INTRODUCCINEn esta investigacin intentamos dar una descripcin de la produccin del acero. Los objetos de hierro y acero son parte de nuestra vida cotidiana y es de particular inters que los estudiantes conozcan los procesos mediante los cuales se obtienen, as como los volmenes de produccin y la importancia de la industria siderrgica para el desarrollo de un pas. Tambin es importante que tomen conciencia del efecto ambiental que provoca la reduccin del metal por el carbn. La produccin mundial de acero crudo ronda los 2.000 millones de toneladas mtricas al ao y por cada tonelada de metal se liberan a la atmsfera 20 2,2 toneladas de CO2, lo que hace que la industria siderrgica sea una de las mayores emisoras de ese gas.Se utiliz el mtodo investigativo para la elaboracin de esta monografa, consultando diversos textos y pginas web de referencia.Para el docente que desee ampliar la informacin sobre algunos procesos se indican sitios en Internet, as como bibliografa de consulta. Tambin se agregan algunos encuadres tericos y referencias biogrficas de personas que han contribuido al desarrollo tecnolgico de esta industria.Esperamos que el contenido de este trabajo sea de utilidad al docente y le sugiera algunas ideas para su traslado al aula.

CAPITULO I: OBTENCIN DEL HIERRO

1.1. INTRODUCCIN A LOS MATERIALES FERROSOSLos materiales frricos son aquellos cuyo componente principal es el hierro, pudiendo presentar adems otros elementos tanto metlicos como no metlicos. En la actualidad, el consumo industrial de estos materiales representa ms del 90% del consumo total de materiales metlicos, debido a su resistencia y a su coste de obtencin relativamente bajo.El hierro comenz a ser utilizado por los Hititas haca el ao 1.700 a.C., reemplazando rpidamente al bronce como principal material metlico. La mayor ventaja del hierro sobre el bronce resida en el hecho de que los filones para extraer el mineral eran mucho ms abundantes y por tanto ms econmicos en comparacin con el bronce, adems de tratarse de un material ms resistente y duradero, no ser necesaria aleacin alguna y constituir un material admirable para la fabricacin de sierras, hachas, clavos, etc. Era, sin embargo, mucho ms difcil de trabajar y nunca se logr obtener una temperatura suficientemente elevada durante los tiempos prehistricos para fundir el hierro en molde. Haca el ao 600 a.C., los Celtas descubrieron los procesos de cementacin, aporte de carbono al hierro, para darle mayor dureza y temple.Haca el ao 700 d.C., surge un nuevo tipo de horno, denominado forja catalana, el cual consista en una pequea chimenea (de ~1.50 m de altura y 0.6 m de dimetro interior), que se cargaba con carbn vegetal y mineral de hierro. La combustin, forzada por aire a presin introducido por la parte inferior mediante un fuelle, permita alcanzar elevadas temperaturas, reducindose importantes cantidades de hierro. Sin embargo, no se llegaba a fundir el hierro, y el producto obtenido era una masa pastosa que tena que ser mejorada mediante golpes, dando lugar a un material de color negro mate, de buenas caractersticas mecnicas y resistencia a la oxidacin ambiental, que se conoce como hierro forjado.A partir del ao 1.300 d.C., comienzan a utilizarse hornos similares a la forja catalana, pero de mayores dimensiones y con mejores sistemas de introduccin de aire. De esta forma, el mineral de hierro permaneca ms tiempo en contacto con el carbn y se alcanzaban mayores temperaturas, lo que permita que ste absorbiera una mayor cantidad de carbono, reducindose el punto de fusin del metal, el cual se obtena fundido. Este material fundido, que se depositaba en el fondo del horno, es el denominado hierro colado, que poda ser fundido de nuevo y moldeado, pero que admita muy mal las deformaciones por ser un material duro y frgil, debido precisamente a su elevado porcentaje en carbono.Para evitar estos inconvenientes se proceda a transformar el hierro colado en hierro fundido colocndolo en un horno de carbn vegetal y someterlo a una corriente de aire para que se oxidara parte del carbono y as reducir su porcentaje. Se obtena as un material ms dctil y resistente, que posee una gran capacidad de conformacin. Este mtodo era muy laborioso y costoso y fue reemplazado haca finales del siglo XVIII por el procedimiento denominado pudelaje. Este procedimiento era mucho ms rpido y eficaz, y consista en introducir el hierro colado en un horno de reverbero. Al perder carbono el hierro colado se transformaba en una masa pastosa de hierro y escoria, la cual se eliminaba posteriormente mediante forja. El horno de reverbero consiste en un horno de dos cmaras, en una se produce la combustin, y el calor producido se refleja en el techo sobre la segunda cmara donde se encuentra el hierro colado. De esta forma el hierro colado no est en contacto con el carbn.El siguiente paso fue dado por H. Bessemer a mediado del siglo XIX con la invencin del primer convertidor para la obtencin de aceros, y que ser estudiado posteriormente.1.2. MINERALES DE HIERROEl hierro constituye cerca del 1,51% en peso de la corteza terrestre. Es uno de los siete metales conocidos desde la antigedad. Aunque muy raramente se encuentra libre en la naturaleza, la facilidad con que sus xidos son reducidos por el carbn y la abundancia de los mismos en la superficie terrestre, hicieron posible su descubrimiento y aplicacin a la fabricacin de utensilios y armas.El hierro se encuentra en numerosos minerales y mineraloides, magnetita (Fe3O4), hematita (Fe2O3), limonita (Fe2O3 .nH2O), siderita (FeCO3), pirita (FeS2), etc. Si bien hay una diversidad de minerales de hierro distribuidos sobre la corteza terrestre (xidos, carbonatos, sulfuros, sulfatos, silicatos, etc.) son pocos los minerales usados comercialmente como fuente de hierro.La razn estriba en la cantidad de metal, o ley, que el mineral contenga. Para ser utilizados en la industria siderrgica estos materiales deben contener un mnimo de 40% de hierro. Las impurezas (ganga), que siempre acompaan a los minerales, disminuyen el porcentaje de hierro en los mismos. La magnetita contiene, tericamente 72,3 % de hierro, la hematita 69,9 %. En cambio, el contenido terico de hierro en la pirita es de apenas 46,6 %. Los porcentajes reales disminuyen debido a la ganga.Otro factor que puede condicionar el uso de un mineral de hierro como materia prima para la obtencin de acero, es la presencia de ciertos elementos que puedan dificultar el proceso o que le comuniquen al producto caractersticas indeseadas.En Argentina hay yacimientos de minerales de hierro en la regin Noroeste (Jujuy, Salta, Catamarca y La Rioja), en la regin cuyana (Mendoza, San Juan y San Luis) y en ciertas zonas de la Patagonia. Pero el nico yacimiento ferrfero en funcionamiento en escala de explotacin industrial es el yacimiento de Sierra Grande, en la Provincia de Ro Negro. El yacimiento se encuentra en la cuenca ferrfera de Sierra Grande. Est ubicado en las proximidades de la localidad del mismo nombre, a 130 kilmetros de la localidad de San Antonio Oeste. La estructura dominante de este yacimiento es un anticlinal cuyo ncleo ha sufrido un proceso intrusivo que transform la hematita original (Fe2O3) en magnetita (Fe3O4). Tiene la forma de un manto de direccin general N-S y aflora a lo largo de ms de 3 km. El espesor medio es de 10 m, en tanto la profundidad alcanzada hasta el presente con conocimiento de las caractersticas del mineral, es de 800 m. La mineralizacin se compone principalmente de magnetita, con turingitas y hematitas como minerales secundarios.Las reservas comprobadas del yacimiento son cercanas a los 90 millones de toneladas, mientras que las probables ms posibles alcanzaran los 200 millones de toneladas. Este complejo minero industrial est integrado por la mina subterrnea propiamente dicha, las plantas de beneficio magntica y por fl otacin, transporte del concentrado, pelletizacin, playa de productos terminados y embarcadero. Su produccin se exporta, mientras que la industria siderrgica se provee ntegramente de mineral de hierro importado, especialmente, desde Brasil.En los ltimos aos, la produccin de mineral de hierro latinoamericana se ha incrementado debido a las fuertes inversiones realizadas en Brasil entre las que se cuentan la construccin de un nuevo muelle en el puerto de Ponta de Madeira, que elev su capacidad hasta los 56 Millones de toneladas anuales, permitiendo la entrada a barcos de hasta 2.000.000 toneladas de porte bruto. Tambin se han ampliado sus instalaciones, tanto de minera como de beneficio, en Carajs tras el desarrollo de un nuevo depsito, que elev su produccin en un 30%. Estas expansiones son necesarias para suministrar mineral a la planta de pelletizacin, con capacidad para 6 millones de ton/ao, que se termin de construir en el 2002. Por otra parte, la empresa CVRD fi rm un acuerdo con el mayor fabricante de acero de China, Shanghai Baosteel Group Corp., para crear una joint-venture al 50%, Baovale Mineraao SA, a fi n de explotar una mina en Agua Limpia (Minas Gerais - Brasil) para producir 8 Millones de ton/ao de mineral de hierro. MBR, otra empresa brasilea, est ampliando su capacidad de produccin en las minas de Tamandu y Capitao de Mato, que reemplazarn a las de Aguas Claras y Matuca. Una primera lnea de su planta de benefi cio en Capitao de Mato se ampli en 2001, la segunda lnea se complet en 2003. Cada lnea tiene una capacidad de produccin de 8 millones de toneladas /ao de mineral.China, primer productor mundial de acero, seguir incrementando su produccin en los prximos aos. Aunque cuenta con grandes recursos propios de mineral de hierro, su contenido en Fe es bajo (aproximadamente 32 %), por lo cual el pas est invirtiendo en minas en otros pases, a travs de joint-ventures, como la ya citada en Brasil y tambin en Australia. As, Shanghai Baosteel Group Corp. fi rm un acuerdo con Hamersley Iron Ore Pty Ltd. (100 % de Rio Tinto) para formar una joint-venture y explotar mineral de hierro en el oeste de Australia La nueva mina se sita 10 km al este de la mina Paraburdoo, en la regin de Pilbara. Hamersley suministrar a Baosteel 200 Mt/ao durante los 20 aos de duracin del joint-venture.Tal y como se ha sealado, el hierro se presenta en la naturaleza en combinacin con otros elementos formando una gran cantidad de minerales. Los principales minerales, y que van a constituir la materia prima para la obtencin posterior de los materiales frricos son los siguientes: La siderita: es carbonato de Fe (II). Tiene un color amarillento y constituye la principal mena de hierro, aunque su porcentaje en hierro sea menor a los anteriores minerales siendo de un 30-40%. La magnetita: es una mezcla de xidos de hierro (Fe3O4), de color oscuro casi negro, y resultara una excelente mena de hierro ya que posee un 60-70% del mismo, sin embargo es poco abundante en la naturaleza. La hematites roja: es xido de Fe (III), presentndose en forma de masas compactas de color rojo. Contiene un 40-60% de hierro, siendo mucho ms abundante que la magnetita. La limonita: es hidrxido de Fe (III) que procede de alteraciones de otros minerales de hierro. Se presenta en forma de masas compactas de color pardo negruzco, o impregnando arcillas y tierras de cultivo dndoles un color amarillo caracterstico. No se emplean mucho como mena debido al bajo porcentaje en hierro que presentan.

