Universidad Alas PeruanaFacultad de Ingeniería y Arquitectura

Escuela de Formación Profesional de Ingeniería Civil

EL ACERO

¿QUÉ ES EL ACERO?

Es una aleación o combinación de hierro y carbono forjables, con porcentajes de carbono variables entre 0,05 y 2,1%. A partir del 2.1% de carbono la aleación se denomina arrabio o fundición(hierros fundidos). Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte más tarde en acero.

PONENTE: HUALLPA LAROTA, Maribel

ESTRUCTURA DEL ACERO

Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución en el hierro. Antes del tratamiento térmico, la mayor parte de los aceros son una mezcla de tres sustancias: ferrita, perlita y cementita.

La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de las proporciones de estos tres ingredientes.

¿QUÉ ES EL HIERRO?

Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5% entre los metales.

El núcleo de la Tierra está

formado principalmente por hierro

y níquel, generando al moverse un

campo magnético.

El mineral extraído de una mina

de hierro puede ser de carga directa a los altos hornos o puede requerir de un proceso químico de peletización para ser utilizado en la producción del acero, esto según sea su calidad.

EXTRACCIÓN DEL MINERAL

¿QUÉ ES EL CARBONO?

El carbono y sus compuestos se encuentran distribuidos ampliamente en la naturaleza. Se estima que el carbono constituye 0.032% de la corteza terrestre. El carbono cristalino puro se halla como grafito y diamante.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACERO

Los diferentes tipos de acero se clasifican de acuerdo a los elementos de aleación que producen distintos efectos en el acero:

Aluminio:

Empleado en pequeñas cantidades, actúa como un desoxidante para el acero fundido y produce un Acero de Grano Fino.

Boro:

Aumenta la templabilidad (la profundidad a la cual un acero puede ser endurecido).

Cromo:

Aumenta la profundidad del endurecimiento y mejora la resistencia al desgaste y corrosión.

Acero= hierro + carbono + (caliza, níquel, vanadio, cobalto, cobre,etc.)

Cobre :

Mejora significativamente la resistencia a la corrosión atmosférica.

Manganeso :

Elemento básico en todos los aceros comerciales. Actúa como un desoxidante y también neutraliza los efectos nocivos del azufre, facilitando la laminación, moldeo y otras operaciones de trabajo en caliente. Aumenta también la penetración de temple y contribuye a su resistencia y dureza.

Molibdeno :

Mediante el aumento de la penetración de temple, mejora las propiedades del tratamiento térmico. Aumenta también la dureza y resistencia a altas temperaturas.

Níquel:

Mejora las propiedades del tratamiento térmico reduciendo la temperatura de endurecimiento y distorsión al ser templado. Al emplearse conjuntamente con el Cromo, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste.

Silicio :

Se emplea como desoxidante y actúa como endurecedor en el acero de aleación.

Azufre :

Normalmente es una impureza y se mantiene a un bajo nivel. Sin embargo, alguna veces se agrega intencionalmente en grandes cantidades (0,06 a 0,30%) para aumentar la maquinabilidad (habilidad para ser trabajado mediante cortes) de los aceros de aleación y al carbono.

Titanio :

Se emplea como un desoxidante y para inhibir el crecimiento granular. Aumenta también la resistencia a altas temperaturas.

Tungsteno :

Se emplea en muchos aceros de aleación para herramientas, impartiéndoles una gran resistencia al desgaste y dureza a altas temperaturas.

Vanadio :

Imparte dureza y ayuda en la formación de granos de tamaño fino. Aumenta la resistencia a los impactos (resistencia a las fracturas por impacto) y también la resistencia a la fatiga.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Resistencia: es la oposición al cambio de forma y a la fuerzas externas que pueden presentarse como cargas son tracción, compresión, cizalle, flexión y torsión.

Elasticidad: corresponde a la capacidad de un cuerpo para recobrar su forma al dejar de actuar la fuerza que lo ha deformado.

Plasticidad: es la capacidad de deformación de un metal sin que llegue a romperse si la deformación se produce por alargamiento se llama ductilidad y por compresión maleabilidad.

