resumen ferrosos 1

7/25/2019 resumen ferrosos 1

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Resumen primer parcial

ferrosos


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Pellets

El lodo ferroso, una vez en la planta peletizadora, formar

junto con otros materiales tales como escoria del altohorno y de la aceracin, escamas de los laminadores ycaliza, los llamados pellets, que son esferas de 1 cm dedimetro que despus se constituyen en el compuestoque requiere el sistema de alimentacin del alto horno.

os pellets se forman a partir del concentrado h!medo pormedio del efecto de rodamiento en "randes discosllamados #de $oleo#. %e ah& son enviados a un horno endonde se cuecen hasta o$tener la dureza necesaria para sutransporte a travs de $andas hacia el horno 'alto oelctrico(.


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CLASIFICACION DE PELLETS

El principio fundamental de este proceso radica en ladiferencia de velocidad de la ca&da del "rano, de los

minerales puestos en contacto con una solucinacuosa ms densa que el a"ua, esta diferencia develocidad de ca&da de los "ranos de los minerales sede$e a la diferencia de densidades de los mismos.os clasi)cadores son construcciones cil&ndricas

verticales como $ase en forma de cono truncado, lasolucin que se emplea se vuelve a utilizar limpiandocon una prensa de un )ltro, el tiempo de reposo esvaria$le se"!n del mineral de que se trate.


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PELLETIZACINEs una operacin de a"lomeracin para concentrados o minerales

de tama*os de + mallas '.1 mm( que no es posi$le sinterizar,con el propsito de aumentar el tama*o de part&cula y o$tenerlasen forma esfrica o de pelotillas, particularmente se usa paramenas de hierro.Rolado o boleo del mineral formacin del Pellets -e $asa enel principio de la $ola de nieve en la pendiente de un cerro, como

a"lutinante se utiliza en esta etapa la humedad, aunque puede ser$entonita, al+, /al, 0e-2, u-2, a-2, cuyas funciones sonre"ular la $asicidad, hacer las part&culas esfricas, aumentar latensin super)cial, la resistencia a los choques trmicos y evitar lafra"ilidad del pellets.tros factores que aumentan la a"lomeracin son las fuerzas de

atraccin 'ma"nticas y electrostticas( entre las part&culas y laspropiedades f&sicas


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CARACTER!STICAS DE LOS PELETS TIPOS DE INSTALACIONES

DE PELETIZACINa peletizacin es el proceso mediante el cual el concentrado demineral de )erro es a"lomerado en forma de esferas, sometidas a uncalentamiento o quemado para que adquiera las propiedades dedureza, esta$ilidad y reduci$ilidad para su uso en el alto horno.Este proceso sur"e como una necesidad por aprovechar el mineral

ultra)no que se produc&an ya $ien en la molienda de mineral, vetasde material )no en forma natural, minerales de )erro po$res queeran concentrados por mtodos de 3otacin o concentracinma"ntica de tal manera que su uso no es fcil sinterizar, $riquetearo directamente ser utilizado en el alto horno.


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04/%E/5E-

F"NCIN PRINCIPAL DEL F"NDENTE 6ajar el punto de fusin de la "an"a

haciendo que la escoria se manten"a

liquida. Reaccionar qu&micamente con las

impurezas '"an"a( que contiene la mena,en el momento en que se encuentre enestado l&quido dentro del alto horno,arrastrndolas hacia la parte superior, yformando lo que se denomina escoria.


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Espec&)camente la funcin de la piedra caliza 'car$onato de calcio(es remover impurezas del hierro fundido. Entonces al reacciona

qu&micamente con las impurezas, act!a como fundente 'lo quesi"ni)ca, que 3uye como un 3uido( lo que hace que las impurezasse fundan a $aja temperatura.a caliza se com$ina con las impurezas y forman una escoria, quees li"era, 3ota so$re el metal fundido, y que su$secuentemente eseliminada.

Los #inerales de $ierro% Co&'e% Piedra cali(a) son e7tra&dos deminas y son transportados y preparados antes de que serintroducidos al sistema en el que se producir el arra$io.'8.9.(.a caliza, el coque y el mineral de hierro se les prepara antes deintroducirse al alto horno para que ten"an la calidad, el tama*o y la

temperatura adecuada, esto se lo"ra por medio del lavado,triturado y cri$ado de los tres materiales.El alto horno es car"ado alternativamente con una mezcla deminerales y fundentes as& como con coque.


