trabajo del hierro listo

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1 HIERRO: 42 HISTORIA : 53 PROPIEDADES: 54 APLICACIONES 65 CARACTERÍSTICAS GENERAL DE LAS MENAS DE HIERRO 86 ALGUNOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN LA FUNDICIÓN DEL HIERRO 107 FUNDICIONES CLASIFICACION Y PROPIEDADES 117.1 FUNDICIÓN GRIS: 137.2 FUNDICIÓN BLANCA: 137.3 FUNDICIÓN ATRUCHADA: 137.4 FUNDICIÓN DE GRAFITO COMPACTO: 148 OBTENCION DEL ARRABIO EN UN ALTO HORNO 149 COMPORTAMIENTO DEL AZUFRE EN EL ALTO HORNO Y LUCHA CONTRA ESTE ELEMENTO 1910 EXPLOTACION DEL HIERRO EN EL PERU 2011 BIBLIOGRAFIA 22INTRODUCCIÓNEl hierro se encuentra en grandes cantidades en la corteza terrestre formando parte de diversos minerales (óxidos, minerales hidratados, carbonatos, sulfuros, silicatos, etc.). Desde tiempos prehistóricos, el hombre ha aprendido a preparar y procesar estos minerales por medio de operaciones de lavado, triturado y clasificado, separación de la ganga, calcinado, sinterizado y granulado, para fundir los minerales y obtener hierro. En cuanto al Perú se refiere, la producción de hierro se ha incrementado sustancialmente en los últimos años, registrándose durante el año 2006, un volumen de producción de 4,78 millones de toneladas métricas finas, monto superior en 4,8% al año anterior. En el Perú solo existe una empresa productora de hierro, Shougang Hierro Perú S.A.A., empresa que se ubica en la región de Ica. Existen muchos elementos químicos que dan las características de ingeniería a las aleaciones ferrosas, sin embargo hay algunos que se destacan por sus efectos muy definidos, a continuación se presentan algunos de estos elementos. 1 HIERRO: El hierro es un metal maleable (que se puede doblar), de color gris plateado y que presenta propiedades magnéticas. Se encuentra en la naturaleza comúnmente formando parte de otros metales, y rara vez se le encuentra en su estado puro. No obstante , se estima que representa alrededor del 5 % de la corteza terrestre, siendo de esta forma uno de los elementos más abundantes de la naturaleza. 2 HISTORIA :• El hierro es conocido desde hace 6,000 años, siendo los sumerios y egipcios los primeros en utilizarlos, fundamentalmente para la fabricacion de objetos ceremoniales. Este tipo se extendió a lugares como Mesoppotamia, India y Oriente Medio.• Hacia los siglos X y XII a.C , el hierro empezó a sustituir al bronce en la fabricacion de armas “Edad de Hierro” . Es durante esta transicion que se inicia el proceso de someterlo a altas temperaturas (fundición), para asi darle formas determinadas.• En la edad media ya se dominaba el método para fundir y forjar el hierro, construyendose hornos con capacidad de resistir una gran cantidad de calor para poderlo fundir. Posteriormente, en el siglo XVIII y con la llegada de la revolucion industrial , el hierro se uso para la fabricacion de ferrocarriles y como elemento estructural en las construcciones, uso que es de alta importancia aun en nuestros dias . Consiste en la búsqueda del yacimiento o del terreno, con el propósito de conocer las características cualitativas y cuantitativas del mineral del hierro, on el propósito de identificar la cantidad de recursos, así como sus características físicas y químicas.3 PROPIEDADES:• Presenta un color blanco.• Muy abundante en la tierra, pocas veces aparece en estado puro.• Tiene una gran densidad.• Es un material magnético.• Cuando entra en contacto con el aire, se forma en su superficie una capa de óxido, razón por la cual no puede utilizarse sin protección superficial.• Tiene una conductividad eléctrica baja. 4 APLICACIONES • El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. • El hierro puro no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para alojar otros el