1.3. EL HIERROEl elemento qumico hierro forma parte de la corteza terrestre en un porcentaje del 5%, siendo el segundo metal ms abundante tras el aluminio, aunque no se presenta nunca en estado puro, sino combinado en forma de xidos, hidrxidos, carbonatos y sulfuros.En estado puro es un metal de color blanco azulado, blando, dctil y maleable, buen conductor elctrico y trmico; es muy tenaz y antes de fundirse se reblandece considerablemente lo que permite el forjado y el soldado entre s; es inalterable al aire seco, pero es atacado por el aire hmedo, formndose una capa de xido en su superficie, denominada orn o herrumbre. Se magnetiza fcilmente a temperatura ordinaria, pero es difcil magnetizarlo en caliente, y a unos 790C desaparecen las propiedades magnticas. Tiene un punto de fusin de 1.535C, un punto de ebullicin de 2.750C y una densidad relativa de 786.

Se puede obtener hierro de elevada pureza electrolizando soluciones de sus sales (cloruros, sulfatos, etc.). En este proceso se utiliza chatarra de hierro como nodo. El hierro puro, as obtenido, es muy frgil. Sin embargo, sometido al proceso de recocido se vuelve dctil, adquiriendo buenas propiedades elctricas y magnticas. Pero, en la industria no se utiliza el hierro puro sino aleado con otros elementos entre los cuales el ms importante es el carbono.

1.4. FORMAS ALOTRPICAS DEL HIERROEl hierro existe en cuatro formas alotrpicas distintas: la alfa, la beta, la gamma y la delta. Las distintas propiedades fsicas de las formas alotrpicas y la diferencia en la cantidad de carbono admitida por cada una de las formas desempean un papel importante en la formacin, dureza y temple del acero.El hierro- existe hasta los 768C, cristaliza en una red cbica centrada y es la nica forma que posee propiedades magnticas. La solubilidad de carbono es prcticamente nula, presentando un valor mximo de 0.02% a los 723C. El hierro- existe entre los 768C y los 910C, cristaliza en red cbica centrada pero con una mayor separacin entre los tomos de hierro debido a la dilatacin trmica. No presenta propiedades magnticas y puede considerarse como una forma de transicin entre la y la .El hierro- se presenta entre los 910C y los 1.400C, cristaliza en una red cbica centrada en las caras y es diamagntico. Esta variedad disuelve fcilmente el carbono, y la solubilidad crece desde el 0.85% hasta el 1.76% a 1.130C, para posteriormente decrecer a un 0.12% a ~1.500C.El hierro- inicia su formacin a los 1.400C presentando la misma estructura y comportamiento magntico que el Fe-, y la solubilidad de carbono disminuye hasta un 0.07%.1.5. EL SISTEMA HIERRO CARBONOEl valor de la temperatura de transicin de la forma a la forma del hierro se modifica por la presencia de otros elementos. Al agregar otros elementos al hierro se produce un cambio en el intervalo de temperaturas dentro del cual la forma es estable.Adems, como efecto secundario, se produce una variacin de la velocidad del cambio de fase. Entre los elementos que se agregan al hierro, el carbono es el que ms influye en sus propiedades, pudiendo formar con aquel tanto mezclas como compuestos definidos. Los distintos cambios que provoca la presencia de carbono en el hierro se suelen representar en un diagrama llamado diagrama hierro-carbono.En este diagrama, representado por la fi gura 1.1, se consideran todas las variantes de composicin y sus respectivas temperaturas de equilibrio para mezclas de hierro con hasta un 6,67 % de carbono. Se estudiaron aleaciones con contenidos de hasta 12% de carbono, pero como carecen de valor industrial, la parte correspondiente del diagrama suele despreciarse.El diagrama es de solubilidad parcial en el estado slido y puede presentarse en dos tipos:a) Estable: cuando considera las mezclas de hierro con carbono graftico.b) Metaestable: cuando considera al carbono formando parte de la cementita.La cementita es una sustancia que contiene 6,67 % de carbono y que responde a la frmula Fe3C. Es estable a altas temperaturas, pero al enfriarse tiende a descomponerse con separacin de grafito. Fe3C 3 Fe + C. Si bien desde el punto de vista termodinmico es importante el estudio de las distintas solubilidades bajo condiciones de equilibrio, para las aplicaciones industriales es ms importante el diagrama metaestable, ya que a las velocidades con que ocurren los enfriamientos de las aleaciones en los procesos industriales se forma cementita.

Fig. 1.1. DIAGRAMA FIERRO-CARBONO

Las temperaturas a las que se dan las transiciones se suelen indicar con la letra A seguidas de una c (del francs "chauffage") si se verifican al calentar, y con la letra A seguida de una r (del francs refroidissement") si se registran al enfriar. Para una transformacin dada Ac y Ar pueden diferir en varios grados debido a fenmenos de histrisis trmica. As, para el equilibrio Fe () = Fe (), Ac es 910 C y Ar es 899 C.En el diagrama de estado hierro-carbono se representan las temperaturas en las ordenadas y los porcentajes de carbono en el hierro en las abcisas. Las lneas continuas representan el sistema metaestable hierro-cementita, mientras que las lneas punteadas representan el sistema estable hierro-grafito. Todas las mezclas lquidas que contengan entre 4,3 y 6,67 % de carbono depositan cementita slida al ser enfriadas.Por lo tanto, al disminuir la temperatura la composicin de la fase lquida se empobrece en carbono aproximndose a la sealada por el punto E1. Al enfriar mezclas lquidas que contengan entre 0,5 y 4,3% de carbono, estas depositan austenita (una solucin slida de carbono en hierro). A medida que disminuye la temperatura la composicin del lquido se aproxima a la indicada por el punto E1.El punto E1 corresponde a una mezcla eutctica en la cual el slido tiene 52 % de cementita y 48% de austenita. Esta mezcla eutctica se conoce como ledeburita y funde a 1145 C. Las mezclas lquidas que tienen menos de 0,5 % de carbono depositan, por enfriamiento, una fase transitoria de hierro .Si se tiene, por ejemplo, un lquido con 1,5 % de carbono (P1 en el diagrama de la figura 1.2) y se lo enfra hasta 1.420 C, comenzar a separarse un slido austentico cuya composicin estar dada por P2. Como este slido slo contiene 0,5 % de carbono, el lquido se enriquece en carbono y su composicin se mueve a lo largo de la curva AB. A temperaturas elevadas, los fenmenos de difusin son rpidos, de modo que, a medida que se produce el enfriamiento, la composicin de la austenita vara segn la lnea P2D. Cuando el lquido alcanza la composicin dada por el punto P3 la austenita depositada tiene el 1,5 % de carbono.

Si el lquido contiene ms de 1,7 % de carbono (por ejemplo, un lquido cuya composicin y temperatura estn dadas por el punto P4 del diagrama de la fi gura 1.2) ir depositando austenita a medida que se enfra y, al alcanzar la composicin del eutctico, solidificar sin cambios posteriores, con lo cual el slido estar formado por ledeburita y austenita primaria. La regin I del diagrama de la fi gura 1.3 corresponde a composiciones y temperaturas a las cuales la austenita es estable en solucin. En la regin II del mismo diagrama, la austenita es estable como fase slida homognea. Como se puede apreciar en el diagrama, el contenido mximo de carbono en esta regin es 1,7 %.El porcentaje de carbono en la aleacin permite efectuar la siguiente distincin: Se definen como aceros todas las aleaciones de hierro que contienen menos de 1,7 % de carbono y como fundiciones a todas aquellas aleaciones que contienen ms de 1,7 % de carbono. La austenita slida que se encuentre a temperaturas superiores a los 723 C y que contenga entre 0,89 y 1,7 % de carbono, al alcanzar por enfriamiento la curva DE, sufre un proceso de disyuncin, en el cual se separa cementita. Mediante este proceso, la austenita se empobrece en carbono hasta que, al alcanzar el punto E con un 0,89 % de carbono, se transforma en una mezcla eutectoidea especial. Esta mezcla eutectoidea tiene una estructura cristalina caracterstica llamada perlita. La perlita est formada por ferrita (hierro con trazas de carbono) y cementita.Las aleaciones austenticas que contengan menos de 0,89 % de carbono liberarn ferrita a lo largo de la curva FE hasta alcanzar la composicin eutectoidea.A los aceros que contienen menos de 0,89 % de carbono se los suele llamar hipoeutectoideos y a los que tienen entre 0,89 y 1,7 % de carbono hipereutectoideos. Anlogamente, las aleaciones que contienen entre 1,7 y 4,3 % se dicen hipoeutcticas y las que contienen ms de 4,3 % hipereutcticas. Asimismo, las fases slidas que se forman antes de alcanzar la composicin eutctica o eutectoidea se denominan, respectivamente, proeutctica y proeutectoidea. Un acero que contenga 0,5 % de carbono formar ferrita proeutectoidea y perlita, mientras que una mezcla que contenga 3% de carbono separar inicialmente austenita proeutctica y ledeburita.La solubilidad del carbono en la austenita disminuye de un 1,7% a 1.135 C hasta el 0,89 % a 723. Por ese motivo, a medida que disminuye la temperatura, la austenita libera carbono como cementita. Cuando el enfriamiento alcanza los 723 C, la austenita se vuelve inestable y se transforma en perlita.La cementita es inestable a bajas temperaturas y se descompone en carbono y ferrita. La grafitacin de aceros y fundiciones puede ser acelerada por otros elementos. Todas las fundiciones comerciales tienen grafito libre, ya sea como copos gruesos, como partculas finas o como flculos o ndulos.