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Pre*aracin del f'ndente *araAlto +orno

on la chancadora de quijadas, este equipopermite triturar el mineral como el fundente

para ajustarlos a la "ranulometr&a de :; a 1;que requiere el proceso.

El arra$io es un hierro de poca calidad, sucontenido de car$n no est controlado y la

cantidad de azufre re$asa los m&nimospermitidos en los hierros comerciales. -inem$ar"o es el producto de un proceso conocidocomo la fusin primaria del hierro y del cualtodos los hierros y aceros comerciales proceden.


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Pasado el intervalo 3uido 'tam$indenominado etapa plstica( se forma el

semicoque. 8l se"uir aumentando latemperatura si"ue el desprendimiento de"ases hasta que )nalmente se forma el coque.%urante la etapa 3uida, o plstica, se produce

una total reor"anizacin en la microestructura del material. 8s&, mientras que loscar$onizados presentan una microestructuradesordenada y, salvo raras e7cepciones, nopueden ser "ra)tizados 'i.e. car$ones no

"ra)tiza$les(C los coques presentan unamicroestructura ms ordenada y pueden ser"ra)tizados si se someten a un proceso de"ra)tizacin 'i.e. car$ones "ra)tiza$les(.


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DESCRIPCIN DEL PROCESO DE CO,"IZACIN

os car$ones son tra&dos a la planta de coque encamiones de donde se descar"a a una tolva. Elcar$n es conducido en transportadores de$anda a un triturador de rodillos de donde salecon un tama*o inferior a 1 Pul". El car$n detama*o inferior de 1 pul". es conducido por una$anda transportadora al silo de mezclas. Este,est dividido en cuatro silos y acondicionados

individualmente en su parte inferior con undosi)cador de car$n automtico, que suministraen forma constante la misma cantidad en peso,sin importar las condiciones en que ven"an'humedad, "ranulometr&a, etc.(.


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-e hacen las mezclas de los diferentes car$ones ydespus se les adiciona a"ua de acuerdo al estado de

humedad en que se encuentre ya que un car$ndemasiado seco produce polvo que afecta las parteselctricas y mecnicas as& como tam$in hay mayorpropensin a incendios en los car"ues y produccin de"ra)to. 5am$in a la mezcla de car$ones se le

adiciona 8PD con el )n de aumentar la densidad delcar$n y por consi"uiente la calidad de produccin delcoque en la 6ater&a.

El car$n en estas condiciones pasa a una cri$avi$ratoria con mallas de @mm, donde pasa a un

molino de martillos que pulveriza y mezcla el car$ndando un producto cuya "ranulometr&a no de$e pasardel 1 por encima de @mm, que es el tama*o msadecuado y apropiado para car"ar en los hornos yo$tener un coque de $uena calidad.


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os minerales con alto contenido de sulfuro de hierro tenemosF pirita y $lendaos procedimientos de tostacin de pirita y $lenda no di)eren esencialmenteen cuanto a los principios tericosC pero si en las condiciones tcnicas que se

ponen en prctica, porque en el caso de la pirita interesa, como se ver acontinuacin, o$tener, adems de un $uen rendimiento en -+ unas cenizassider!r"icas que permitan $ene)ciar el hierro.4na tostacin de pirita tcnicamente ptima de$e cu$rir simultneamente lossi"uientes o$jetivos fundamentales. -5ransformar todo el hierro en 7ido frrico e7ento de arsnico y plomo.

.5ransformar los metales no frreos que impuri)can 'y valorizan(ha$itualmente el mineral, en sales solu$les. / $tener "ases de tostacin con la m7ima concentracin posi$le de -+,

y la m&nima de -@. 0 8provechar al m7imo el calor de reaccin. 1 oncentrar el plomo de forma que sea $ene)cia$le. 2 Realizar la tostacin con la m7ima econom&a de inmovilizaciones y costes

operativos, lo que se consi"ue en instalaciones de "ran capacidad.

-e"!n puede verse en el uadro adjunto, donde se resumen las principalescaracter&sticas tcnicas de los diversos tipos de hornos utilizados, hasta elmomento no e7iste nin"!n procedimiento de tostacin, compro$ado a escalaindustrial, que alcance simultneamente todos los o$jetivos propuestos.


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A3LO#ERADO El mineral de hierro es un material policristalino que ha sido

o$jeto de varios procesos naturales complejos durante tiempo"eol"icos, de$ido a efectos de la presin, cam$ios detemperaturas, recocido, recristalizacin y a la erosin, lo cual leda lu"ar a diversas caracter&sticas intr&nsecas yconsecuentemente a un varia$le comportamiento industrial.