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EL HIERRO

TECNOLOGA DE PROCESOS QUIMICOS I EL HIERRO2014

2014ALUMNO: BRYAN MACHIN CADOCURSO: TECNOLOGIA DE PROCESOS QUIMICOS IEL HIERRO

1HIERRO:42HISTORIA :53PROPIEDADES:54APLICACIONES65CARACTERSTICAS GENERAL DE LAS MENAS DE HIERRO86ALGUNOS ELEMENTOS QUMICOS EN LA FUNDICIN DEL HIERRO107FUNDICIONES CLASIFICACION Y PROPIEDADES117.1Fundicin gris:137.2Fundicin blanca:137.3Fundicin atruchada:137.4Fundicin de grafito compacto:148OBTENCION DEL ARRABIO EN UN ALTO HORNO149COMPORTAMIENTO DEL AZUFRE EN EL ALTO HORNO Y LUCHA CONTRA ESTE ELEMENTO1910EXPLOTACION DEL HIERRO EN EL PERU2011BIBLIOGRAFIA22

INTRODUCCINEl hierro se encuentra en grandes cantidades en la corteza terrestre formando parte de diversos minerales (xidos, minerales hidratados, carbonatos, sulfuros, silicatos, etc.). Desde tiempos prehistricos, el hombre ha aprendido a preparar y procesar estos minerales por medio de operaciones de lavado, triturado y clasificado, separacin de la ganga, calcinado, sinterizado y granulado, para fundir los minerales y obtener hierro. En cuanto al Per se refiere, la produccin de hierro se ha incrementado sustancialmente en los ltimos aos, registrndose durante el ao 2006, un volumen de produccin de 4,78 millones de toneladas mtricas finas, monto superior en 4,8% al ao anterior. En el Per solo existe una empresa productora de hierro, Shougang Hierro Per S.A.A., empresa que se ubica en la regin de Ica. Existen muchos elementos qumicos que dan las caractersticas de ingeniera a las aleaciones ferrosas, sin embargo hay algunos que se destacan por sus efectos muy definidos, a continuacin se presentan algunos de estos elementos.

HIERRO: El hierro es un metal maleable (que se puede doblar), de color gris plateado y que presenta propiedades magnticas. Se encuentra en la naturaleza comnmente formando parte de otros metales, y rara vez se le encuentra en su estado puro. No obstante , se estima que representa alrededor del 5 % de la corteza terrestre, siendo de esta forma uno de los elementos ms abundantes de la naturaleza.

HISTORIA :

El hierro es conocido desde hace 6,000 aos, siendo los sumerios y egipcios los primeros en utilizarlos, fundamentalmente para la fabricacion de objetos ceremoniales. Este tipo se extendi a lugares como Mesoppotamia, India y Oriente Medio. Hacia los siglos X y XII a.C , el hierro empez a sustituir al bronce en la fabricacion de armas Edad de Hierro . Es durante esta transicion que se inicia el proceso de someterlo a altas temperaturas (fundicin), para asi darle formas determinadas. En la edad media ya se dominaba el mtodo para fundir y forjar el hierro, construyendose hornos con capacidad de resistir una gran cantidad de calor para poderlo fundir. Posteriormente, en el siglo XVIII y con la llegada de la revolucion industrial , el hierro se uso para la fabricacion de ferrocarriles y como elemento estructural en las construcciones, uso que es de alta importancia aun en nuestros dias .

Consiste en la bsqueda del yacimiento o del terreno, con el propsito de conocer las caractersticas cualitativas y cuantitativas del mineral del hierro, on el propsito de identificar la cantidad de recursos, as como sus caractersticas fsicas y qumicas.

PROPIEDADES:

Presenta un color blanco. Muy abundante en la tierra, pocas veces aparece en estado puro. Tiene una gran densidad. Es un material magntico. Cuando entra en contacto con el aire, se forma en su superficie una capa de xido, razn por la cual no puede utilizarse sin proteccin superficial. Tiene una conductividad elctrica baja.

APLICACIONES

El hierro es el metal ms usado, con el 95% en peso de la produccin mundial de metal. El hierro puro no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magntico. El hierro tiene su gran aplicacin para formar los productos siderrgicos, utilizando ste como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metlicos como no metlicos, que confieren distintas propiedades al material. Una de sus aleasiones es el acero, que este a su vez tienes aplicaciones especialmente en los automviles, barcos y construccin de edificios debido a su bajo precio y tenacidad.