Fragilidad: es la propiedad que expresa falta de plasticidad y por lo tanto tenacidad los metales frágiles se rompen en el límite elástico su rotura se produce cuando sobrepasa la carga del límite elástico.

Tenacidad: se define como la resistencia a la rotura por esfuerzos que deforman el metal; por lo tanto un metal es tenaz si posee cierta capacidad de dilatación.

Dureza: Es la propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal bajo la acción directa de una fuerza determinada. Existen dos Dureza física y dureza técnica.

Ductilidad: es la capacidad que tienen los materiales para sufrir deformaciones a tracción relativamente alta, hasta llegar al punto de fractura.

Residencia: Es la capacidad que presentan los materiales para absorber energía por unidad de volumen en la zona elástica.

PROPIEDADES FÍSICAS

Propiedades de los cuerpos: Encontramos entre otras Materia, Cuerpo, Estado de agregación, Peso, Masa, Volumen, Densidad, peso especifico (m/v) Propiedades Térmicas: están referidas a los mecanismos de calor existen tres mecanismos:

Conducción: Se produce cuando la fuente emisora esta en contacto directo con el que se desea aumenta Tº.

Convección: Para que ocurra transferencia de calor por convección es necesario que exista un fluido quien sea el encargado de transmitir el calor de la fuente emisora hacia el cuerpo o ambiente

Radiación: Se produce porque la fuente de calor se encuentra en contacto en forma directa con el ambiente. Esta fuente emisora genera rayos infrarrojos que sirven de medio de transferencia de calor.

Propiedades Eléctricas: Están relacionadas con la capacidad de conducir la corriente eléctrica.

Propiedades Ópticas: están referidos a la capacidad que poseen los materiales para reflejar o absorber el calor de acuerdo a las siguientes características: Color-Brillo-Pulido.

Propiedades Magnéticas: Están referidas a la capacidad que poseen los materiales metálicos para inducir o ser inducidos por un campo electromagnético, es decir actuar como imán o ser atraídos por un imán.

Oxidación: Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse si se exponen al aire y al agua simultáneamente y se puede producir corrosión del material si se trata de agua salina.

Transmisor de calor y electricidad: El acero es un alto transmisor de corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas, por lo que es preferible utilizar aceros al níquel o al aluminio o tratar de protegerlos haciendo ventilados y evitar hacer fábricas de combustible o plásticos con este tipo de material

Corrosión: La corrosión puede ser definida como la reacción de un material con su entorno. La corrosión consiste en una oxidación del metal y si el oxido no es adherente y es poroso, puede dar lugar a la destrucción en todo el metal.

CLASIFICACIÓN DEL ACERO

Los diferentes tipos de acero se agrupan en cinco clases principales:

1. Aceros al carbono

Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre.

Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas o pasadores para el pelo.

2. Aceros aleados

Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales.

Estos aceros se emplean, por ejemplo, para fabricar engranajes y ejes de motores, patines o cuchillos de corte.

3. Aceros de baja aleación ultra resistentes

Esta familia es la más reciente de las cinco grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación.

Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono.

4. Aceros inoxidables

Los aceros inoxidables son característicos

por su excelente resistencia a la corrosión

en muchos medios. Esto se debe a su alto

contenido en cromo (Cr).

Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean muchas veces con fines decorativos. El acero inoxidable se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales, para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos, ya que resiste a la acción de los fluidos corporales.

En cocinas y zonas de preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable.

Tipos de aceros inoxidables * Martensítico - Composición: C (% alto): 0.15 a 1.0% Cr : de 12 a 18% - Estructura: Martensítica

- Propiedades: Elevada dureza (se puede incrementar por tratamiento térmico) y gran facilidad de maquinado, resistencia a la corrosión moderada. - Aplicaciones: Ejes, flechas, instrumental quirúrgico y cuchillería.

* Ferrifico - Composición: C (% bajo)<0.2% Cr : de 12 a 30% - Estructura: BCC, hierro de tipo .

- Propiedades: Buena resistencia a la corrosión. La dureza no es muy alta y no

pueden incrementarla por tratamiento térmico.

- Aplicaciones: Equipo y utensilios domésticos y en aplicaciones

arquitectónicas y decorativas.