1.6. OBTENCIN DEL HIERRO: PROCESO SIDERRGICOLa metalurgia del hierro, dada la enorme importancia de los materiales frricos, recibe el nombre propio de siderurgia, que deriva de la principal mena, la siderita. La siderurgia comprende una serie de operaciones mediante las cuales se obtienen los materiales frricos. La siderurgia abarca desde el proceso de extraccin del mineral hasta la presentacin comercial de los productos finales.1.6.1. CONCENTRACIN DE LA MENAUna vez que se ha extrado el mineral de las minas, la primera etapa a llevar a cabo es la separacin del mineral de hierro, que recibe el nombre de mena, de las partes despreciables como tierra, rocas, cal slice, etc., que reciben el nombre de ganga.Esta separacin se puede llevar a cabo mediante diversos mtodos, siendo los ms habituales el magntico y el de flotacin. El mtodo magntico se basa en las propiedades magnticas que suelen presentar los minerales de hierro, consistiendo bsicamente en atraer el mineral, finamente molido, mediante imanes. El mtodo de flotacin es el ms empleado y est basado en la formacin de espumas, que se adhieren de forma muy diferente a las distintas partculas de minerales. El mineral finamente pulverizado se mezcla con agua en un recipiente abierto, y se le aade un detergente adecuado. La mezcla se agita al tiempo que se le insufla una corriente de aire, con lo que se forman numerosas burbujas de aire, que se adhieren a las partculas de mena, que de esta forma son arrastrada haca la superficie y pueden separase de las partculas de ganga. Estas ltimas son mojadas por agua y quedan en el fondo del recipiente. Para que esto ocurra es preciso seleccionar, en cada caso, el agente formador de espuma para que se adhiera solamente a un tipo de partculas. En otras ocasiones, son las partculas de ganga las que se adhieren a las burbujas y son arrastradas a la superficie, quedando la mena en el fondo del recipiente.1.6.2. MATERIAS PRIMASJunto al mineral de mena de hierro son necesarios para la obtencin del hierro otros componentes que son el coque y los fundentes.El coque es un producto obtenido de la destilacin seca de la hulla y que cumple las siguientes funciones: a) Producir, por combustin, el calor necesario para que tengan lugar las reacciones qumicas de reduccin en el alto horno; b) Producir el monxido de carbono, que ser el agente reductor; c) Dar permeabilidad a la carga del alto horno y facilitar el paso de los gases.Los fundentes tienen por finalidad el reaccionar qumicamente con los restos de ganga no eliminados en el proceso de concentracin de mena, formando compuestos de menor punto de fusin. Los productos resultantes de esta reaccin constituyen, junto a las cenizas procedentes de la combustin del coque, la denominada escoria, que flota sobre el metal fundido en la parte inferior del horno.La naturaleza qumica del fundente depender de la naturaleza de la ganga. As, si la ganga es de naturaleza cida, silicatos, el fundente empleado ser caliza (CaCO3). La caliza se combina con la slice presente en el mineral (que no se funde a las temperaturas del horno) para formar silicato de calcio, de menor punto de fusin. Sin la caliza se formara silicato de hierro, con lo que se perdera hierro metlico. Si la ganga es de naturaleza bsica como fosfatos, se emplea como fundente dolomita (CaMg(CO3)).Estos tres componentes se introducen en el horno, tras un precalentamiento y secado, en la siguiente proporcin: mena/coque/fundente = 4/2/1, disponindose en capas alternadas. Con estas cantidades se obtienen arrabio y escoria en proporcin 2 a 1, ms los gases de combustin.1.6.3. EL ALTO HORNOEl mineral de hierro una vez concentrado es reducido en los denominados altos hornos. Estos son instalaciones complejas cuyo principal objetivo es la obtencin de arrabio, que es como se denomina al material obtenido y que est compuesto por hierro y carbono, este ltimo en porcentaje que oscilan entre el 2.5% y 6.7%, adems de otros elementos que estn presentes como impurezas. El alto horno de hierro es un horno de eje vertical, de altura entre ~30 y ~80 metros, y seccin circular, de dimetro mximo entre 10 y 14 metros. Est construido por un armazn de acero revestido en su interior de ladrillos refractarios, alcanzando las paredes un espesor de hasta 2.5 metros. El alto horno podemos dividirlo en las siguientes partes:Zona superior: En esta parte se encuentra el tragante y el sistema de escape de gases. El Tragante es por donde se introducen las materias primas necesarias para la produccin del arrabio. Este consiste en dos tolvas en forma de campana, provistas de un dispositivo de apertura y cierre que evita que se escapen los gases en el momento de la carga. Por su parte, el Sistema de escape nos permite extraer los gases generados durante el proceso. Los gases desprendidos son el monxido y dixido de carbono, as como xidos de otros elementos presentes en el proceso (Si, S, Mn, etc.). Estos gases se desprenden todava calientes y se pueden aprovechar, bien sea para calentar el aire que se debe insuflar por la parte inferior haciendo uso de recuperadores de calor como el de Cowper, o para la generacin de energa elctrica mediante sistemas de cogeneracin.La Cuba representa la mitad del horno, tiene forma de tronco de cono ensanchando hacia abajo para facilitar que la carga se adhiera a las paredes. En la parte superior de la cuba tiene lugar el primer calentamiento de la carga, eliminndose la humedad del mineral de hierro y calcinndose la caliza con desprendimiento de dixido de carbono y formacin de cal. Al mismo tiempo, el monxido de carbono producido por la combustin del carbn en la parte inferior comienza la reduccin de los xidos de hierro. La temperatura en esta primera parte de la cuba oscila entre los 200C y los 700C, y las reacciones que tienen lugar son:CaCO3 CaO + CO2 ; 3 Fe2O3 + CO 2 Fe3O4 + CO2 ; Fe3O4 + CO 3 FeO + CO2La reduccin del Fe2O3 para dar Fe3O4 tiene lugar a unos 400C, mientras que las otras dos reacciones tienen lugar a los 600C.En una segunda zona de la cuba tiene lugar la reduccin del FeO a Fe, la cual transcurre a partir de los 700C, donde el porcentaje de CO en los gases es de un 60%.C + CO2 2 CO ; FeO + CO Fe + CO2 ; CaO + SiO2 CaSiO3 (escoria)El monxido de carbono procede de la parte inferior del horno ya que la reaccin entre el coque y el CO2 (procedente de la combustin del coque) tiene lugar a 900C. A esta temperatura, que corresponde a la parte inferior de la cuba, tiene lugar la descomposicin total de la caliza y comienza a formarse Fe3C (cementita) por la accin del CO sobre el FeO.El Vientre es la zona ms ancha de la cuba, alcanzndose en l una temperatura de ~1.500C. Es en esta zona donde tiene lugar la fusin del hierro y la escoria, por lo que se le denomina tambin zona de fusin. El hierro es necesario que se encuentre totalmente reducido al llegar esta zona, ya que si se encuentra en forma de xido puede combinarse con la slice para formar silicatos frricos (FeSiO3) que pasaran a formar parte de la escoria. El vientre coincide con la zona de unin entre la cuba y la parte inferior del alto horno, denominada etalaje.El Etalaje presenta tambin una forma de tronco de cono, pero con la parte ms ancha dirigida hacia arriba con objeto de facilitar la distribucin de los gases, adems de compensar la disminucin de volumen del material que se produce como consecuencia de su reduccin y prdida de materias voltiles. Es en esta zona donde se introduce el aire caliente a travs de unas toberas. Este aire no slo es necesario para la combustin del coque, sino que tambin remueve la mezcla de carga favoreciendo los procesos. La temperatura que puede alcanzarse en esta zona es la ms alta de todo el horno, llegando hasta los 1.800C.El Crisol es la parte ms baja del alto horno y es donde se depositan el arrabio y la escoria. Esta ltima flota sobre el arrabio y se recoge por las denominadas bigoteras o piqueras de escoria, que se hallan en un plano superior a la piquera de arrabio, que es por donde fluye, en estado lquido, el arrabio hacia las cucharas de recogida. En esta zona tambin se hallan unas compuertas para la limpieza peridica que debe realizarse al horno.1.7. Productos siderrgicosDentro de este apartado estudiaremos los diferentes productos que se obtienen hoy en da a partir del arrabio obtenido en los altos hornos. Otros productos frricos que eran obtenidos antiguamente por otros mtodos ya han sido abordados en la introduccin del tema. Tal y como se ha sealado, los diferentes productos siderrgicos se clasifican, en primera instancia, en funcin de su contenido en carbono. En general, a medida que aumenta dicho contenido, los productos resultantes aumentan en dureza, pero tambin en fragilidad, resultando de ello las diferentes aplicaciones que presentan estos productos.1.7.1. Hierro dulceSe denomina hierro dulce al producto siderrgico con un contenido en hierro superior al 99.9%, pudindose considerar como hierro puro, ya estudiado anteriormente. Debido a sus malas propiedades mecnicas y dificultad de obtencin, no presenta muchas aplicaciones industriales, siendo su principal campo de aplicacin el de la electricidad y electrnica, donde se le conoce como ferrita, debido a su gran permeabilidad magntica.Cuando se requiere de hierro qumicamente puro, ste se obtiene fundamentalmente por mtodos electrolticos a partir de soluciones de cloruro frrico en cloruro de clcico. En ocasiones se obtiene tambin por reduccin con hidrgeno de xidos purificados, y el producto obtenido en forma de polvo es sometido posteriormente a procesos de sinterizado.1.7.2. AcerosSe denominan aceros aquellos productos siderrgicos cuyo contenido en acero oscila entre el 0.1 y 1.76%, pudiendo contener adems otros elementos que le confieren propiedades especiales (aceros aleados). Su caracterstica fundamental es que puede experimentar importantes transformaciones en su estructura, sin perder el estado slido, mediante tratamientos trmicos.Los aceros son posiblemente el principal y ms importante de los productos siderrgicos. Si bien era conocido desde la antigedad, su produccin industrial comienza a mediados del siglo pasado con la introduccin de los convertidores, en particular el de Bessemer que fue el primero de ellos. Estudiaremos a continuacin los diferentes mtodos o procesos de obtencin de aceros. Todos ellos pueden considerarse como mtodos de afino del arrabio, mediante los cuales se reduce el porcentaje en carbono e impurezas de ste hasta el valor deseado.1.8. OBTENCIN DE HIERRO1.8.1. OBTENCIN DEL HIERRO A PARTIR DE LOS MINERALESLa historia del hierro es la historia del hombre. Desde su descubrimiento, en tiempos primitivos, el hombre con su inventiva logr convertirlo en acero y adecuarlo a los mltiples usos que hoy tiene. Desde una aguja hasta un buque; desde un delicado instrumento hasta la Torre Eiffel. Si bien el hierro es conocido por el hombre desde hace ms de 6000 aos, se tienen muy pocos datos sobre su modo de obtencin en la antigedad. En los Pirineos tuvo origen un procedimiento de obtencin denominado forja catalana, que se utiliz hasta el siglo XIV. Las forjas catalanas consistan en pequeos pozos o en crisoles, con las paredes revestidas de arcilla, dentro de los cuales se introduca el mineral junto con una gran cantidad de carbn vegetal. El fuego era atizado con fuelles manuales o accionados a pedal. En estos hornos no se alcanzaba la temperatura de fusin del hierro, sino que se obtena una masa metlica esponjosa impregnada en escorias que se separaban mediante un batido enrgico. De esta manera, apenas si se obtena un tercio del hierro, el resto se perda con la escoria. A partir del siglo XIV se comenz a utilizar un horno llamado alto fuego, precursor de los actuales hornos de cuba. En estos hornos se alcanzaba una temperatura ms elevada lo que provocaba una fusin parcial del hierro. Segn las tcnicas de trabajo, se poda obtener hierro dulce, hierro duro y un material duro, pero frgil llamado arrabio.