CARACTERSTICAS GENERAL DE LAS MENAS DE HIERRO

El hierro es un elemento difundido en la naturaleza. As, por su contenido en la corteza terrestre el hierro ocupa el cuarto lugar (4,2 %) despus del oxigeno (49,7 %), el silicio (26 %) y el aluminio (7,45 %). Como componente el hierro forma parte de casi todas las rocas; sin embargo, muchas de ellas no pueden considerarse menas.Como es sabido el hierro, el hierro posee una afinidad relativamente grande con el oxigeno debido a lo cual no se presenta en forma nativa en la corteza terrestre y se halla principalmente en combinacin con el oxigeno y el dixido carbnico.El xido magntico de hierro Fe2O4 (72,4 % de Fe), el xido frrico anhidro Fe2O3 (70 % de Fe) y el hidrxido frrico Fe2O3.mH2O con diversa cantidad de agua adsorbida (de 52,3 a 62,9 % de Fe).La combinacin del hierro con el dixido carbnico es el carbonato ferroso FeCO3 (48,3 % de Fe).El xido magntico de hierro est representado en las menas por el mineral llamado magnetita .La mena que contiene principalmente la magnetita se llama hierro magntico o mena de magnetita. La magnetita puede considerarse como el xido ferroso-frrico FeO.Fe2O3 que comprende 31,04 % de oxido ferroso y 68,96 % de xido frrico, o sea , 24,3 % de hierro bivalente .La magnetita se oxida bajo el efecto de la humedad y el oxigeno atmosfrico. El xido ferroso contenido en la molcula de FeO.Fe2O3 (hematita) reacciona con el xigeno atmosfrico segn la reaccin 4 FeO + O2 2 Fe2O3 , o sea se transforma en xido frrico anhidro. La magnetita se caracteriza por una alta susceptibilidad magntica y por eso los hierros magnticos son tiles para el enriquecimiento electromagntico que es uno de los mtodos ms eficaces y difundidos del enriquecimiento de las menas de hierro.El xido frrico anhidro est representado en las menas por el mineral de hematita. Las menas que contienen principalmente la hematita suelen pertenecer a las hematitas rojas. La hematita roja es el producto de meteorizacin de los hierros magnticos, o sea, una magnetita muy oxidada contiene de 1 a 8 % de magnetita.La hematita roja que se utiliza en la metalurgia contiene generalmente de 55 a 60 % de Fe y alguna sus variedades, hasta 69,5 % de Fe. En varios casos en las menas hay pequeas cantidades de azufre y fsforo. Las menas se distinguen por sus propiedades fsicas. Pueden encontrarse en pedazos y a veces en polvo .El color de las hematitas oscila del rojo hasta el gris claro e incluso el negro, la ganga de tales menas est constituida, por regla, de SiO2 y Al2O3.El hidrxido frrico est representado en las menas principalmente por la limonita 2 Fe2O3 .3 H2O y la goethita Fe2O3.H2O . Las menas que contienen principalmente estos minerales se llaman hematita parda. La hematita parda se forma al meteorizarse y oxidarse las menas de hierro de otros tipos. Por lo general, la hematita parda est mezclada con arcilla y cuarzo. Las menas explotables contienen de 37 a 55 %, y mas frecuentemente, de 37 a 40 % de Fe.Se caracterizan por tener una cantidad elevada de fsforo ( de 0,5 a 1,5 %) y aveces en estas menas hay pequeas cantidades de vanadio (de 0,03 a 0,06%).La hematita parda tiene la ms amplia difusin en la corteza terrestre.El carbonato de hierro est representado en la mena por la siderita .Las menas que contienen principalmente la siderita se llaman hierro esptico o espalo ferroso .Suelen encontrarse en forma de rocas slidas y consistentes o minerales de hierro arcillosos. Los hierros espticos contienen de 30 % a 40 % de hierro. La siderita se la recomienda tostar o sinterizar . Una vez tostada la siderita llega a ser porosa y poco resistente. El titanato de hierro o ilmenita, o sea. FeTiO3. El mineral correspondiente a esta frmula se llama ilmenita. Contiene 36, 8 % de Fe y 31,8 % de Ti y se encuentra siempre en combinacin con magnetita corriente. Las menas en que predomina la ilmenita han recibido el nombre de titanomagnetita. Adems de los compuestos mencionados en las menas estn presentes diferentes impurezas nocivas entre las cuales figuran azufre, cinc y arsnico.