* Autentico - Composición: C (% ) Cr : de 16 a 25% Ni: de 7 a 20% - Estructura: FCC, hierro tipo

- Propiedades: Excelente resistencia a la corrosión, excelente factor de

higiene, fáciles de transformar, excelente soldabilidad, no se endurecen por

tratamiento térmico, se pueden utilizar tanto a temperaturas ordinarias como

a elevadas temperaturas.

- Aplicaciones: Utensilios y equipo de uso doméstico, hospitalario y en la

industria alimentaria, tuberías, etc.

Cadena de fabricación

Mina de hierro Arrabio Acero

Acero Inoxidable

Solidificación para formar lingotes

Nucleación(líquido-sólido)

Transformaciones de fase(diagrama Fe-C)

Deposición de Cr en

superficie para hacerlo inoxidable

Difusión

Mina de hierro Arrabio Acero

Acero Inoxidabl

e

Aceros de herramientas

Estos aceros se utilizan para fabricar muchos tipos de herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas empleadas en diversas operaciones de fabricación.

Contienen volframio, molibdeno y otros elementos de aleación, que les proporcionan mayor resistencia, dureza y durabilidad.

Acero estructural

El acero se utiliza en el proceso de construcción en los siguientes casos:

Podemos encontrar sus distintas aplicaciones del acero en la etapa de construcción dependiendo de la longitud y de los siguientes diámetros 8mm ,3/8”, 12mm, 1/2”, 5/8” ¾” ,1”

El fierro en la construcción civil es material importante en combinación con el acero

VIGAS.- La viga es una parte de la resistencia de materiales que permite el cálculo de esfuerzos y deformaciones en vigas si bien las vigas reales son solidas deformables en teoría de vigas se hacen ciertas simplificaciones gracias a las que se pueden calcular aproximadamente las tenciones, desplazamiento y esfuerzos

VIGUETAS.- las viguetas son barras de hierro laminado destinado a la edificación de construcciones en losas. La vigueta prefabricada es el elemento más importante del sistema y es responsable de resistir trasmitir las cargas hacia los apoyos muros y vigas.

COLUMNAS.- cuando los concretos se disponen en vertical la estructura es bastante estable Las columnas principalmente tienen la función de soportar cargas de las vigas y de distribuir las cargas a los demás. Son estructuras hechas en base a fierros concreto, etc.

PLACAS.- son estructuras hechas en base a fierros alambres concreto, etc. y que tiene la forma de una columna pero alargada cuya función principal es soportar cargas y fuerzas cortantes los fierros que tienen las columnas deben tener una separación de entre 20 y 25cm.

DINTELES.- son estructuras hechas de fierro y concreto parecida a las vigas pero son de menor tamaño estas se ubican por encima de puertas y ventanas.

ESTRIBOS.- son fierros que le dará mayor ductivilidad y elasticidad, y que actúan juntamente en vigas, columnas y en diferentes construcciones.

COLUMNETAS.- El acero es muy utilizado también en construcciones Y obras públicas que poseerán de diferentes características según su forma y dimensión utilizándose específicamente en las vigas o pilares.

ESCALERA.- Es una construcción diseñada para unir diversos espacios situados con un lugar para poner el pie llamadas escalones la estructura de estas está hecha a base de concreto y fierros armado en forma de malla.

Aplicación del acero en túneles

Túnel reforzado con fibra de acero: En la actualidad el acero está siendo convertido en vibras de acero para mayor facilidad y durabilidad en los túneles , juntamente utilizado con el hormigón convencional al cual son Incorporadas fibras, que crean una armadura tridimensional que posibilita aumentar significativamente la resistencia mecánica post figuración de la matriz de hormigón. En el campo de construcción.

Aplicación del acero en puentes

Los primeros puentes metálicos se hicieron de hierro fundido.

Existen diversas clases o tipos de puente, de acuerdo a la forma en éstos son construidos:

Puente viga: es aquel puente que utiliza vigas con el fin de soportar sus vanos o cargas. Son construidos a partir de acero y hormigón. Esta clase de puente suele ser el de mayor simpleza desde el punto de vista estructural y las vigas empleadas para su fabricación están dispuestas en forma de L.