4na "ran cantidad de cate"or&as de minerales de hierro y

diversas mezclas de mineral se pueden utilizar en los procesosindustriales. Dinerales de distintas minas 'o de incluso de lamisma mina( poseen diferentes componentes mineral"icos ymicroestructuras de$ido al metamor)smo, 5ectonismo y erosinen tiempos "eol"icos.

En consecuencia estos minerales muestran un comportamientodiferente durante los procesos de a"lomeracin tales como lasinterizacin y la peletizacin, as& como tam$in en los procesosde reduccin tales como en el alto horno, procesos Didre7, ore7,etc. E7iste una varia$ilidad continua en trminos de calidad demineral y poco


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A3LO#ERACION) De4nicin

Por a"lomeracin se entienden los procesos en losque materiales de "rano )no, por ejemplo,concentrados de mena, son transformados enterrones ms "ruesos. a a"lomeracin se utiliza

particularmente si la mena va ser fundida dentrode un horno de cu$a en el cual el material )noo$struir&a el paso del "as. a a"lomeracin puedeser cualquiera de los si"uientes tiposF

- 6riquetado . /odulizado / -interizacin en parilla 0 0ormacin de pelotillas


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-=/5ER%e los procesos para la a"lomeracin de minerales de hierro,la sinterizacin es una operacin metal!r"ica simple, que seori"ina de una semiHfusin producida por el calor "enerado dela com$ustin de un com$usti$le slido a"re"ado a la mezclade )nos de mineral, dando lu"ar a una masa porosa llamada#sinter#C que por sus caracter&sticas deC tama*o, anlisisqu&mico, dureza y reduci$ilidad es car"ado a los 8ltos 9ornos. 5RE6E DESCRIPCION DEL PROCESOa preparacin de la car"a a sinterizar consiste en efectuar ladosi)cacin adecuada de los diferentes constituyentes delsinter como sonF mineral de )erro, com$usti$le slido,fundentes y su$productos de recirculacin de las propiasplantas sider!r"icas 'escorias, polvo y lodos(, estos materialespasan a las pilas de homo"eneizado para disminuir suvariacin y de ah& a la planta para su humectacin y/odulizado, hasta o$tener una mezcla de microndulos


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CONTROL DE CALIDAD DE SINTER

Para que un sinter sea de $uena calidad para seralimentado al alto horno y o$tener una m7imaproductividad y $ajo consumo de coque rate'I"coqueJton. arra$io( es necesario que cuente con una

serie de propiedades como sonF 7 3ran'lometr8a adec'ada 7 5'ena Resistencia al im*acto 9 abrasin 7 Com*osicin &'8mica constante

7 Alta red'cibilidad a :;;a tem*erat'ra

?2;;


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RED"CCIN DE IDOS DE +IERRO

8 la temperatura superior a AK B, se cumple queF Fe.O/ Fe/O0 FeO Fe /o es, desde lue"o, un esquema preciso, ya que en

la realidad se forman las soluciones slidas de

0e@2 en 0e 'Lustita( y 0e+@ en 0e@2. En calidad de reductores de los 7idos de hierro en

el alto horno sirven el car$ono y el hidr"eno. areduccin por car$ono se llama reduccin directa y

la reduccin por "ases, reduccin indirecta. -inem$ar"o, la interaccin directa del car$ono con los7idos slidos est limitada por el contactoimperfecto entre los pedazos del material.


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a reduccin directaF reaccin del car$ono del coquecon los 7idos.

+FeO B C .Fe B CO. El proceso de dos etapasF la reduccin indirecta '( y

la reduccin entre + y el car$ono, formando el . #eO B CO #e B CO. CO. B C .CO a reduccin de los 7idos de hierro por el 7ido de

car$ono transcurre por las reacciones si"uientesF 8 una temperatura superior a AKBF - /Fe.O/ B CO . Fe/O0 B CO. B -.%/1 cal

. Fe/O0 B CO /FeO B CO. 7 2; cal / FeO B CO /Fe B CO. B /%/1 cal 8 una temperatura inferior a AKBF 0 /Fe.O/ B CO .Fe/O0 B CO. B -.%/1 cal

1 -0Fe/O0 B CO /0 Fe B CO. B 21 cal


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ESCORIAS as escorias resultan de la com$inacin de los

elementos de la "an"a de los diversos minerales,del fundente y de las cenizas del coque.Esencialmente estn constituidas por 7idos comoa, 8l+@, -i+, y una peque*a cantidad de Dn,0e, D".

