1 SIDERURGIA O ACERIA

2 Siderurgia  conjunto de operaciones técnicas para obtener el hierro a partir de los minerales (óxidos)  Se ocupa de estudiar los procesos de los derivados del hierro, principalmente aceros y fundiciones.  El hierro industrial se realiza en hornos altos, el producto obtenido, se denomina arrabio.

3  La producción de arrabio en un alto horno es superior a 3000 Tm/día.  Su trabajo es ininterrumpido, de pararse, el refractario del horno se destruye.  En CN funciona durante unos 10 años

4 FABRICACIÓN DE HIERRO Y DERIVADOS  Siderurgia viene de sideral: “astros” y se debe al descubrimiento del hierro en meteoritos.  Su presencia en ellos deriva de que los meteoritos son parte de planetas destruidos,  el núcleo terrestre es de hierro y níquel de 6.800 km de diámetro

5 Historia  El hombre conoció el hierro y lo usó natural.  Conoció la metalurgia del Au, Cu y bronce (Cu-Sn).  La edad del bronce comenzó entre 3000 y 2500 a J.C.  El hierro se procesar más tarde, por las temperaturas que requería.  Las piezas más antiguas datan 1400 a J.C.,  En la zona sur este del Mar Negro, en Armenia y Anatolia.

6  Se atribuye a los hititas y los calibios, ser los primeros en obtenerlo.  los hititas constituían un imperio que dominó a los calibios, se sabe que los expertos herreros eran los calibios, chalib= acero.  En todo el imperio se trabajaba el hierro.

7  Los hititas se mantuvieron durante 200 años, hasta su derrota, en el 1200 a J.C.  A pesar de ser pueblos guerreros mantenían un comercio activo y tenían buenas relaciones, con egipcios, fenicios, sirios y sumerios.  El valor relativo: 1 g de Fe = 5 g Au = 40 g Ag = 2.400 g Cu.

8  Para fabricarlo usaban pequeñas cavidades en el suelo con buen fuego y se cargaban capas alternadas de mineral y carbón vegetal.  Más adelante, revistieron sus paredes con arenisca y capa de barro o arcilla ligada con raíces.  A través de agujeros soplaban aire con cañas posteriormente las conectaron a fuelles de piel animal que pisaban para insuflar aire. No se lograba fundir.

9  Con el tiempo, el horno se hizo contra un talud, o ladera, y empezó a aumentar su altura. Hogares primitivos

10 Tres tipos de hornos primitivos, empleados en la antigüedad para la fabricación de hierro. Partiendo directamente del mineral

11  Las impurezas (ganga) quedaban incluidas y se obtenía 1 y 5 kg de hierro esponjoso (8 hr).  La pureza mejora por la expulsión de escorias mediante martillado, las T° logradas (600 y 1.200ºC) con lo cual no se logra fusión, sino reducción de óxidos.  Tener presente que el Fe funde a 1.539 ºC.

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13  Las reacciones químicas son:  2C + O 2 → 2CO (esta se produce por falta de aire, de lo contrario daría CO 2 )  Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2

14  El hierro esponjoso (pastoso) en caliente se martillaba (forja) logrando unir los trozos, siendo ésta una forma de soldadura, donde se conseguía una integración perfecta.  En ocasiones se repetía el proceso lográndose mayor pureza en cada operación.  Después de la caída del imperio hitita, el uso del hierro se difundió rápidamente por el mundo antiguo, parte por la dispersión de los artesanos.

15  La producción hierro se inicia 1000 a. J.C, por su gran dureza, la abundancia de sus minerales y la posibilidad de forjarlo en caliente. Su defecto es la corrosión.  Desde la antigüedad la cementación por medio del cual el Fe incorpora C a T°s entre 925 y 1.110 ºC, formando cementita (CFe 3 ), dura y, por medio de un enfriamiento brusco adquiere una dureza; (temple)  la cementita se convierte en martensita (celtas, en los años 600 a.J.C.)

16  El proceso se hacía dentro de pequeños crisoles de cerámica o piedra del tamaño de un puño, en el que cargaban trozos de hierro procesado y carbón.  Pero llama la atención que durante la edad media en Europa, no sólo no se avanzó, sino que retrocedieron y hasta “olvidaron” cosas ya sabidas, que fueron redescubiertas recién en el siglo XIV.

17  El auge del Fe vino junto con la revolución industrial, la demanda crece y la industria dispone de mayor capacidad de fuerza y temperatura, hornos de gran tamaño, etc.  Es importante nombrar a Bessemer, que en 1856 inventó el “convertidor”, que permite obtener acero, a partir del hierro colado, en grandes cantidades.

18 Productos siderúrgicos:  Los productos siderúrgicos son hierro, arrabio, acero y fundición. Contienen carbono en distinta proporción.  El hierro puede tener hasta un 0,06 % de C.  El arrabio tiene entre 3 y 4 % de C.  El acero tiene entre 0,06 y 1,7 % de C 1,7 es el límite físico, pero algunas normas consideran acero hasta 2% y, en ocasiones 2,3%.  La fundición tiene entre 2 y 6,6 % de C (pero normalmente entre 2 y 4,5 %).

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