Puente de arco: este tipo de puente

cuenta con sostenes en los extremos de

la luz. (La luz es la distancia que se

observa entre los apoyos). A partir de

éstos se realiza una estructura que presenta forma de arco. Tienen la particularidad de trasladar su propio peso hacia los sostenes a través de la compresión del arco. Y cuando la distancia que deben cubrir es extensa suelen componerse mediante varios de ellos.

Puente colgante: esta denominación se utiliza para referirse a aquellos puentes que se sostienen a través de un arco de forma invertida, conformado por una serie de cableado de acero, y en los cuales el tablero se encuentra suspendido por medio de tirantes ubicados en forma vertical.

Aplicación del acero en represas

En la actualidad el acero en la etapa de construcción de represas también es importe y muy utilizados en columnas y soporte juntamente utilizado con el hormigón convencional al cual son Incorporadas el acero , que crean una armadura tridimensional que posibilita aumentar significativamente la resistencia mecánica post figuración de la matriz de hormigón. En el campo de construcción.

NORMAS TÉCNICAS

Las normas que regulan la composición de los aceros:

A.S.T.M.- Siglas en inglés para la American Society of Testing Materiales, que significa, Asociación Americana de Ensayo de Materiales. Esta asociación radicada en Estados Unidos se encarga de probar la resistencia de los materiales para la construcción de bienes.

En España están regulados por la norma UNE-EN 10020:2001 y antiguamente estaban reguladas por la norma UNE-36010, ambas editadas por AENOR [19]. Esta Norma indica la cantidad mínima o máxima de cada componente y las propiedades mecánicas que tiene el acero resultante.

PROCESO DE PRODUCCIÓN

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DEL ACERO

Principios básicos para la obtención del acero

La obtención del acero pasa por la eliminación de las impurezas que se encuentran en el arrabio o en las chatarras, y por el control, dentro de unos límites especificados según el tipo de acero.

El hierro en estado puro no posee la resistencia y dureza necesarias para las aplicaciones de uso común. Sin embargo, cuando se combina con pequeñas cantidades de carbono se obtiene un metal denominado acero, cuyas propiedades varían en función de su contenido en carbono y de otros elementos en aleación, tales como el manganeso, el cromo, el silicio o el aluminio, entre otros.

El acero se puede obtener a partir de dos materias primas fundamentales:

• El arrabio, obtenido a partir de mineral en instalaciones dotadas de horno alto (proceso integral).

• Las chatarras férricas.

La chatarra

Tras el proceso de reconversión industrial de la siderurgia en España se abandona la vía del horno alto y se apuesta de forma decidida por la obtención de acero a través de horno eléctrico.

En este proceso, la materia prima es la chatarra, a la que se le presta una especial atención, con el fin de obtener un elevado grado de calidad de la misma. Para ello, la chatarra es sometida a unos severos controles e inspecciones por parte del fabricante de acero, tanto en su lugar de origen como en el momento de la recepción del material en fábrica.

Atendiendo a su procedencia, la chatarra se puede clasificar en tres grandes grupos:

a) Chatarra reciclada: formada por despuntes, rechazos, etc. originados en la propia fábrica. Se trata de una chatarra de excelente calidad.

b) Chatarra de transformación: producida durante la fabricación de piezas y componentes de acero (virutas de máquinas herramientas, recortes de prensas y guillotinas, etc.).

c) Chatarra de recuperación: suele ser la mayor parte de la chatarra que se emplea en la acería y procede del desguace de edificios con estructura de acero, plantas industriales, barcos, automóviles, electrodomésticos, etc.

FABRICACIÓN EN HORNO ELÉCTRICO

La fabricación del acero en horno eléctrico se base en la fusión de las chatarras por medio de una corriente eléctrica, y al afino posterior del baño fundido.

El horno eléctrico

El horno eléctrico consiste en un gran recipiente cilíndrico de chapa gruesa (15 a 30 mm de espesor) forrado de material refractario que forma la solera que alberga el baño de acero líquido y escoria.

PROCESO DE FABRICACIÓN DEL ACERO

1. FASE DE FUSIÓN

Una vez introducida la chatarra en el horno y los agentes reactivos y escorificantes (principalmente cal) se desplaza la bóveda hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos hasta la distancia apropiada, haciéndose saltar el arco hasta fundir completamente los materiales cargados. El proceso se repite hasta completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada.