ALGUNOS ELEMENTOS QUMICOS EN LA FUNDICIN DEL HIERRO Para la produccin de hierro y acero son necesarios 4 elementos fundamentales: A) Mineral de hierroB) CoqueC) Piedra calizaD) Aire Los tres primeros se extraen de minas y son transportados y prepararlos antes de que se introduzcan al sistema en el que se producir el arrabio. El arrabio es un hierro de poca calidad, su contenido de carbn no est controlado y la cantidad de azufre rebasa los mnimos permitidos en los hierros comerciales. Sin embargo es el producto de un proceso conocido como la fusin primaria del hierro y del cual todos los hierros y aceros comerciales proceden.- A la caliza, el coque y el mineral de hierro se les prepara antes de introducirse al alto horno para que tengan la calidad, el tamao y la temperatura adecuada, esto se logra por medio del lavado, triturado y cribado de los tres materiales. Coque: El calor requerido para fundir el mineral en los hornos altos se obtienen de la combustin del coque. El coque es el residuo que queda despus de calentar ciertos carbones en ausencia de aire. Es un material duro quebradizo y poroso, que contiene de 85% a 90% de carbono, junto con alto de cenizas, azufre y fsforo. La resistencia mecnica, fragilidad e impurezas del coque dependen del carbn empleado y del mtodo de fabricacin utilizado. Existen dos maneras de hacer coque. En el procedimiento antiguo, en el cual las materias voltiles se destruan, se fabricaban en hornos de mufla sin aprovechar los subproductos destilados. En el proceso moderno se fabrica en retortas y se obtienen al mismo tiempo de los productos destilados muchos subproductos, tales como brea, amoniaco y benzol.

Existen muchos elementos qumicos que dan las caractersticas de ingeniera a las aleaciones ferrosas, sin embargo hay algunos que se destacan por sus efectos muy definidos, a continuacin se presentan algunos de estos elementos. Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro, sin embargo se debe decir que es el elemento que da la dureza al hierro y por medio de sus diferentes formas en las que se presenta, se pueden definir varias propiedades de las aleaciones y su grado de maquinabilidad. Con base a la cantidad de carbono en el hierro las aleaciones se pueden definir o clasificar como se observ en los temas anteriores. Silicio. Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador del hierro y es el elemento predominante en la determinacin de las cantidades de carbono en las aleaciones de hierro. El silicio arriba de 3.25% acta como endurecedor. Las fundiciones con bajo contenido de silicio responden mejor a los tratamientos trmicos.Manganeso. Es un elemento que cuando se agrega a la fundicin arriba del 0.5% sirve para eliminar al azufre del hierro. Como la mezcla producto del azufre y el manganeso tiene baja densidad flota y se elimina en forma de escoria. Tambin aumenta la fluidez, resistencia y dureza del hierro. Azufre. No sirve de nada en el hierro, debe ser eliminado y controlado.

FUNDICIONES CLASIFICACION Y PROPIEDADES Las fundiciones tienen innumerables usos. Sus ventajas ms importantes son:- Son ms fciles de maquinar que los aceros.- Se pueden fabricar piezas de diferente tamao y complejidad.- En su fabricacin no se necesitan equipos ni hornos muy costosos.- Absorben las vibraciones mecnicas y actan como autolubricantes.- Son resistentes al choque trmico, a la corrosin y tienen buena resistencia al desgaste.El carbono presente en las fundiciones, puede encontrarse como grafito, como cementita y en solucin slida asociado tanto a la forma como a la forma . El silicio, producido por reduccin parcial de la escoria, promueve la formacin de grafito. Por el contrario, un enfriamiento rpido de la aleacin fundida, puede mantener al carbono combinado en el slido. De all, que las cantidades relativas de carbono libre y combinado estn determinadas por la historia trmica previa, por el contenido de silicio y, en menor medida, por otros elementos.La llamada "fundicin blanca" presenta formas estructurales inestables a temperatura ambiente ya que, fundamentalmente, consiste en perlita y cementita. La llamada "fundicin gris" presenta formas estructurales con equilibrio estable a temperatura ambiente, conteniendo principalmente ferrita y grafito.Se suele distinguir otra variedad de fundicin: la llamada atruchada. Su caracterstica es que presenta puntos claros sobre fondo oscuro, o viceversa, debido a que tiene una matriz de fundicin blanca combinada parcialmente con fundicin gris. El carbono se encuentra libre y combinado, por lo que resulta difcilmente maquinable.El color de la fundicin no est determinado por el porcentaje de carbono (que generalmente no supera el 4,3 %), sino por el estado en que se encuentre: combinado o como grafito. Generalmente, la fundicin gris tiene un porcentaje de carbono inferior a la blanca. La temperatura de fusin vara entre 1.100 C para la fundicin blanca y 1.200 C para la fundicin gris.La fundicin blanca, perltica, es de una dureza muy elevada, pero es frgil. Su dureza y fragilidad hacen que sea muy difcil mecanizarla en mquinas-herramientas normales. La fundicin gris, ferrtica, es lo suficientemente tenaz para los usos comunes y puede mecanizarse con relativa facilidad. La fundicin gris ideal debe tener el grafi to disperso regularmente en ndulos pequeos, ya que las lminas de grafito actan como celdas de corrosin.Se puede obtener una buena fundicin gris a partir de un metal fundido con 3,5 % de carbono y 1 % de silicio. Justo antes de producirse la fusin, se le agrega un 2 % de silicio como ferro-silicio o siliciuro de calcio y alrededor de 0,1 % de cerio o magnesio. A veces se prefiere agregar nquel en vez de silicio ya que el nquel no afecta la estructura perltica y descompone a la cementita, dando grafito en copos pequeos. Las fundiciones con base de nquel tienen la ventaja de presentar una estructura consistente, aunque vare el tiempo de enfriado. Si se aumenta el contenido de nquel hasta un 4~5 % se estabiliza la forma austentica de hierro formada en la solidificacin inicial.Uno de los elementos que afectan el proceso de obtencin de una fundicin es el azufre. La presencia de azufre aumenta la viscosidad de la fase lquida, dificultando la colada. Si bien estabiliza a la cementita, el azufre forma un sulfuro ferroso de bajo punto de fusin que torna quebradizas a las fundiciones y facilita el agrietamiento del material al solidificar.