El arrabio se consideraba un producto desechable debido a su fragilidad. Ms tarde, se comenz a aprovechar fundindolo y colndolo en moldes. Todos estos procedimientos eran directos, es decir, se obtena el hierro a partir del mineral. Posteriormente, fueron sustituidos por el proceso indirecto, mediante el cual, a partir del mineral, se obtiene primero el arrabio y de este, por un tratamiento posterior, la aleacin de hierro con el contenido de carbono deseado.1.8.2. OBTENCIN DE ARRABIO EN EL ALTO HORNOEl mineral de hierro se calcina para eliminar el agua, descomponer los carbonatos y oxidar los sulfuros y la materia orgnica que pudiera contener. Luego se debe someter a un proceso de reduccin de tamao para que la reaccin qumica ocurra eficientemente. Para eso, se puede triturar el material o pelletizarlo. Mediante la trituracin se obtienen granzas, que es la forma ms comn de hierro comercializable. Es la forma ms tradicional en que se comercializa el mineral proveniente de las minas de hierro generalmente, se le somete a un proceso de beneficio para separarlo de la ganga, con lo que aumenta su ley de hierro al 60 63 %. Sus dimensiones son de 10 a 30 mm.

Un porcentaje cada vez ms importante del mineral de hierro que se emplea para la obtencin del acero viene en forma de pellets.Los pellets son preconcentrados de hierro aglomerado en forma de ndulos. Se manufacturan con un aditivo especial alcalino, como caliza o dolomita, en plantas de pelletizacin (en la figura 2.4 se esquematiza el proceso de pelletizacin).Sus dimensiones son de 9 a 16 mm. Las materias primas que se emplean en el proceso de obtencin de aceros y fundiciones son, adems del mineral de hierro, el carbn (ya sea coque o carbn vegetal) y fundentes. Cuando el coque (o el carbn vegetal) es de tamao grueso, se lo tritura hasta un tamao adecuado y, por cribado, se separan las partculas pequeas del polvo.En el interior del horno alto, los distintos componentes del mineral de hierro deben ser transformados en productos fusibles susceptibles de ser separados. Para ello, se utilizan distintos fundentes. Si el mineral contiene gangas calcreas, se usa un fundente cido, tal como arena o arcilla, cuya combinacin con el material alcalino forma una escoria fusible.

En cambio, si las gangas son silceas se utiliza caliza o dolomita como fundentes. Para minerales con gangas silceas y calcreas se emplea bauxita.

Los materiales de partida, previamente pesados en carros-balanza, se vuelcan en vagonetas que llevan esta carga hasta la boca del horno.El alto horno (figura 2.5) est constituido por dos troncos de cono de distintas longitudes unidos por sus bases ms anchas. El superior recibe el nombre de cuba y el inferior se denominaetalage. La parte superior de la cuba, llamada tragante, lleva un doble cierre para impedir que escapen los gases. La parte ms ancha del horno se llama vientre. Debajo del etalage se halla el crisol donde se recogen el hierro fundido y la escoria. Cerca del fondo, hay varios tubos de bronce llamados toberas a travs de los cuales se introduce aire caliente a presin. La escoria y el hierro se extraen por diferencia de densidad a travs de dos orificios llamados escoriero o bigotera y piquera, respectivamente.El horno alto se construye en acero revestido interiormente de ladrillos refractarios arcillosos o slico-aluminosos que deben resistir, adems del calor, la erosin producida por el descenso de las cargas y por las reacciones qumicas que se producen en su interior.La obtencin del arrabio (hierro de primera fusin) en el horno alto insume grandes cantidades de aire (de 4 a 5 m3 por kilogramo de carbn) para su obtencin se utilizan turbosoplantes accionados por el vapor que producen las calderas de una central termoelctrica. El aire procedente de los turbosoplantes ingresa a un sistema de estufas en las cuales se calienta a 600 - 800 C. Las estufas utilizan como combustible gas proveniente del horno alto que ha sido convenientemente depurado. El aire caliente se inyecta al horno a travs de las toberas, que son refrigeradas, exteriormente, con agua.En la zona de introduccin de la carga, la temperatura es de unos 150 C y a medida que la carga desciende por la cuba, encuentra temperaturas cada vez mayores.Cuando se alcanzan los 400 C se produce la desecacin de los materiales y los xidos hidratados se transforman en anhidros.Alrededor de los 450 C se produce una reduccin parcial del dixido de carbono proveniente de la combustin del coque en las capas inferiores y se forma carbn que favorece la carburacin del hierro.Cuando la temperatura alcanza los 700 C se produce la reduccin de los xidos de hierro por accin del monxido de carbono. Entre los 700 y los 1.350C aumenta la reduccin del xido de hierro por reaccin directa con el carbn y tiene lugar la disociacin de los carbonatos de calcio y de magnesio. En esta zona tambin se produce una reduccin parcial de los xidos de manganeso, lo que, posteriormente, producir sulfuro y silicatos de manganeso.A los 700 C comienzan a formarse las escorias primarias. Inicialmente se forma silicato ferroso, que al reaccionar con la cal producida por la descomposicin de los carbonatos libera xido ferroso.

En el etalage la temperatura vara entre 1.350 y 1.550 C. En esta zona se produce la carburacin del hierro, que pasa del estado esponjoso al lquido. El xido de manganeso se reduce por accin del carbn y el silicato de manganeso se descompone por accin de la cal.El manganeso liberado se diluye en el arrabio. Adems, la escoria sufre ciertas transformaciones, no muy bien estudiadas. Las toberas insufl an aire a presin que quema rpidamente el coque produciendo dixido de carbono y liberando gran cantidad de calor. De all que en la zona de combustin se alcancen temperaturas del orden de los 1.800-2.000 C. Es en la zona de combustin donde se completan las reacciones de formacin de escoria y la desulfuracin del arrabio.Debido a la refrigeracin exterior, la temperatura en el crisol es de 1.500 - 1.600 C. All se separa el arrabio de la escoria que, por ser menos densa, forma la capa superior protegiendo al metal de la oxidacin. Al trmino de la operacin, para extraer la escoria, se perfora el tapn de arcilla cocida que cierra la bigotera. Esta operacin se conoce como sangrado de la escoria. Luego se sangra el crisol por la piquera desde donde seextrae el arrabio.Por la chimenea sale una mezcla gaseosa que contiene aproximadamente 24 % de CO, 12% de CO2, 2 % de H2. 2 % de CH4 y un 60 % de N2 (todos los porcentajes en volumen). Esta mezcla se destina, previa purifi cacin, para calefaccin del aire o como combustible en la central termoelctrica. En la fi gura 2.7 se esquematizan las reacciones mencionadas anteriormente.En el horno alto, los materiales se van cargando a medida que los productos fundidos (el arrabio y la escoria) son sangrados del crisol. As, el horno alto se mantiene siempre cargado y, en sus distintas zonas, siempre se producen las mismas reacciones.

En la plataforma del horno alto hay dos canales: el canal de escoria por donde la escoria fluye desde la bigotera hacia las vagonetas que la recoge y el canal de arrabio por donde el arrabio lquido fl uye hacia vagones-termos (colada). Los vagones-termos transportan parte del arrabio lquido hacia la acera. Otra parte se conduce a una lingotera con cangilones que lo transforma en lingotes fros. Estos lingotes pueden ser utilizados como carga fra en los hornos Siemens- Martin o destinados a talleres de fundicin. El arrabio suele contener 91,0 - 94,0 % de hierro, 3,5 - 4,5 % de carbono, 0,5 - 2,5 % de manganeso, 0,0017 - 0,1 % de azufre, 0,03 - 0,1 % de fsforo y 0,03 - 0,l % de silicio.