2. FASE DE AFINO

El afino se lleva a cabo en dos etapas. La primera en el propio horno y la segunda en un horno cuchara.

En el primer afino se analiza la composición del baño fundido y se procede a la eliminación de impurezas y elementos indeseables

(silicio, manganeso, fósforo, etc.)

y realizar un primer ajuste de la

composición química por medio de

la adición de ferroaleaciones que

contienen los elementos

necesarios (cromo, níquel,

molibdeno, vanadio, titanio,

etc.).

3. LA COLADA CONTINUA

Finalizado el afino la cuchara de colada se lleva hasta la artesa receptora de la colada continua donde vacía su contenido en una artesa receptora dispuesta al efecto.La colada continua es un procedimiento siderúrgico en el que el acero se vierte directamente en un molde de fondo desplazable, cuya sección transversal tiene la forma geométrica del semiproducto que se desea fabricar; en nuestro caso la palanquilla.

Posteriormente se aplica un sistema de enfriamiento controlado por medio de duchas de agua fría primero, y al aire después, cortándose el semiproducto en las longitudes deseadas mediante sopletes que se desplazan durante el corte.

4. LA LAMINACIÓN Las palanquillas no son utilizable directamente, debiendo transformarse en productos comerciales por medio de a laminación o forja en caliente.

De forma simple, podríamos describir la laminación como un proceso en el que se hace pasar al semiproducto (palanquilla) entre dos rodillos o cilindros, que giran a la misma velocidad y en sentidos contrarios, reduciendo su sección transversal gracias a la presión ejercida por éstos. En este proceso se aprovecha la ductilidad del acero, es decir, su capacidad de deformarse, tanto mayor cuanto mayor es su temperatura. De ahí que la laminación en caliente se realice a temperaturas comprendidas entre 1.250 ºC, al inicio del proceso, y 800 ºC al final del mismo.

El horno de recalentamiento

El proceso comienza elevando la temperatura de las palanquillas hasta un valor óptimo para ser introducidas en el tren de laminación. Generalmente estos hornos son de gas y en ellos se distingues tres zonas: de precalentamiento, de calentamiento y de homogeneización. El paso de las palanquillas de una zona a otra se realiza por medio de distintos dispositivos de avance. La atmósfera en el interior del horno es oxidante, con el fin de reducir al máximo la formación de cascarilla.

El tren de laminación

El tren de laminación está formado, como se ha indicado, por parejas de cilindros que van reduciendo la sección de la palanquilla. Primero de la forma cuadrada a forma de óvalo, y después de forma de óvalo a forma redonda. A medida que disminuye la sección, aumenta la longitud del producto transformado y, por tanto, la velocidad de laminación

El tren de laminación se divide en tres partes:

•Tren de desbaste: donde la palanquilla sufre una primera pasada muy ligera para romper y eliminar la posible capa de cascarilla formada durante su permanencia en el horno.

•Tren intermedio: formado por distintas cajas en las que se va conformando por medio de sucesivas pasadas la sección.

•Tren acabador: donde el producto experimenta su última pasada y obtiene su geometría de corrugado.

SIDERURGÍA

Se denomina siderurgia o siderurgia integral a una planta industrial dedicada al proceso completo de producir acero a partir del mineral de hierro, mientras que se denomina acería a una planta industrial dedicada exclusivamente a la producción y elaboración de acero partiendo de otro acero o de hierro.

Producción de Arrabio

El arrabio es el primer proceso que se realiza para obtener Acero, los materiales básicos empleados son Mineral de Hierro, Coque y Caliza.

El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguiente composición: un 92% de hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del 0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de fósforo y algunas partículas de azufre.

El coque se quema como combustible para calentar el horno, y al arder libera monóxido de carbono, que se combina con los óxidos de hierro del mineral y los reduce a hierro metálico.

La ecuación de la reacción química fundamental de un alto horno es:

Fe2O3 + 3 CO =3 CO2 + 2 Fe

¿Qué es el Arrabio y como se obtiene?

PROCESO

El mineral se reduce a metal en el alto horno por medio del cargado con el mineral.