Primeramente se forma la escoria primaria quecontiene una cantidad elevada de 0e y Dn. 8medida que desciende y se calienta la escoriaprimaria, var&an la composicin y la cantidad de la

misma. a escoria )nal se compone, en MA H NA de

-i+, 8l+@ y a y adems contiene de + a 1de D", .+ a .O de 0e, .@ H @ de Dn y 1.Aa +.A de -, principalmente en forma de a-.


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PAPELES DE LAS ESCORIASas escorias tienen un papel do$leF -7 Permiten la eliminacin de la "an"a sin arrastre

del hierro, "racias a propiedades f&sicas convenientes.-u fusi$ilidad de$e ser tal que la escoria no se separems que despus de la formacin del arra$io, si no el7ido ferroso aun no reducido pasar&a a la escoria $ajoforma de silicato de hierro dif&cil de reducir.

a 3uidez de la escoria en estado fundido de$e sersu)ciente para que su separacin del arra$io sea fcil. .7 0uncin so$re la composicin del arra$io. En la

parte $aja de los etalajes, las materias estn en unestado pastosoC el contacto &ntimo entre la escoria y elarra$io permite a diversos elementos e7tra&dos de laescoria pasar al arra$io.


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TE#PERAT"RAS DE LAS ESCORIAS

a temperatura de formacin de las escorias dependeesencialmente del estado f&sico de sus constituyentes.En el caso de una mezcla muy &ntima, la fusincomienza cuando se alcanza la temperatura del

eutctico su$yacente al dominio correspondiente. Porotra parte, cuanto ms compleja es una escoria, tantoms fusi$le es, y la presencia de los 7idos 0e, Dn,D" re$aja sensi$lemente el punto de fusin.a temperatura real de formacin var&a entre 12 y

1K . Por consi"uiente se ve que es la fusi$ilidadde la escoria y no la del arra$io la que determina enuna "ran medida la temperatura a realizar en un hornoalto y, por consecuencia, el "asto de com$usti$le.


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FL"IDEZ DE LAS ESCORIAS

El "rado de 3uidez depende de lacomposicin qu&mica, y en primeraapro7imacin, del &ndice de $asicidad.

a 3uidez de las escorias crece cuando se lascalienta por encima de su temperatura defusin, so$re todo en el caso de las escoriasaluminosas. a ma"nesia aumentali"eramente su 3uidezC los 7idos Dn y 0eaumentan nota$lemente la movilidad, yhacen a la escoria suscepti$le de atacar elrevestimiento del alto horno.


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85 9R/ F"NCIONA#IENTO) a mezcla se funde y el

hierro, ms pesado que la escoria, cae al fondo delhorno y se e7trae. Por la parte superior salen"ases que limpian sus impurezas en los

serpentines y calientan el alto horno.LLENADO G ENCENDIDO Por medio de unos carros metaleros '-Qips( y una

faja transportadora automatizada se car"a el

material una mezcla compuesta por pellets,fundente y coque. le"an al tra"ante y a mezclacae al alto horno a travs de dos campanas que sea$ren. %e$ajo, unas to$eras inyectan aire a1. que quema el car$n.


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PROCESO EN EL ALTO +ORNO El horno se car"a con capas alternadas de capas alternadas de

coque, piedra caliza y mineralC desde el fondo se inyecta por to$eras

aire precalentado a N a travs de la car"a efectundose lacom$ustin completa del coque que adquiere temperaturasm7imas entre 1K a 1M .

El hierro fundido, arra$io o fundicin de primera fusin se acumulaen el cristal y so$re su super)cie 3ota la escoria durante el san"radodel horno el hierro '0e( se deja correr por el canal para colectarse en

ollas "randes, con las cuales se llenan lin"oteras o $ien se conducena mezcladoras calientes donde se almacenan y se mezclan con otrasfundiciones para curarse posteriormente en al"!n proceso deo$tencin del acero 're)nacin de arra$io.(os lin"otes se someten auna operacin de enfriamiento ara convertirse mediante procesosmetal!r"icos posteriores, en hierro colado de se"unda fusin, hierro

dulce, hierro malea$le o $ien acero. El arra$io no se puede utilizar directamente en la industria por ser

ms que$radizo de$ido a sus impurezas y poco resistente contienee7cesivo car$n +.+ a 2.A ms cantidades de silicio, ma"nesio,fsforo los cuales son variantes.