CAPITULO II: OBTENCIN DEL ACERO

Cualquier proceso de produccin de acero a partir de arrabio consiste en quemar el exceso de carbono y otras impurezas presentes en ste. Recordemos que el arrabio puede contener porcentajes de carbono entre el 2.5 y 6.67%, adems de cantidades apreciables de otros elementos. Algunos de estos otros elementos son altamente indeseables, especialmente el fsforo, mientras que otros pueden resultar deseables como el manganeso, cromo, etc.2.1. CONVERTIDOR DE BESSEMER THOMASEl convertidor ideado por Bessemer consista en un recipiente metlico basculante de gran tamao, con capacidad para 15-25 toneladas de arrabio, recubierto interiormente por material refractario de naturaleza cida (slice). El proceso de obtencin consiste en una primera fase de llenado, en la que se inclina el convertidor para facilitar su llenado con arrabio fundido procedente del alto horno; una segunda fase de soplado en la que se inyecta aire caliente por una toberas situadas en la parte inferior del convertidor, situado ahora en posicin vertical; y una tercera fase de vaciado en la que se vuelve a inclinar el convertidor para el vertido del acero.Durante la fase de soplado, el oxgeno del aire se combina con el carbono y las impurezas, especialmente silicio y manganeso, adems de con algo de hierro. El calor de estas reacciones de combustin es el que permite mantener la temperatura de fusin de la carga de arrabio. La duracin del proceso es muy corta, unos 15-20 min., pudindose detener por cese de la corriente de aire. Sin embargo, dada la brevedad del proceso, ste se suele finalizar cuando el arrabio se ha convertido en hierro casi puro, para posteriormente aadir las cantidades adecuadas de carbono y otros metales segn el acero deseado.La principal ventaja de este procedimiento radica en su rapidez y economa, (ya que no requiere de combustible), sin embargo, es su elevada rapidez su principal inconveniente puesto que impide un adecuado control de la composicin del producto final, adems de que el producto final puede resultar no homogneo en lo que se refiere a su composicin. Otro inconveniente es que no pueden eliminarse aquellos elementos que forman xidos cidos, en especial el fsforo y azufre, al ser el recubrimiento interior de slice, que tambin es de naturaleza cida. Para solventar este problema, Thomas (1887) introdujo una modificacin consistente en cambiar el recubrimiento interior de slice por uno de dolomita, con lo que al quemarse el fsforo se forma una escoria de fosfato clcico.Los factores indicados hacen que los aceros obtenidos por este procedimiento sean de baja calidad, pero ms barato, emplendose para la fabricacin de vigas para la construccin u otros materiales que no requieran buenos tipos de aceros.2.2. HORNO DE MARTIN SIEMENSConsiste en un gran horno de reverbero de forma rectangular y techo abovedado, capaz de albergar hasta 400 toneladas de carga. Al igual que en los convertidores de Bessemer Thomas, el recubrimiento interior puede ser de carcter cido o bsico dependiendo de la naturaleza de las impurezas a eliminar en la escoria. La carga introducida consiste en una mezcla de arrabio, chatarra de acero de bajo contenido en carbono, y mineral de hierro (si el porcentaje de chatarra es bajo), de forma que el contenido de carbono se reduzca hasta el lmite deseado. En este mtodo, el agente oxidante de las impurezas no es el oxgeno elemental, sino el xido de hierro presente en el mineral y en la chatarra, de forma que al tiempo que se oxidan los elementos a eliminar, se obtiene hierro. El CO se escapa en forma de gas, mientras que el resto de xidos formar la escoria. El proceso total de oxidacin dura unas 8-12 horas, siendo posible obtener un producto final de composicin controlada y homognea.El principal inconveniente de este procedimiento es el elevado consumo energtico, adems de la baja calidad del producto obtenido, an cuando es mejor que el obtenido en el convertidor de Bessemer. Hoy en da, ambos procedimiento estn en desuso, emplendose en la actualidad los mtodos de horno LD y elctrico. 2.3. HORNO LDSe trata de un horno de creacin bastante reciente que permite la obtencin de aceros de gran calidad, siendo el procedimiento ms empleado en la actualidad debido a la relativa sencillez y bajo coste del mismo, al tiempo que permite el reciclaje de la chatarra de acero. El horno consiste en un gran recipiente, capaz de albergar hasta 300 toneladas de carga, la cual consiste en arrabio y chatarra, adems de fundente (CaO) para formacin de la escoria. Est construido en acero revestido interiormente con ladrillo refractario de carcter bsico y, para facilitar la carga y descarga se monta de forma que pueda bascular sobre uno de sus costados. En la fase de llenado se inclina el horno y se introduce en l, en primer lugar el arrabio, a continuacin la chatarra de acero y finalmente el fundente. Una vez cargado se coloca en posicin vertical para la siguiente fase. En la fase de afino se inyecta oxgeno puro a presin (~12 atm.) mediante una lanza refrigerada que se introduce justamente en el centro del fundido. Al inyectar el oxgeno puede formarse inicialmente xido de hierro, pero que reaccionar rpidamente con las impurezas volvindose a recuperar el hierro, formndose los xidos correspondientes que formarn la escoria con el fundente aadido. Por otra parte, la reaccin de combustin del carbono es tambin rpida y proporciona el calor necesario para mantener la carga en estado fundido. El empleo de oxgeno puro en lugar de aire evita la presencia de N2 e H2 que perjudican las propiedades de los aceros obtenidos al hacerlos duros y frgiles. Al final del proceso se aaden al interior del horno los elementos de aleacin necesarios a fin de obtener el acero deseado, los cules se suelen introducir en forma de la ferroaleacin correspondiente. Finalmente, en la fase de vaciado se inclina el horno sobre su costado con objeto de eliminar la escoria que sobrenada y, despus se bascula totalmente para vaciar el contenido. El proceso total es bastante rpido, siendo aproximadamente de una hora.2.4. HORNOS ELCTRICOSEste tipo de horno permite la obtencin de aceros finos de gran pureza y calidad. La principal ventaja de este mtodo, origen de la buena calidad de los aceros obtenidos, es que stos no se encuentran sometidos a la accin de los gases de combustin, siendo posible crear atmsferas neutras, cidas, bsicas o vaco segn interese, dependiendo del tipo de impurezas. Adems, el control de la temperatura se puede llevar a cabo de forma muy precisa. Por el contrario, presentan el inconveniente de su elevado coste debido al elevado consumo de energa elctrica que requieren, por lo que suelen emplearse como un mtodo de afino de aceros obtenidos por otros procedimientos. Este tipo de horno est especialmente indicado para aceros aleados con metales de elevado punto de fusin como el wolframio, molibdeno, etc., y para aceros especiales como los inoxidables. Los hornos elctricos pueden ser de dos tipos, segn la forma en que se logre el calor necesario a partir de la energa elctrica: los hornos de arco y los hornos de induccin.Los hornos elctricos de arco constan de un recipiente de acero de forma cilndrica, recubiertos interiormente de ladrillos refractarios, que pueden contener hasta 130 toneladas de carga, la cual est compuesta de chatarra de acero seleccionada o arrabio, materiales de aleacin (ferroaleaciones), y fundentes para eliminacin de la escoria. Una vez cargado el horno se cierra el recipiente mediante una tapadera en la que se encuentran una serie de electrodos de grafito (entre uno y tres). Entre estos electrodos y la carga se hacen saltar potentes arcos voltaicos que provocan la fusin de la carga. En el interior del horno pueden alcanzarse temperatura de hasta 3.800C, y el oxgeno necesario para la oxidacin de las impurezas procede del aire en contacto con la masa fundida y del xido de hierro que aporta la chatarra. El proceso de afino dura 50-60 minutos, tras la cual se extrae la escoria formada y posteriormente el acero obtenido. Los hornos elctricos de induccin constan tambin de un recipiente de acero recubierto interiormente de ladrillos refractarios, capaces de contener hasta 100 toneladas de carga. Una vez cargado el horno, se hace circular una corriente elctrica de alta frecuencia por una bobina elctrica situada en el exterior del horno, la cual induce en el interior del material corriente parsitas de Foucault, que producen el calentamiento hasta elevadas temperaturas que provocan la fusin. 2.5. PRESENTACIN COMERCIAL DE LOS ACEROSEn los procesos descritos, el acero se obtiene en estado fundido se denomina colada, y se recoge para su transporte en las denominadas cucharas. Para su transformacin en productos tiles es necesario solidificarlo, para lo cual podemos seguir diferentes procedimientos.Un primer procedimiento es el vertido de la colada en un molde de la pieza que se desea obtener. Este procedimiento no se suele emplear ya que resulta muy costoso, y slo se emplea cuando la forma de la pieza es muy complicada, siendo difcil obtenerla por otros mtodos de conformacin.Un segundo mtodo es el vertido de la colada en lingoteras para la obtencin de lingotes de forma prismtica. Los lingotes deben introducirse en los denominados hornos de fosa a fin de que la solidificacin se lleve a cabo de forma uniforme. Esto es debido a que el enfriamiento superficial es ms rpido que en el interior del lingote, lo que puede originar roturas internas. Una vez obtenidos los lingotes se pasan a los trenes de laminacin, bien en fro o en caliente, donde se les dar la forma del semiproducto deseado. Por ltimo, tenemos el procedimiento denominado colada continua, y que en la actualidad es el ms empleado. En este procedimiento, la colada se vierte sobre un molde de fondo desplazable, cuya seccin transversal tiene la forma del semiproducto que se desea obtener. El trmino colada contina se debe a que el semiproducto sale sin interrupcin de la mquina hasta que la cuchara ha vaciado todo su contenido.La forma de los semiproductos son bsicamente dos: la palanquilla o bloom, de seccin cuadrada de entre 30 y 150 mm de lado, y los planchones o slab, de seccin rectangular de un espesor entre 100 y 250mm y una longitud de unos 6 metros.Las palanquillas son pasadas a continuacin a los trenes de fermachines en donde, se laminan en forma circular y, tras operaciones de estirado y calibrado, se transforman en alambres, barras calibradas, etc. Tambin pueden ser pasadas a los trenes de perfiles estructurales en donde se transforman en perfiles estructurales, carriles y barras comerciales. Los perfiles comerciales habituales son: angular, doble T, zeta, tubo, te y cuadrado hueco, y en lo que se refiere a las barras tenemos: pletinas, media caa, triangular, cuadrada, redonda y hexgono. Por su parte, los planchones se introducen primeramente en los trenes de banda en caliente, en donde se transforman en chapas gruesas, medias, de espesores entre 3 y 50mm con longitudes de hasta 40 metros, y finas de espesor hasta 1.6mm y longitudes de hasta 600 metros. Las chapas obtenidas pueden pasarse a los trenes de laminacin en fro, obtenindose chapas de espesores de hasta 0.1mm. Todas estas chapas se suele servir posteriormente en bobinas o rollos.2.6. CLASIFICACIN, PROPIEDADES Y APLICACIONES DE LOS ACEROSLos diferentes tipos de aceros obtenidos se clasifican, en primera instancia, en base a su composicin en aceros ordinarios y aceros aleados.Los aceros ordinarios, tambin llamados aceros al carbono, son aquellos constituidos fundamentalmente por hierro y carbono, considerndose el restos de elementos como impurezas (con porcentajes inferiores al 0.7%). Estos aceros pueden a su vez dividirse en funcin del porcentaje en carbono en: aceros hipoeutectoides, aceros eutectoides y aceros hipereutectoides, segn el porcentaje sea mayor, igual o superior al correspondiente al punto eutctico, % C = 0.89. Los aceros hipoeutectoides puede tambin dividirse en funcin del porcentaje de carbono en: extrasuaves (0.1-0.2% C), suaves (0.2-0.3%), semisuaves (0.3-0.4%), semiduros (0.40.5%), duros (0.5-0.6%) y extraduros (0.7-0.8%).Las propiedades de estos aceros son funcin del porcentaje en carbono, as por ejemplo, a medida que aumenta dicho porcentaje aumenta la dureza, la fragilidad y la resistencia a los choques, disminuyendo la soldabilidad. Estas caractersticas pueden ser modificadas mediante tratamientos trmicos, que sern abordados posteriormente. Dado que todos los aceros poseen carbono, estas caractersticas van a ser comunes a todos los aceros. En lo que se refiere a las aplicaciones de los aceros no aleados son muy variadas, especialmente en el campo de la construccin e ingeniera civil.Los aceros aleados son aquellos que, adems de carbono, contienen otros elementos en la aleacin. Pueden dividirse en aceros de baja aleacin, si el porcentaje de los terceros elementos es inferior al 1.5%, , de media aleacin si el porcentaje est entre 1.5 y 5.5, y de alta aleacin si es superior al 5.5%. Los aceros aleados pueden contener una gran variedad de otros elementos en diferentes proporciones, lo que les confiere a los aceros diversas propiedades. Entre los elementos de aleacin ms destacados tenemos: Nquel: Proporciona un aumento de la templabilidad, resistencia a la traccin y lmite elstico, sin que disminuya la resistencia y ductilidad. Confiere adems excelentes propiedades anticorrosivas. Las caractersticas y aplicaciones de los aceros aleados con nquel dependen del porcentaje de ste. As, si el porcentaje es de un 9% resiste bien hasta temperaturas de 200C emplendose en recipientes criognicos; si el porcentaje es del 35.5%, el acero presenta un coeficiente de dilatacin nula, emplendose en la elaboracin de patrones. Cromo: La adicin de cromo favorece que no se pierda dureza durante el revenido y trabajos a altas temperatura; favorece la existencia de grano fino (homogeneidad de los aceros), por lo que se emplea en aceros para la fabricacin de herramientas; evita la descarburacin perifrica; y produce carburos ms duros que la cementita, aumentando la dureza, la resistencia a la traccin y al desgaste, pero aumentando la fragilidad. Mejora tambin en gran medida las propiedades anticorrosivas, y junto al nquel constituyen los aceros inoxidables, que es un acero que contiene diferentes proporciones de cromo y nquel: 18-8, 18-10,17-20, 8-12. Si se desea obtener aceros inoxidables a altas temperaturas es necesario aumentar estos porcentajes: 25-13, 25-20, 18-36. Manganeso: El manganeso se encuentra presente en la mayora de los aceros por encontrarse ya presente en el arrabio. Su presencia aumenta la templabilidad de forma muy considerable, la resistencia al desgaste (al igual que el cromo forma carburos), y al combinarse con el azufre ms fcilmente que el hierro elimina el FeS, el cual forma un eutctico con el hierro que da lugar a que se destruya el acero en caliente. El acero al manganeso ms empleado es el que contiene un 12-15%, los cuales son aceros austenticos (clasificacin que ser estudiada posteriormente) que una vez enfriados, y por tratamiento mecnico en fro, dan lugar a martensita. Este hecho hace que a medida que los empleamos se vayan volviendo ms duros, por lo que se emplean en mquinas de esmerilar, ejes de engranajes, etc. Vanadio: Aumenta la resistencia a la fatiga y al choque, adems es el elemento que ms favorece la templabilidad, por lo que se pueden obtener piezas templadas de gran tamao y calidad por enfriamiento al aire. Las proporciones empleadas son