Mientras que el silicio favorece la separacin del grafito, el manganeso, en pequeos porcentajes, favorece la permanencia del carbono combinado como cementita.El fsforo forma un eutctico de bajo punto de fusin que contiene Fe3P. La adicin de 0,1 % de fsforo da mayor fluidez a la colada, pero disminuye la carga de ruptura de la fundicin resultante.Las fundiciones sufren una contraccin de volumen al solidificar con la consiguiente formacin de tensiones internas. Despus de solidificar la fundicin blanca contina su contraccin a medida que se enfra. Su contraccin es casi igual a la del acero (16 a 18 por 1.000). En la fundicin gris se observa un aumento de volumen debido a la separacin de grafito cuya densidad es considerablemente ms baja que la de la fundicin o del hierro.Por calentamiento prolongado a 300 400 C y, especialmente por calentamientos repetidos, las fundiciones experimentan un aumento irreversible de volumen que, en algunos casos, puede llegar hasta un 30 %. Este aumento de volumen se debe tanto a la descomposicin de la cementita como a la oxidacin del hierro y del silicio. Esta caracterstica hace inadecuado el uso de la fundicin a temperaturas superiores a los 400 C.Segn el tipo de fundicin, la carga de ruptura vara entre 1.750 y 4.400 kg/cm2, la densidad oscila entre 7,1 y 7,2 g/ cm3 y la conductibilidad trmica entre 0,11 y 0,12 cal.s-1 .cm-1 C-1.Generalmente, a la fundicin blanca no se le realizan tratamientos trmicos, excepto cuando se emplea para obtener funcin maleable. En cambio, la fundicin gris se somete al tratamiento de recocido para eliminar las tensiones internas producidas durante la colada, para mejorar las propiedades mecnicas transformando la perlita laminar en globular o para descomponer la cementita que pudiera hallarse presente.Fundicin gris: Se utiliza para moldear objetos y piezas en los talleres de fundicin. Contiene de 3 a 4.5% de Carbono. Se dilata al solidificarse por eso es adecuado para el moldeo.Fundicin blanca: Contiene del 2.5 a 3 % de carbono totalmente combinado formando cementita, muy dura y frgil. Se emplea para la fabricacin del acero. Fundicin atruchada: Es la fundicin intermedia resultado de la mezcla de las dos. Se emplea para la fabricacin del acero.

Fundicin de grafito compacto: El grafito compacto da resistencia mecnica y ductilidad y el metal conserva una buena conductividad trmica y propiedades de absorcin de la vibracin. Temperatura de fusinVara con la composicin y el aspecto de la fundicin. En promedio es:Fundicin negra gris 1.200 CFundicin blanca 1.100 CDurezaLa dureza de las fundiciones es relativamente elevada. La fundicin gris tiene una dureza de 140 a 250 Brinell. S puede mecanizar fcilmente, porque la viruta se desprende mejor y por la presencia de grafito liberado que lubrica el paso de la viruta sobre el corte de la herramienta. La dureza de una fundicin blanca puede tomar valores superiores a los 350 - 400 Brinell.