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O5TENCIN DEL #ATERIAL ARRA5IO En el alto horno, cuya chimenea se

recu$re de ladrillo refractario, el

hierro se e7pone a una altatemperatura, pierde el o7&"eno y seo$tiene el arra$io, que contiene unNO de hierro.


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ARRA5IO -e denominan propiamente arra$ios o hierros de

primera fusin los que se o$tienen directamentedel horno alto en forma de panes o lin"otes que,refundidos, dan las fundiciones o hierros dese"unda fusin, empleados en coladas, en los que,

en "eneral, se introducen correctivosconvenientes. 8dems de car$ono, las fundicionescorrientes contienenF silicio, fsforo, man"aneso yazufre. a adicin de fsforo en peque*osporcentajes mejoran las caracter&sticas mecnicas,

mientras que porcentajes mayores del ,M le dan"ran resistencia al des"aste 'fundicionesfosforosas(. El fsforo favorece la cola$ilidad de lafundicin, mejorando su 3uidez.


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El azufre con)ere fra"ilidad y, por tanto, sucontenido ha de ser muy limitado. -e llama

fundicin especial a la que contiene otroselementos adems de los antes mencionados,particularmente n&quel, cromo, moli$deno yvanadio. -e denomina fundicin hematites a la deprimera fusin que tiene menos del , 1 defsforo, un 2 de car$ono y carece casi deazufreC por su pureza se emplea para o$tenerfundiciones especiales.Para la produccin de hierro y acero son

necesarios cuatro elementos fundamentalesF Dineral de hierro. oque. Piedra caliza.

8ire.


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os tres primeros se e7traen de minas y sontransportados y prepararlos antes de que se

introduzcan al sistema en el que se producir elarra$io.El alto horno consiste en una especie de depsitotroncocnico, en el cual se car"an desde arri$acapas alternadas de mineral de hierro car$n yfundente. 4n fuerte calentamiento del car$n delas capas inferiores 'o$teniendo mediantecorrientes de aire caliente( provoca unaa$sorcin del o7&"eno del mineral de hierro por

parte del car$ono. a alta temperatura as&o$tenida da lu"ar a la fusin del hierro, que esreco"ido, mezclado con "randes cantidades decar$ono 'arra$io(, por un ori)cio situado en la

parte $aja del horno.


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El aire se insu3a por medio de una decena deto$eras de $ronce situadas radialmente en la parte

$aja del horno y alimentadas por una $ater&a desopletes accionados por motores de e7plosin. aescoria, ms li"era que el arra$io, se reco"eencima de este y sale por ori)cios practicados en

las paredes del crisol. ada @ horas,apro7imadamente, se e7trae el arra$io por unosori)cios situados de$ajo de los anteriores. El aireinsu3ado en el horno se precalienta hacindolopasar por recuperadores oper, los cuales estnconstituidos por cilindros verticales de plancha de Kmm de dimetro y ms de @ metros de alturallenos de material refractario.


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E7isten 2 oper al servicio de cada horno altoC dos de ellosestn atravesados por "ases muy calientes, o$tenidos de la

com$ustin y que proviene de la $oca del propio horno,hasta que el instante que el material refractario alcanza unatemperatura muy elevadaC 4n tercero, que ya se hallacaliente, cede el calor almacenado al aire que los sopletesenv&an al alto hornoC el cuarto es de reserva. a fase de

calentamiento dura de una a dos horas.En el horno alto tienen lu"ar fenmenos )sicoqu&micoscomplicados, que no han sido a!n aclarados en todos susdetalles. El coque no posee tan slo la misin de quemar losmateriales car"ados y ponerlos a elevada temperatura, sino

que el 7ido de car$ono , producido por su com$ustin,reacciona con el 7ido de hierro transformndose enanh&drido car$nico, , y li$erando el hierro.


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a temperatura, que en la $oca del horno tan slo

es de +, aumenta cuando se desciende yalcanza los 1 + en el vientre y los 1M enel crisol. a reaccin entre el y el mineral tienelu"ar a 2. 8 N se inicia la fusin delmineral y el car$ono comienza a disolverse en el

hierro, hasta que su proporcin alcanza el @,A o2 en la parte inferior del horno. En esta parte secompleta la reduccin del 7ido de hierro encontacto con el coque incandescente, y la "an"a

reacciona con el fundente para formar la escoria,la cual, al trotar so$re el arra$io, lo prote"e de laaccin o7idante del aire insu3ado a poca distanciapor encima del $a*o.

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