Proceso de Obtención del Hierro y Acero: Desde la Mina hasta el Producto Final
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Tecnología Industrial
Escrito el en español con un tamaño de 4,59 KB
Proceso de Obtención del Hierro y Acero
Componentes Clave
El coque: es un combustible de alto carbono, producido por el calentamiento de carbón bituminoso en una atmósfera con bajo contenido de oxígeno durante varias horas. Tiene dos funciones:
- Es un combustible que proporciona calor para la reacción química.
- Produce monóxido de carbono (CO) para reducir las menas de hierro.
La piedra caliza: es una roca que contiene altas proporciones de carbonato de calcio. Se usa como un fundente que reacciona con las impurezas presentes y las remueve del hierro fundido como escoria.
Las toberas son aberturas tubulares en la parte inferior del horno por donde se introduce aire a presión.
La parte superior del horno contiene respiraderos para los gases de escape y tolvas para la carga.
Funcionamiento del Alto Horno
Desde la parte baja de la cámara se inyecta por toberas una corriente de gases y aire precalentados a 900 °C a gran velocidad para realizar la combustión y la reducción del hierro. La combustión completa del coque alcanza temperaturas máximas entre 1700 a 1800 °C.
Los lingotes se enfrían para ser procesados posteriormente en hierro fundido de segunda fusión, hierro dulce, hierro maleable o acero.
La materia prima se introduce en el horno en pequeñas cargas a intervalos de 10 a 15 minutos.
La escoria se retira cada dos horas y el arrabio se sangra cinco veces al día.
El Arrabio y la Obtención de Acero
El arrabio o hierro de primera fusión no se puede utilizar directamente en la industria debido a su fragilidad por las impurezas y su poca resistencia. Contiene un exceso de carbón (2.2% a 4.5%), silicio, magnesio y fósforo.
Para obtener acero, se mezcla el arrabio líquido con chatarra y mineral de hierro, y se envía a diferentes hornos de afino.
Altos Hornos de México (AHMSA)
AHMSA tiene dos hornos, uno de 400 y otro de 1000 toneladas. Se requieren aproximadamente siete toneladas de materia prima para producir una tonelada de hierro.
Presurización de los Hornos
Estrangulando el flujo de gas de los respiraderos del horno se puede aumentar la presión interior hasta 1,7 atmósferas o más.
Explotación y Traslado del Mineral de Hierro
1. Prospección y Exploración
Su propósito es conocer las características de los yacimientos, tanto cuantitativas como cualitativas, y estudiar la viabilidad técnica y económica de su aprovechamiento.
2. Voladura de Mina
El número de perforaciones depende del tonelaje a producir. El explosivo utilizado es una mezcla de nitrato de aluminio con gasoil.
3. Envío del Mineral a la Planta de Procesamiento
El mineral fracturado se remueve con palas eléctricas y se carga en camiones roqueros de 90 toneladas de capacidad.
4. Vaciado del Mineral
En la planta de procesamiento, los trenes con el mineral se seleccionan en grupos de 15 vagones. El mineral se descarga en un volteador de vagones en la entrada del sector de trituración primaria, proceso que dura de 35 a 40 minutos.
5. Extracción del Mineral de Hierro
El mineral puede ser de carga directa a los altos hornos o requerir peletización según su calidad.
Procesamiento del Mineral
Trituración
Reduce el tamaño de los minerales en seco utilizando trituradoras de mandíbulas o giratorias.
Molienda
Reduce el tamaño de los minerales en húmedo o seco utilizando molinos rotatorios. La molienda produce partículas más pequeñas que la trituración.
Criba
Separa el material por tamaño utilizando mallas.
Tamiz
Es una criba fina para obtener partículas muy pequeñas.
Clasificación Hidrodinámica
Se introducen las partículas en un líquido, donde se estratifican según su densidad debido a las diferentes velocidades de caída.
Concentración
Separa la mena de la ganga.
Flotación
Las partículas de un material flotan sobre un líquido mientras las demás se hunden.
Separación Magnética
Se aplica un campo magnético para separar materiales con propiedades magnéticas.
Briqueteado
Se moldea la esponja de hierro granular en briquetas calientes a 600-850 °C.
Peletización
Proceso químico para reducir impurezas en minerales con alto contenido de estas, mediante molienda y concentración.