OBTENCION DEL ARRABIO EN UN 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.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 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 denomina etalage. 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 kilogramode 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 insuflan 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 se extrae 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 purificacin, para calefaccin del aire o como combustible en la central termoelctrica.En la fi gura que se muestra a continuacin 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 fluye 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.

COMPORTAMIENTO DEL AZUFRE EN EL ALTO HORNO Y LUCHA CONTRA ESTE ELEMENTO El azufre es un elemento nocivo que empeora la calidad del metal, comunica al acero la fragilidad al rojo durante su laminado y disminuye la fluidez de los arrabios para moldera debido a lo cual las piezas de fundicin se obtiene con inclusiones.En el arrabio puede disolverse hasta 0,9 % de S, mientras que, en el acero y en el arrabio para moldera la cantidad de este elemento no debe exceder centsimas de por ciento. Hay que tomar en cuenta que el azufre se elimina ms fcilmente a partir de las menas y el arrabio, que a partir del acero. Por eso al preparar las menas y al fabricar el arrabio en los altos hornos se presta alusin especial a la eliminacin de este elemento Cantidades considerables de azufre se queman durante el tratamiento gneo de las menas (aglomeracin y tostacin de los pellets), lo que hemos examinado anteriormente. La masa principal del azufre se suministra al alto horno junto con el coque en forma de compuestos orgnicos; una parte llega junto con los materiales ferrferos en forma de sulfuro de hierro, y en las menas de empleo restringido en forma de pirita FeS2, barita BaSO4 y aljez CaSO4.nH2O.Cierta cantidad de azufre, en forma de vapores, pasa a los gases (SO2, H2S y otros). El proceso de volatilizacin del azufre se intensifica con el aumento de la temperatura. Al obtener el arrabio de afino se arrastre junto con los gases de 10 a 15 % de S; al obtener el arrabio para molderia, de 15 a 20 % de S y al obtener ferroaleaciones, hasta 40 y 50 % de S. Una parte considerable queda en la carga en forma de FeS que se disuelve en el arrabio y en forma de CaS. Para eliminar el azufre a partir del arrabio hay que transformarlo en compuestos insolubles en este metal, por ejemplo en CaS. Por eso en el horno se necesita una escoria liquida y bien caliente.

EXPLOTACION DEL HIERRO EN EL PERU

La produccin acumulada de hierro en Per durante los dos primeros meses del ao alcanz un milln 73.787 toneladas largas finas, lo cual representa un aumento de 20,9% respecto al mismo periodo de 2010.Las empresas en el rubro extraccin de minerales de hierro, destacan:

CONANDINOS S.A.C PAN AMERICAN SILVER PERU S.A.C SERMINAS SOCIEDAD ANONIMA CERRADA - SERMINAS S.A.C SHOUGANG HIERRO PERU S.A.A

Las cifras proporcionadas por el Ministerio de Energa y Minas muestran que la produccin de hierro, a cargo de la empresa china Shougang Hierro Per, mantiene una tendencia a la alza en el pas andino.En febrero del presente ao la produccin de Shougang Hierro Per fue de 533.460 toneladas largas finas, lo que represent un incremento de 19,84% comparado con la produccin de febrero del ao pasado, indicaron fuentes oficiales. Este incremento tambin fue notable en 2010, cuando la produccin acumulada de hierro fue de ms de seis millones de toneladas largas finas, lo que represent un incremento de 36,75% con relacin a la produccin del ao anterior. El distrito de Marcona cubre un rea aproximada de 150 kilmetros cuadrados y la extraccin del mineral se realiza mediante operaciones de explotacin a tajo abierto.Voceros de la empresa Shougang anunciaron inversiones por 1.000 millones de dlares en la ampliacin de su mina, la cual debe quedar lista en el cuarto trimestre del 2012, con vista a producir ms de 16 millones de toneladas mtricas finas de hierro por ao.

DIAGRAMA DE FLUJO DE LA MINA BENEFICIO

BIBLIOGRAFIA CASTI. Metals Black Book. North America Ferrous Data. Fifth edition. En CD-Rom CastiPublishing Inc. Alberta. Canad 2005. Clausen, C.A. Mattson, G. Fundamentos de Qumica Industrial. Ed. LIMUSA. Mxico D.F. 1982.

15 BRYAN MACHICADO FLORES