Las impurezas se escorifican mediante la castina cargada también con el mineral

El aire inyectado calentando previamente se utiliza para la del coque y el oxido de carbona formando por la combustión parcial del coque, producen hierro.

El hierro liquido y la escoria se depositan en el fondo del horno, de donde se sacan periódicamente por medio de sangrado.

A medida que se forma el hierro y la escoria se van cayendo en el crisol situado en el fondo del horno debido a que el hierro es mas denso que la escoria, se deposita en el fondo, mientras que mientras que la escoria flota sobre el hierro fundido. Cerca del fondo del horna existen dos orificios : el mas bajo o piquera sirve para sangrar el hierro y el orificio superior o bigotera sirve para sacar la escoria.

Refinación Del Arrabio

En el alto horno, el oxígeno fue removido del mineral por la acción del CO (monóxido de carbono) gaseoso, el cual se combinó con los átomos de oxígeno en el mineral para terminar como CO2 gaseoso (dióxido de carbono).

Ahora, el oxígeno se empleará para remover el exceso de carbono del arrabio. A alta temperatura, los átomos de carbono (C) disueltos en el hierro fundido se combinan con el oxígeno para producir monóxido de carbono gaseoso y de este modo remover el carbono mediante el proceso de oxidación.

En forma simplificada la reacción es:

Carbono +Oxígeno = MONOXIDO DE CARBONO GASEOSO

2C +O2 =2CO

Los métodos más importantes de fabricación de aceros son los siguientes:

Métodos antiguos: Hornos de Reverbero (Siemens-Martin); Convertidor Bessemer.

Métodos modernos: Hornos eléctricos de arco H.E.A.; Convertidor A.O.R.; Horno de inducción.

Métodos actuales: Metalurgia secundaria en cuchara. La metalurgia secundaria se lleva a cabo en equipos diversos, tales como cucharas, convertidores u hornos especiales.

Diagrama de bloques

RELACIÓN DE MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTO FINAL

Materia prima

Carbono Hierro Caliza

Chatarra

APLICACIÓN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN

Tubos

Los tubos más baratos se forman doblando una tira plana de acero caliente en forma cilíndrica y soldando los bordes para cerrar el tubo.

En los tubos más pequeños, los bordes de la tira suelen superponerse y se pasan entre un par de rodillos curvados según el diámetro externo del tubo.

Hojalata

El producto de acero recubierto más

importante es la hojalata estañada que se

emplea para la fabricación de latas y envases.

El material de las latas contiene más de un

99% de acero.

Hierro forjado

El proceso antiguo para fabricar la aleación resistente y maleable conocida como hierro forjado se diferencia con claridad de otras formas de fabricación de acero. Debido a que el proceso, conocido como pudelización, exigía un mayor trabajo manual, era imposible producir hierro forjado en grandes cantidades.

El horno de pudelización empleado en el proceso antiguo tiene un techo abovedado de poca altura y un crisol cóncavo en el que se coloca el metal en bruto.

BARRAS

Barras para hormigón

Estas barras con acero limpio, obtenido a partir del mineral de hierro, permitiendo satisfacer así las exigencias de ductilidad en obras proyectadas para zonas de alta sismicidad, como es Chile.

Son producidas con nervadura llamada resalte lo que aumenta la adherencia entre el acero y el concreto.

Aplicaciones: Refuerzo de Construcción en Hormigón

Dimensiones: En diámetros de 6 a 12 mm se producen en rollos (rollos de 500 a 1.050 kg aproximadamente) y de 16 a 36 mm como barras rectas.

Barras para molienda

Es un producto usado como carga directa a molinos de barras o para la fabricación de bolas de molienda en el caso de molinos de bolas.

Aplicaciones: Fabricación de productos trefilados como alambres, clavos y mallas; electrodos para soldadura al arco y uso estructural.

Uso como medio de molienda en la minería.

Dimensiones: El alambrón en rollo se entrega en diámetros de 5,5 a 14,0mm. El peso de un rollo es de 1.050 kg aproximadamente.

3,5 pulgadas de diámetro para carga directa a molinos y diámetros variables para la fabricación de bolas de molienda de diversos tamaños.

Calidades: Varía según su uso, aleación especial de alta resistencia al desgaste.

