ASIGNATURA: SIDERURGIA

TEMA: Transformación del arrabio en Acero en convertidor Básico al oxigeno

DOCENTE: Tecn. Sup. Hernán triguero Sánchez

FECHA: 04/12/09

Santa Cruz - Bolivia

SUMARIO

CAPITULO IPROCESO DE OBTENCIÓN DE ACEROEN CONVERTIDOR BÁSICO AL OXIGENO

1.1.- introducción.

1.2.- proceso de obtención de acero en convertidor Básico al oxigeno

1.2.1.- definición

1.2.2.- horno de convertidor oxigeno básico.

1.2.3.- materias primas utilizadas en convertidor básico al oxigeno.

1.2.4.- composición del arrabio.

1.2.5.- proceso

1.2.6.- reacción química

1.2.7.- composición química del acero.

1.3.- conclusiones

1.4.- recomendaciones

1.- Objetivo.

El objetivo de la presente monografía es realizar un estudio teórico sobre el acero y sus aleaciones, su producción, usos y clasificación, para aumentar el conocimiento del tema en los estudiantes y docentes y demás personas que se interesa en la siderurgia; y al acero por su utilidad en la industria en general. 1.1.- Objetivos específicos. Valorar la importancia del acero.Definir la aleación y el proceso de obtención.Identificar su resistencia y su tratamiento.Clasificar el acero.El uso en diferentes áreas.

2.- BIBLIOGRAFÍA:

• Enciclopedia Universal MICRONET• Enciclopedia ENCARTA

• Diccionario Enciclopédico PLAZA & JANES

Atlas EL PAIS AGUILAR.

CAPITULO IPROCESO DE OBTENCIÓN DE ACERO

EN CONVERTIDOR BÁSICO AL OXIGENO

1.1.- Introducción.

A través de la historia el hombre a tratado de mejorar las materias primas, añadiendo materiales tanto orgánicos como inorgánicos, para obtener los resultados ideales para las diversas construcciones.

Dado el caso de que los materiales mas usados en la construcción no se encuentran en la naturaleza en estado puro, por lo que para su empleo hay que someterlos a una serie de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros minerales que lo acompañen. Pero esto no basta para alcanzar las condiciones optimas, entonces para que los metales tengan buenos resultados, se someten a ciertos tratamientos con el fin de hacer una aleación que reúna una serie de propiedades que los hagan aptos para adoptar sus formas futuras y ser capaces de soportar los esfuerzos a los que van a estar sometidos.

El acero como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una aleación de hierro y carbono, en proporciones variables, y pueden llegar hasta el 2% de carbono, con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener también otros elementos. Una de sus características es admitir el temple, con lo que aumenta su dureza y su flexibilidad.

En las décadas recientes, los ingenieros y arquitectos han estado pidiendo continuamente aceros cada vez mas resistentes, con propiedades de resistencia a la corrosión; aceros más soldables y otros requisitos. La investigación llevada a cabo por la industria del acero durante este periodo ha conducido a la obtención de varios grupos de nuevos aceros que satisfacen muchos de los requisitos y existe ahora una amplia variedad cubierta gracias a las normas y especificaciones actuales.

El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados y se obtiene a temperatura de 1600 ºC. Porcentajes que superan mayores que el 2% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser quebradizas y no poderse forjar —a diferencia de los aceros—, se moldean.

El Carbono es un elemento químico que puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante.

El principal uso industrial del carbono es como componente de hidrocarburos, especialmente los combustibles fósiles (petróleo y gas natural). Del primero se obtienen, por destilación en las refinerías, gasolinas, keroseno y aceites, siendo además la materia prima empleada en la obtención de plásticos. El segundo se está imponiendo como fuente de energía por su combustión más limpia. Otros usos son:

El Carbono es el elemento de aleación más efectivo, eficiente y de bajo costo. El carbón es el elemento responsable de dar la dureza y alta resistencia del acero.

Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución. Antes del tratamiento térmico, la mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita. La ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución. La cementita es un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita es una mezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura características, sus propiedades físicas con intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de las proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita.