pequeas y oscilan entre el 0.02 y 0.5%. Por otra parte, forma carburos y nitruros lo que hace que los aceros al vanadio se endurezcan superficialmente. En combinacin con el cromo forma aceros empleados en la fabricacin de herramientas como martillos, destornilladores, etc.Otros elementos empleados para la obtencin de aceros aleados son: el cobalto, el molibdeno, el wolframio, el plomo, el silicio, etc.. Los elementos descritos y estos ltimos pueden entrar a formar parte de los aceros por separados o en mezclas ms o menos complejas como la de los aceros denominados aceros maraging, que son aceros de composicin compleja, pero que se caracterizan por su bajo contenido en carbono (~0.02%). Una composicin tpica de estos aceros sera por ejemplo: 0.02% C, 18% Ni, 8% Co, 5% Mo y 0.4% Ti. A pesar de las diferentes clasificaciones dadas, los diferentes tipos de aceros se han diversificados de tal forma que ha sido necesario elaborar una clasificacin normalizada de los mismos. Esta clasificacin, definida por la norma UNE 36010, ha clasificado los aceros segn la utilizacin que van a tener, que a la postre ser lo que defina sus propiedades. La denominacin empleada consiste en una F, que permite identificar a los aceros, seguida de cuatro cifras. La primera de ellas indica la serie o grupo segn su utilizacin, la segunda indica diferentes subgrupos con caractersticas comunes, y por ltimo, la tercera y cuarta cifra no tienen un valor clasificativo, sirviendo para diferenciar un tipo de otro. Los grupos en los que se han dividido los aceros segn esta normativa son: F-1000 : Aceros finos para construccin en general, F-2000 : Aceros para usos especiales. F-3000 : Aceros inoxidables de uso general. F-4000 : Aceros de emergencia. F-5000 : Aceros para herramientas. F-6000 y F-7000 : Aceros de uso general. F-8000 : Aceros de moldeo. F-9000 : Aceros aleados especiales.2.7. TRATAMIENTOS TRMICOS Y TERMOQUMICOS DE LOS ACEROS.Tal y como fue sealado anteriormente, una caracterstica fundamental de los aceros es que puede experimentar importantes transformaciones en su estructura, sin perder el estado slido, mediante tratamientos trmicos. Los tratamientos trmicos son procesos donde nicamente se utiliza la temperatura como magnitud variable para modificar la microestructura y constitucin de los materiales, pero sin variar su composicin qumica. El objeto de estos tratamientos es el mejorar las propiedades mecnicas tales como la dureza y resistencia mecnica, la ductilidad, plasticidad, etc. Por su parte, los tratamientos termoqumicos si tienen por objeto variar la composicin qumica del material, aunque slo la de la superficie del mismo, mediante la adicin de otros elementos con la finalidad de mejorar determinadas propiedades en la superficie, especialmente la dureza y la resistencia a la corrosin.2.7.1. EL TEMPLADOBsicamente, el templado consiste en someter a un calentamiento el acero, sin llegar a fundirlo, y posteriormente enfriarlo rpidamente, obtenindose un acero muy duro, pero frgil. Analizando el proceso de templado desde un punto de vista estructural, tenemos que los aceros obtenidos, por cualquiera de los mtodos descritos, estn constituidos a temperatura ambiente por ferrita, perlita y cementita. Al someter a calentamiento el acero, estos constituyentes se transformarn en austenita, y sta al enfriarse de una forma rpida se transformar en martensita, que ser el componente mayoritario de los aceros templados. As, las propiedades ptimas de un acero templado se consiguen si la muestra adquiere un alto contenido en martensita. La capacidad de un acero para transformarse en martensita durante un determinado proceso de temple depende de la composicin y de la templabilidad, que es un parmetro que se define como la aptitud del material para endurecerse por formacin de martensita como consecuencia de un tratamiento trmico. El valor de este parmetro se determina mediante el ensayo de Jominy, y se representa en las curvas de templabilidad.2.7.2. EL REVENIDOEs un tratamiento que suele seguir al templado a fin de eliminar la fragilidad y tensiones producidas en el proceso de temple. El proceso consiste bsicamente en un calentamiento a una temperatura no muy elevada durante un periodo de tiempo suficiente para que la martensita se transforme en una estructura ms estable, dando como resultado un acero casi tan duro como el templado, pero menos frgil. Finalmente se termina el proceso con un enfriamiento ms bien rpido, pero no tanto como en el templado. Los factores que ms influyen en los resultados del revenido son la temperatura y el tiempo de calentamiento.2.7.3. EL RECOCIDOEste tratamiento consiste en calentar el material hasta un temperatura determinada, pero sin llegar a fundirlo, durante un tiempo tambin determinado, y posteriormente enfriarlo de forma lenta. Los factores determinantes para un buen resultado son el tiempo y la velocidad, tanto de calentamiento como de enfriamiento. As, si la velocidad es muy grande se pueden producir variaciones importantes en la temperatura superficial e interior de la pieza, lo que provocara tensiones internas que inducen la aparicin de deformaciones y grietas en la pieza. Por otra parte, el tiempo de recocido debe ser el suficiente para permitir las transformaciones estructurales deseadas. El proceso de recocido se suele aplicar para eliminar defectos del conformado en fro, es decir, para ablandar y ductilizar un metal agrio, y tambin en las conformaciones de hechurado que necesiten de una gran deformacin plstica.2.8. TRATAMIENTOS TERMOQUMICOSA fin de modificar la composicin superficial de los aceros son varios los posibles tratamientos que se pueden seguir. Estos se clasifican segn el elemento a adicionar en los siguientes tipos:2.8.1. Cementacin: consiste en aumentar la cantidad de carbono. La cementacin se emplea para aceros que deban ser resistentes al desgaste y a los golpes, es decir, que deban tener dureza superficial y resiliencia. El espesor de la capa cementada depender del tiempo de permanencia y de la temperatura a la que se efecte.2.8.2. Nitruracin: Es un tratamiento que se aplica a determinados aceros y fundiciones. Mediante este tratamiento se consiguen durezas muy elevadas de hasta 1.200 HB, y elevadas resistencias superficiales a la corrosin. La nitruracin se efecta en hornos especiales, exponiendo la pieza a una corriente de amonaco a una temperatura de 500-525C. Este tratamiento se emplea para endurecer camisas de cilindros, rboles de levas, ejes de cardn, piones, etc.2.8.3. Cianuracin: este tratamiento puede considerarse como una combinacin de los dos anteriores, ya que los elementos que se adicionan son carbono y nitrgeno simultneamente. Las piezas sometidas a este tratamiento requieren posteriormente de un proceso de templado.2.8.4. Sulfinizacin: Es un tratamiento que consiste en introducir una pequea capa superficial a base azufre, nitrgeno y carbono. De esta manera, se consigue mejorar la resistencia al desgaste, favorecer la lubricacin y evitar el agarrotamiento. Mediante este tratamiento se obtienen materiales con una dureza cinco veces superior que sin sulfinizar.2.9. FUNDICIONESLas fundiciones son aleaciones de hierro carbono con un porcentaje en este ltimo de entre un 1.76% y un 6.67%, si bien en la practica este margen se reduce hasta un 2 4% (fundiciones hipoeutectoides). Contienen adems, invariablemente, otros elementos como impurezas tales como silicio, manganeso, etc. En general, tienen aplicaciones limitadas debido a sus propiedades mecnicas, consecuencia de su elevado contenido en carbono que las hace muy duras pero tambin muy frgiles, adems de no poder ser conformadas mediante forja o soldado.Las fundiciones se obtiene fundamentalmente del arrabio y chatarra, llevndose a cabo el proceso de fundicin en unos hornos denominados cubilotes. Estos cubilotes consisten en un horno de reduccin , con un proceso anlogo al del alto horno pero a menor escala, en el que la materia prima, adems de coque y fundente, es arrabio y chatarra. El fundido es transportado posteriormente mediante cucharas a los moldes, ya sean de las piezas finales o lingoteras.En comparacin con los aceros, las fundiciones presentan una serie de ventajas tales como: Son ms econmicas, son ms resistentes a esfuerzos de compresin, son materiales mejor mecanizables, y presentan mejores coeficientes de absorcin de vibraciones mecnicas y acsticas. Pero presenta las siguientes desventajas: son materiales ms frgiles y quebradizos, no admiten deformaciones por forja ni laminaciones.Las fundiciones se clasifican fundiciones blancas y grises atendiendo al color que presenta su fractura. Mediante tratamientos trmicos posteriores de estas dos aleaciones obtenemos las aleaciones maleables, blanca, negra y perltica, y las fundiciones nodulares o esferoidales. Adems, tambin podemos obtener fundiciones aleadas cuando adems de hierro y carbono se aaden terceros elementos que mejoran las propiedades mecnicas de stas.2.10. FUNDICIONES BLANCASSe caracterizan por presentar una fractura de color blanco brillante, de donde les viene el nombre. En este tipo de fundiciones, el porcentaje de carbono oscila entre un 2.5 y un 3%, y se encuentra en forma de cementita, con una constitucin perltica o cementtica. Para su obtencin debemos de partir de fundiciones con un bajo contenido en slice, menor del 1%, y llevar a cabo el enfriamiento de forma rpida a fin de evitar que el carbono difunda y forme grafito. Suelen presentar adems cantidades importante, hasta un 2% de manganeso, que procede generalmente del arrabio. Las propiedades de las fundiciones blancas se deben a su alto contenido en cementita, siendo materiales muy duros, frgiles, poco o nada dctiles y plsticas, y difcilmente mecanizables, pero muy resistentes al desgaste. Estas caractersticas les dan utilidad exclusivamente para la fabricacin de piezas de formas complejas mediante moldeo y que estn sometidas a fuertes desgaste pero no a esfuerzos mecnicos, tales como zapatas de frenos, rodillos de laminacin, mazos trituradores, etc. Una cuestin a tener presente en este tipo de material es la elevada contraccin que experimentan en el proceso de solidificacin, que puede llegar a ser de hasta un 4%.Sin embargo, la mayor parte de las fundiciones blancas se dedica a la obtencin de las fundiciones maleables. Las fundiciones maleables se obtienen mediante tratamientos trmicos de las fundiciones blancas, obtenindose diferentes tipos segn el proceso seguido, y que son estudiados a continuacin. Mediante estos tratamientos se obtienen materiales con mejores propiedades mecnicas. As, presentan cierta ductilidad y maleabilidad, es decir, posibilidad de deformacin, y menor fragilidad pero manteniendo la tenacidad. Se emplean para la fabricacin de piezas de formas complejas que no estn sometidas a fuertes esfuerzos mecnicos como elementos de conexin hidrulica, manivelas, etc.2.11. FUNDICIONES MALEABLES DE CORAZN BLANCOEste tipo de fundiciones, tambin denominadas fundiciones europeas, se obtienen siguiendo el mtodo de Reamur. El proceso, que se realiza sobre la pieza obtenida por moldeo de fundicin blanca, es un tratamiento trmico de recocido que consiste en introducir la pieza en un recipiente cerrado, recubierta de un material oxidante que suele ser xido de hierro y someterla a un calentamiento, a uno 900 - 1.000C, durante unos 10 das, para finalmente enfriar la pieza lentamente.En el calentamiento tiene lugar la austenizacin completa de la fundicin, y el oxgeno de la caja reacciona con la austenita dando una mezcla de CO y CO2. Este CO2 y el formado por reaccin del CO con el xido de hierro, reaccionan con el carbono austmico segn el equilibrio de Boudouard, dando lugar a una descarburacin de la pieza:CO + Fe2O3 Fe + CO2 ; C + CO2 2CO (eq. Boudouard)Este proceso es muy lento, lo que hace que se requiera el largo tiempo indicado, con el consiguiente costo econmico. Adems, el proceso viene determinado por la emisin de carbono de la austenita, y slo se lleva a cabo en las capas superficiales, que presentar una estructura semejante a la del acero extradulce.2.12. FUNDICIONES MALEABLES DE CORAZN NEGRO.Este tipo de fundiciones tambin se les denomina fundiciones americanas y se obtienen siguiendo el mtodo de Boyden, y, al igual que antes, se aplica sobre la pieza ya obtenida en fundicin blanca. El mtodo es similar al de Reamur, pero ahora la pieza se recubre de un material neutro como arena, y la temperatura y tiempo de calentamiento es menos, unos 850 - 900C y unos 6 das. El proceso que tiene lugar ahora es la descomposicin de la cementita para formar grafito: Fe3C 3Fe + CEl proceso puede llevarse bajo atmsfera inerte a fin de prevenir la oxidacin. A nivel microscpico, el grafito se presenta formando ndulo de grafito en forma de racimo o rosetas, en una matriz perltica.2.13. FUNDICIONES MALEABLES PERLTICAS.El proceso que se sigue es una variante del anterior, aumentando el tiempo de calentamiento hasta unos 10 das, y disminuyendo el de enfriamiento, siendo la temperatura de calentamiento la misma. 2.14. FUNDICIONES GRISESEste tipo de fundicin son las ms empleadas e importantes, y se caracterizan por el color grisceo de su fractura debido a que el carbono, en un porcentaje de un 2.5 4%, se encuentra en forma de grafito, distribuido en finas lminas. Al contrario que las fundiciones blancas, las grises se ven favorecidas por la presencia de silicio, el cual puede intervenir hasta en un 4%. Este silicio se comporta, en muchos aspectos, como carbono, y as se puede hablar de carbono equivalente como la suma del carbono total ms el silicio que se comporta como l. Dependiendo del proceso de enfriamiento, las fundiciones grises estn constituidas por grafito, cementita y perlita o slo por grafito y perlita. La presencia de grafito en finas lminas determina las propiedades de las fundiciones grises. As, son materiales muy frgiles, que no pueden conformarse por forja o soldado, pero si son muy maleables y poseen una buena capacidad de absorcin de vibraciones. Adems, la presencia del grafito le hace tener muy buena friccin ya que ste acta de lubrificante. Se emplean en la fabricacin de elementos robustos, pero poco sometidos a fatiga y esfuerzos, tales como contrapesos, soportes de maquinarias, etc.Un tipo de fundicin gris modificada es la fundicin meehantica, que se obtiene por tcnicas de colada especiales, y se caracteriza por una distribucin uniforme del grafito en forma de partculas muy finas dispersas en la matriz. Esta distribucin produce mejoras en las propiedades mecnicas y aumenta notablemente la plasticidad y resiliencia.2.15. FUNDICIN NODULAR O ESFEROIDALEs una fundicin de tipo maleable, en la que el grafito se presenta bajo forma de ndulos redondeados, de ah su nombre, y que se obtiene a partir de la fundicin gris an en estado fundido. El mtodo de obtencin consiste en la adicin de magnesio a la colada de fundicin gris. En el momento de verter la colada se aade silicio con objeto de detener la accin del magnesio, que parece ser la de inhibir la formacin inicial de grafito, el cual cristalizar rpidamente en formando los ndulos. De esta forma, se obtiene un material ms dctil, con buenas propiedades mecnicas y que puede templarse.2.16. FUNDICIONES ALEADASAl igual que con los aceros, la introduccin de terceros elementos permiten mejorar notablemente las propiedades de las fundiciones. Entre los elementos ms empleados tenemos el Si (14-17%), Cr (15-35%), Cu (0.33%) y Ni (10-15%). En general, todos estos elementos mejoran la resistencia a la corrosin y oxidacin.