Alambrón

El alambrón es un producto de sección circular, superficie lisa, no decapada, que se fabrica en calidades al carbono, conforme a una composición química conocida y que se obtiene al laminar una palanquilla.

PLANOS

Planchas gruesas

Se laminan en forma individual a partir de planchones y corresponden a aquellas cuyo espesor final es igual a mayor a 6 mm y cuyos extremos están cortados mecánicamente o por soplete.

Aplicaciones: Uso en Construcción, Industria y Transporte para: Estructuras, Tubos soldados, Recipientes a presión

Cascos de Barcos

Dimensiones: Espesor: 6 a 50 mm. Ancho: 1.000 a 2.000 mm. Largo: 3.700 a 12.000 mm. Combinaciones de ancho y largo dependen del espesor.

Calidades: Varía según su uso.

ROLLOS Y PLANCHAS LAMINADOS EN CALIENTEEstos productos, dependiendo de la calidad y de los espesores, pueden ser entregados en su estado de laminación o decapados, cortados a guillotina o a oxicorte y pueden ser entregados en rollos o en planchas cortadas.

Aplicaciones: Fabricación de tubos y perfiles para construcción estructural, cañerías y tubos soldados para la conducción de fluidos, cilindros, portátiles de gas licuado y acero para embutir.

Dimensiones: Espesor: 1,8 mm hasta 12 mm. (Rollos negros) y 5 mm. (Rollos decapados). Ancho de 900 a 1.070 mm. Rollos de 8,2 a 9 toneladas.

Calidades: Varía según su uso, pueden ser rollos decapados o negros (no decapados).

ROLLOS Y PLANCHAS LAMINADOS EN FRIO

Pueden ser entregados en rollos o en planchas cortadas.

Aplicaciones:

Para conformar en frío: es utilizado en estructuras livianas, partes de carrocerías y usos generales.

Para tambores: se utiliza para tapas y fondos, cuerpos cilíndricos y cónicos.

El Enlozado Vítreo: es comúnmente utilizado en línea blanca, piezas embutidas enlozadas como depósito de lavadoras.

Estampado y Embutición: utilizado en piezas automotrices, cerraduras, piezas, carcazas de artefactos eléctricos embutidas y piezas internas de electrodomésticos.

Sin recocer: se usa en piezas de alta rigidez, perfiles ranurados, afianzamiento de concreto y como base para Zinc-Alum (full hard)

Dimensiones:

Espesores: 0,35 a 1,90 mm.

Anchos: 710 a 1.058 mm.

Largos de planchas: 1.700 a 3.660 mm.

Diámetro Interior de rollos: 508 mm.

Diámetro exterior de rollos: 1.520 mm. (Máx.)

Peso: 1.000 mm de ancho, 4.000 kg (mín.) y 8.500 kg (máx.).

Calidades: Varía según su uso, recocido y sin recocer.

TUBULARESEs un producto plano de acero que por medios mecánicos se dobla sobre su eje longitudinal imaginario hasta alcanzar la circunferencia completa y luego se suelda longitudinalmente por fusión al arco eléctrico, en el cual el arco se produce dentro de un material granular de propiedades especiales que al fundirse y flotar sobre la zona del metal fundido lo protege contra la acción de los gases atmosféricos. Dependiendo de las dimensiones finales del tubo de acero, puede estar constituido por uno o más tramos soldados circularmente y/o por varios paños en su manto, soldados longitudinalmente

Aplicaciones: Uso en conducción de líquidos, gases o vapores con temperatura menor a 230ºC, pilotes para ampliación de muelles y otros usos.

Dimensiones: Diámetros desde 355,6 a 2.209,8 mm. Y espesores desde 6,0 mm a 40 mm.

Calidades: Varía según su uso y lugar donde se quiere utilizar.

Los productos como clavos, alambres, carrocerías, etc., son variaciones del Acero básico.

TRATAMIENTOS DEL ACEROTRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Debido a la facilidad que tiene el acero para oxidarse cuando entra en contacto con la atmósfera o con el agua, es necesario y conveniente proteger la superficie de los componentes de acero para protegerles de la oxidación y corrosión.

