como la fabricacin de ruedas, piezas automotrices, tubos, cilindros de gas, entre otros. Tambin se emplean en la construccin de edificios, puentes, ferrocarriles y para chasis de automviles o camiones. Los productos laminados en caliente se pueden proveer como bobinas o laminas cortadas a una longitud especfica. Estos productos tambin sirven como entrada para la produccin de productos laminados en fro.Las chapas laminadas en caliente son sometidas a un proceso de laminacin en fro donde se obtiene la reduccin de su espesor, una mayor aptitud al conformado y un mejor aspecto superficial, apto para una amplia gama de aplicaciones.Molinos laminadoresExisten varios tipos de molinos de laminacin con diferentes configuraciones. El molino de laminacin ms comn consiste en dos rodillos opuestos y se conoce como molino de laminacin de dos rodillos, este tipo de configuracin puede ser reversible o no reversible. En el molino no reversible, al girar siempre en la misma direccin, el material de trabajo entra siempre por el mismo lado; y en el reversible el material de trabajo puede entrar por ambos lados, ya que los rodillos pueden girar en las dos direcciones.Los diferentes tipos de laminacin segn su forma son: ngulos estructurales L, vigas H, canales U, perfiles T, barras redondas lisas y pulidas, platinas, barras cuadradas, barras hexagonales, chapa, acero corrugado para hormign armado.MicroestructuraEl hierro puro presenta tres estados alotrpicos a medida que se incrementa la temperatura desde la ambiente: Hasta los 911 C, el hierro ordinario, cristaliza en el sistema cbico centrado en el cuerpo (BCC) y recibe la denominacin de hierro o ferrita. Es un material dctil y maleable responsable de la buena forjabilidad de las aleaciones con bajo contenido en carbono y esferromagntico hasta los 768 C (temperatura de Curie a la que pierde dicha cualidad). La ferrita puede disolver muy pequeas cantidades de carbono. Entre 911 y 1400 C cristaliza en el sistema cbico centrado en las caras (FCC) y recibe la denominacin de hierro o austenita. Dada su mayor compacidad la austenita se deforma con mayor facilidad y es paramagntica. Entre 1400 y 1538 C cristaliza de nuevo en el sistema cbico centrado en el cuerpo y recibe la denominacin de hierro que es en esencia el mismo hierro alfa pero con parmetro de red mayor por efecto de la temperatura.A mayor temperatura el hierro se encuentra en estado lquido.Si se aade carbono al hierro, sus tomos podran situarse simplemente en los intersticios de la red cristalina de ste ltimo; sin embargo en los aceros aparece combinado formando carburo de hierro (Fe3C), es decir, un compuesto qumico definido y que recibe la denominacin de cementita de modo que los aceros al carbono estn constituidos realmente por ferrita y cementita.TerniumTernium en Mxico es un complejo siderrgico altamente integrado en su cadena de valor. Sus actividades abarcan desde la extraccin de mineral de hierro en sus propias minas y la fabricacin de acero, hasta la elaboracin de productos terminados de alto valor agregado y su distribucin. Tiene una capacidad de produccin anual de 10.8 millones de toneladas, es una de las lderes del mercado latinoamericano para la fabricacin de acero y derivados.

3. Procedimiento

El procedimiento llevado a cabo en la planta Churubusco de Ternium observado en la visita a sus instalaciones es el siguiente:

1. Transportar el planchn a un horno para precalentarlo a una temperatura de 1250C.2. Hacer pasar el planchn por un molino reversible cinco veces por medio de una banda transportadora para que al cabo de las cinco vueltas se disminuya su espesor de 20 a 5 cm aproximadamente.3. Antes de entrar al segundo molino, no reversible, enrollar la lmina formada, cortarle la punta del extremo en el que no disminuy el espesor y volver a desenrollarla.4. Hacer pasar la lmina por 6 molinos ms, con la intencin de disminuir su espesor hasta unos cuantos milmetros. 5. Dejar pasar la lmina a la siguiente etapa de la lnea de produccin para que la lmina sea baada con agua por medio de unos aspersores, esto para disminuir su temperatura y darle la forma de un rollo.6. Colocarle una cinta al rollo formado, e identificarlo con un nmero de serie grabado en el rollo.7. Sacar el rollo de la lnea de produccin y llevarlo fuera para enfriarlo a temperatura ambiente. 1250 C

Horno

4. Resultados y DiscusionesDurante el proceso de laminado en caliente el acero en forma de planchn pasa a ser una delgada lmina que se enrolla para su posterior disposicin para realizarle acabados ms finos al acero o para poner los rollos en venta. Durante el proceso el acero sufre diferentes tratamientos los cuales pueden modificar las propiedades del acero. Cmo su nombre lo dice en el laminado en caliente el acero es primeramente calentado a altas temperaturas lo cual permite que los tomos del metal se reacomoden, desapareciendo las dislocaciones y as modificando las propiedades de este. Otra de las propiedades que cambian al calentar el planchn es su ductilidad, esto ayuda a que la placa pueda ser reducida sin formar grietas. Lo que sucede es que al calentar la temperatura es suficiente para que los lmites de grano se pierdan por difusin lo que ocasiona una perdida en la resistencia del material. Generalmente la laminacin en caliente el acero se somete a tratamientos trmicos los cuales hacer que diversas propiedades como resistencia mejoren o para hacer el material ms ligero. Durante la visita los planchones no recibieron tratamientos trmicos ya que stos son despus dados a la lmina producida, de acuerdo con las especificaciones de los clientes.El proceso se llevaba a cabo calentando el planchn a una temperatura de 1250C, temperatura a la cual se pudo observar que tena un color rojo brillante o como se dice coloquialmente: rojo vivo. Se observ que se emplea agua a una presin elevada de 300 psi sobre el planchn durante el proceso. El agua a presin era usada para quitar imperfecciones en la superficie del metal. Se empleaban molinos reversibles al inicio para reducir el espesor del planchn ya que un molino reversible consta de dos rodillos opuestos que pueden girar en la direccin opuesta o en la misma direccin haciendo que el material de trabajo pueda entrar por ambos lados, lo que en este caso se aplica haciendo entrar el planchn al mismo molino varias veces.

5. ConclusionesLa visita a la planta siderrgica Churubusco de Ternium fue una experiencia enriquecedora para cada uno de nosotros ya que pudimos presenciar y comprender el efecto de cada uno de los tratamientos realizados al acero para obtener el laminado con las propiedades mecnicas requeridas, complementando as el conocimiento aprendido en el curso de propiedades de los materiales.

6. Referenciashttp://www.ternium.com/products-hotrolled/http://aceromundo.com.mx/laminado-frio-y-caliente/