CAPITULO III: POLMEROS3.1. LOS POLMEROSSon macromolculas, naturales o sintticas formadas por unidades estructurales que se repiten siguiendo un patrn determinado, donde cada unidad bsica corresponde a un monmero, estos segn los tomos que lo constituyen pueden ser orgnicos e inorgnicos. Todas estas molculas poseen una masa molar muy alta, mayor a 10000 unidades, caracterstica por la cual tambin se llaman macromolculas.En la naturaleza se encuentra una cantidad considerable de polmeros que se denominan POLMEROS NATURALES. Algunos se conocen desde la antigedad, tales como: ALGODN, SEDA, CAUCHO. LOS POLISACRIDOS, LAS PROTENASY LOS CIDOS NUCLEICOS tambin son polmeros naturales que cumplen funciones biolgicas de extraordinaria importancia en los seres vivos, y por ello se les llama BIOPOLMEROSSegn su origen los polmeros se clasifican en:a) Polmeros Naturales, los cuales proceden de los seres vivos, y b) Polmeros Sintticos, que se obtienen por sntesis en laboratorios o procesos industriales. 3.2. ESTRUCTURA DE LOS POLMEROS: Cuando los monmeros se unen para formar los polmeros, toman distintas estructurales espacialesa) POLMEROS LINEALES: Estos polmeros se forman cuando el monmero inicial tiene dos puntos de ataque, distribuyndose en forma lineal como una cadena, sin ser necesariamente recta Por ejemplo: Monmero BPolmero B-B-B-B-B-B-B-BB-B-B-B-B-B-B-B-B-Son termoplsticos: es decir, rgidos a temperatura ambiente, pero blandos y moldeables si se les aplica calor. Pueden fundirse y moldearse varias veces sin que cambien sus propiedades. Son reciclables. De este tipo son el polipropileno, el poliestireno, polietileno, nailon 66, PET (polietiletereftalato)b) POLMEROS TRIDIMENSIONALES O RAMIFICADOS: Estos polmeros se forman cuando el monmero tiene tres o ms puntos de ataque, distribuyndose tridimensionalmente. Por ejemplo: Monmero B BPolmero B-B-B-B-B-B B B B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B B B B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-