Los tratamientos superficiales más usados son los siguientes:

Cincado: tratamiento superficial antioxidante por proceso electrolítico al que se somete a diferentes componentes metálicos.

Cromado: recubrimiento superficial para proteger de la oxidación y embellecer.

Galvanizado: tratamiento superficial que se da a la chapa de acero.

Niquelado: baño de níquel con el que se protege un metal de la oxidación.

Pavonado: tratamiento superficial que se da a piezas pequeñas de acero, como la tornillería.

Pintura: usado especialmente en estructuras, automóviles, barcos, etc.

TRATAMIENTOS TÉRMICOS

Templado o Temple:

El temple es un tratamiento térmico al que se somete al acero, concretamente a piezas o masas metálicas ya conformadas en el mecanizado, para aumentar su dureza, resistencia a esfuerzos y tenacidad. El proceso se lleva a cabo calentando el acero a una temperatura aproximada de 915°C en el cual la ferrita se convierte en austenita, después la masa metálica es enfriada por lo general rápidamente (salvo algunos caso donde el enfriamiento es "lento" aceros autotemplables), sumergiéndola o rociándola en agua, en aceite, aire positivo o en otros fluidos o sales. Después del temple siempre se suele hacer un revenido.

Características generales del temple: Es el tratamiento térmico más importante que se realiza Hace el acero más duro y resistente pero más frágil La temperatura de calentamiento puede variar de acuerdo a las

características de la pieza y resistencia que se desea obtener. El enfriamiento es rápido Si el temple es muy enérgico las piezas se pueden agrietar.

El revenido:

El revenido es un tratamiento térmico que sigue al de templado del acero. Tiene como fin reducir las tensiones internas de la pieza originadas por el temple o por deformación en frío. Mejora las características mecánicas reduciendo la fragilidad, disminuyendo ligeramente la dureza, esto será tanto más acusado cuanto más elevada sea la temperatura de revenido.

El revenido se hace en tres fases:

Calentamiento a una temperatura inferior a la crítica.

Mantenimiento de la temperatura, para igualarla en toda la pieza.

Enfriamiento, a velocidad variable. No es importante, pero no debe ser excesivamente rápido.

El recocido:

El recocido es el tratamiento térmico que, en general, tiene como finalidad una temperatura que permita obtener plenamente la fase estable a falta de un enfriamiento lo suficientemente lento como para que se desarrollen todas las reacciones completas.

Se emplea para ablandar metales y ganar tenacidad, generalmente aceros.

Se obtienen aceros más mecanizables.

Evita la acritud del material.

La temperatura de calentamiento está entre 600 y 700 °C.

El enfriamiento es lento.

Normalizado:

El normalizado es un tratamiento térmico que se emplea para dar al acero una estructura y unas características tecnológicas que se consideran el estado natural o inicial del material que fue sometido a trabajos de forja, laminación o tratamientos defectuosos. Se hace como preparación de la pieza para el temple.

El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados centígrados por encima de la temperatura crítica superior, tanto para aceros hipereutectoides, como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la transformación completa en austenita. A continuación se deja enfriar en aire tranquilo, obteniéndose una estructura uniforme.

Con esto se consigue una estructura perlítica con el grano más fino y más uniforme que la estructura previa al tratamiento, consiguiendo un acero más tenaz.

EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN EL ACERO

ACEROS AREQUIPA

La empresa fue fundada en 1964 en la ciudad de Arequipa. Corporación Aceros Arequipa se consolida como una empresa moderna y sólida que fabrica productos de calidad internacional, cuyo principal objetivo es continuar satisfaciendo las necesidades del mercado nacional y regional, contribuyendo al desarrollo del Perú.

SIDERPERU

SiderPerú (Empresa Siderúrgica del Perú S.A.A.) es la principal empresa siderúrgica del Perú. Desde 1956 se dedica a la fabricación y comercialización de productos de acero de alta calidad, esta ubicado en la ciudad de Chimbote.

La calidad de los productos de SIDERPERU ha acompañado a la industria y la construcción peruana por mas de 40 años; y esto ha valido para que sus productos tengan gran aceptación.

VIDEOSProducción del acero actual(Aceros Arequipa)

Producción del acero inoxidable

El acero

FIN

Gracias por su atención