1.2.- PROCESO DE OBTENCIÓN DE ACERO EN CONVERTIDOR BÁSICO AL OXIGENO

1.2.1.- DEFINICION

Es donde el arrabio liquido (3 - 4 % de C) se convierte en Acero con bajo contenido de carbono (< 2 % de C) y con impurezas residuales. Silicio (Si), fósforo (P), azufre (S) esto se logra soplando el oxigeno sobre el baño metálico de arrabio que esta contenido en el convertidor.

1.2.2.- HORNO DE CONVERTIDOR OXIGENO BASICO.

Los convertidores al oxigeno son recipientes cilíndricos (en forma de pera) revestido interiormente de ladrillo refractario y exteriormente de una chapa metálica los convertidores están sometidos por un muñón que hace que el horno gire 360º. Hay hornos de todo tamaño y con capacidades de hasta 300 toneladas y recibe una carga de arabio a alta temperatura de 1600º C en estado líquido.

1.2.3.- MATERIAS PRIMAS UTILIZADAS EN CONVERTIDOR BÁSICO AL OXIGENO.Las principales materias primas son:La cal, la chatarra metálica, la fluorita, los pelets de hierro, y el arrabio liquido traído dilectamente del alto horno.

1.2.4.- COMPOSICIÓN DEL ARRABIO.

Fe--------------93%C---------------3% (mayor)P---------------1%S---------------1%Y otros--------4%

1.2.5.- PROCESO

Se hace inclinar el convertidor se carga la Cal, Fluorita, los aglomerados de hierro (las Briquetas los Sínter los Pelets de hierro y los concentrados de hierro) y la Chatarra metálica y posteriormente el Arrabio liquido traídos directamente del alto horno. Una vez cargado al convertidor es vuelto a su posición inicial (vertical). Se hace descender en su interior una lanza de oxigeno (un tubo largo refrigerado por agua), a continuación se inyecta el oxigeno a velocidades súper sónicas aproximadamente a una presión 1250 Kpa. (180 PSI) el carbono contenido en el arrabio se queman las chatarras se funden sin la presencia de las chatarras la temperatura se elevaría de manera excesiva en el convertidor. El oxigeno se asocia con el carbono para formar dióxido de carbono (CO2) que luego se escapan del convertidor como gas.

1.2.6.- REACCION QUIMICA

- El Silicio (Si).- se oxida o se quema y se elimina a través de la escoria.

Ca2+ + SiO3 2- => Ca (SiO3)

Ion Calcio + Ion Silicato = Silicato de Calcio

- El Carbono (C).- se oxida prácticamente y se elimina en forma controlada como Gas (monóxido de carbono). (CO)

- El Manganeso (Mn).- el Fósforo (P) y el Azufre (S). Se elimina prácticamente a través de escoria.

Ca2+ + S2- O4 => Ca (SO4)

Ion Calcio + Ion Sulfato = Sulfato de Calcio

1.2.7.- COMPOSICION QUIMICA DEL ACERO.Fe---------------------98%C----------------------2%P----------------------0.005%S----------------------0.005%Y otros--------------0.005%

El acero liquido todavía no esta ajustado en esta etapa por que el porcentaje de (C) esta próximo al 2%. Y este pasa a otra etapa que es el afino de acero.

1.3.- CONCLUSIONES

Se puede concluir que la siderurgia y sus procesos de obtención de acero y aleaciones juegan un papel importante en el desarrollo industrial de los pueblos. La metodología empleada servirá para que otros estudiantes y docentes puedan abordar el tema. El desarrollo de las tecnologías de obtención de acero de esta contribuirá a una mayor comprensión del tema y a su elección en función de las materias primas excelentes. El tema propuesto contribuye a crear una conciencia regional y nacional sobre el procedimiento de hierro del mutún y sus beneficios. En conclusión para poder llevar una conciencia la fabricación de aceros comunes o especiales, es necesaria la utilización de ciertos elementos, los cuales son capaces de transmitir importantes propiedades, que favorecen al acero, dependiendo del rubro en el cual se va a desempeñar, va a depender la cantidad que sea necesaria mezclar con el acero.

1.4.- RECOMENDACIONES

Lo anteriormente expuesto evidencia la importancia del tema y la necesidad de poner en practica las tecnologías. Se debe hacer una valoración de los procesos basados en las características físicas, químicas y tecnológicas de las materias primas. Este perfil de proyecto puede aplicarse en mutún y en diferentes sectores de la región y para la enseñanza a los de más.