Son termoestables : es decir, rgidos, frgiles y con resistencia trmica, por lo que al ser moldeados no pueden volver a cambiar de forma. No son reciclables. Los ms conocidos son la melamina, baquelita (Primer polmero sinttico creado en 1907), PVC, Kevlar, 3.3. CLASIFICACIN SEGN COMPOSICIN QUMICA: Homopolmeros y Copolmerosa. HOMOPOLMEROS: Se obtienen a partir de un solo monmero. Este tipo de polmero se caracteriza por presentar en su estructura una unidad idntica en toda la distribucin. Tienen mltiples usos, entre ello, el PVC, que ha reemplazado las caeras de cobre utilizadas en las casas para soportar el caudal y la fuerza del agua, por ser ms econmico y fcil de instalar. b. COPOLMEROS: Se caracterizan por presentar dos o ms monmeros distintos en una misma molcula. Estos pueden estar distribuidos al azar, alternados, en bloques o injertados. Por ejemplo, el estireno-butadieno se utiliza para hacer caucho sinttico y discos musicales. 3.4. CLASIFICACIN SEGN EL TIPO DE REACCIN QUMICA: de adicin y de condensacinPOLMEROS DE ADICIN: En su sntesis, se unen molculas de monmeros que tienen, por lo general, dobles o triples enlaces que los ocupan para unirse entre s. La polimerizacin ocurre en tres etapas a) Iniciacin: cuando comienza la reaccin.b) Propagacin: cuando la cadena se alarga por la repeticin de monmeros.c) Terminacin: cunado culmina la reaccin.POLMEROS VINLICOS: En estos polmeros, los monmeros presentan el grupo vinilo (CH2=CH) Son Polmeros de Adicin: 1. Polipropileno.

Envase de polipropileno2. Cloruro de Polivinilo (PVC).

Impermeable3. Acetato de Polivinilo (PVA).

Goma de mascar4. Politetrafluoroetileno.

SartenesPolmeros acrlicos: Los monmeros de estos polmeros provienen del cido acrlico (CH2=CH-COOH).Son Polmeros de Adicin: 1. Polimetacrilato de metilo.

Lentes de contacto

2. Poliacrilonitrilo

PELUCHES

Polmeros dinicos: Los monmeros tienen en su estructura un dieno conjugado (CH2=CH-CH=CH2).Son Polmeros de Adicin: 1. Polibutadieno.

neumticosPOLMEROS DE CONDENSACIN: Se obtienen por la reaccin de dos monmeros que al reaccionar liberan pequeas molculas de agua, cido clorhdrico, amoniaco, o alcohol, entre otros. Son polmeros de condensacin:1. Polisteres: Se obtienen a partir de la reaccin entre un cido carboxlico y un alcohol. Por ejemplo, el dragn, producto de la reaccin entre el tereftalato de metilo y el etilenglicol.

Corbatas2. Nailon. Se obtienen de la sntesis de dicidos y diaminas para dar poliamidas.

Cuerdas de raquetas de tenis3. Kevlar: Se reconoce por su alta resistencia mecnica por lo que se usa para ropa antibalas, contra incendios y en esqus deportivos.

Velas de kevlar3. Policarbonatos: Se clasifican como termoplsticos, Se usan en techos, lentes y discos compactos.

6. Poliuretanos: Se obtienen de la reaccin entre diisocianato y etanodiol. Se usan en plsticos esponjosos para aislamientos acsticos y trmicos, insecticidas y espumas rgidas.

EsponjasCAPITULO IV: REFRACTARIOS

4.1. QU ES UN MATERIAL REFRACTARIO?Son materiales que tienen estabilidad qumica y resistencia mecnica a alta temperatura, en general superior a 1400 CSe utilizan en muchas industrias como elementos de los reactores Son elementos fundamentales en industrias tales como las del hierro y acero, vidrio, cemento, etc..,4.2. CUALES SON LOS CONSTITUYENTES DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS?Son productos policristalinos que contienen una o ms fases cristalinas y usualmente fase lquida o vtrea Las propiedades fsicas de estos materiales dependen de la microestructura o textura del materialSe determina mediante las tcnicas de microscopa ptica y electrnica 4.3. CARACTERSTICAS QUMICAS DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS Los refractarios son materiales con puntos de fusin elevados y por tanto con enlaces interatmicos fuertes. Podemos encontrar refractarios con dos tipos de enlace InicoEn este caso la energa de red (reticular), U (Z+ Z-)/rc debe ser alta Z+ y Z- son las cargas del catin y anin y rc la distancia interinica. El factor ms importante es la magnitud del producto de las cargas, Puntos de fusin del NaCl y MgO, de 800 y 2800 C, respectivamente. La distancia interatmica tambin afecta la energia reticular Variacin de los puntos de fusin de los xidos alcalinoterreos, MgO, CaO, SrO y BaO, de 2800, 2580, 2430 y 1923 C, respectivamente. CovalenteEn este caso se deben dar las siguientes caractersticas. Los elementos que lo constituyen tienen electronegatividad similar. Los nmeros de coordinacin son pequeos (generalmente cuatro). Se forman estructuras de red tridimensional. Ejemplos de materiales refractarios potenciales con sus respectivos puntos de fusin SiC, 2700; Si3N4, 1900 (C), BN, 3000; B4C, 2350 (C), ZrC 3540 (C), HfN, 3305; HfC, 3890 (C), TaN, 3360; TaC, 3880 (C), NbB2, 2900 (C)

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Uno de los principales efectos de los procesos siderrgicos sobre el ambiente lo constituyen las emisiones de CO2. No obstante la mejora en la tecnologa evidenciada en las ltimas dcadas, las emisiones de CO2 rondan las 2,0 2,2 toneladas de CO2 por tonelada de acero crudo. Dado que en el mundo se producen alrededor de 1.000 millones de toneladas anuales de acero crudo, las emisiones de CO2 superan los 2.000 millones de toneladas anuales. En estas cantidades no se incluye el CO2 generado por centrales trmicas que suministran la energa para los procesos de afino y elaboracin de subproductos. De esta manera, la siderurgia es, entre todas las industrias, la que contribuye en mayor proporcin al efecto invernadero. A la polucin por emisin de CO2 se suma la ocasionada por la emisin de SOx (SO2 y SO3) producidos en los procesos de afi no. Los SOx, conjuntamente con los NOx son los responsables de la llamada lluvia cida. Otro problema ambiental lo constituyen los subproductos slidos y lquidos de los procesos siderrgicos. En 1950, se generaban 700 kg de subproductos (escorias, barros de sistemas de limpieza de gases y humos de colada, aguas residuales, etc.) por tonelada de arrabio producido. Actualmente, slo se generan alrededor de 200 kg. An as, la contribucin al deterioro ambiental es muy grande. Se estn desarrollando estudios acerca de tecnologas que aporten un menor impacto por mayor eficiencia general de proceso (energtica, menor residuo generado, efluentes y emisiones controladas, etc.). Por ejemplo: el proyecto de "chapa ultrafi na" o Thin Slab Casting, o el proyecto Ultra Light Steel Auto Body (ULSAB), en el que un consorcio internacional integrado por empresas automotrices y varias empresas siderrgicas dise y construy un prototipo de auto con carrocera ultraliviana, 35% menos pesada que la convencional.

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