METALES FÉRRICOS INTRODUCCIÓN A LOS METALES FÉRRICOS. SIDERURGIA OBTENCIÓN DEL MINERAL DE HIERRO SEPARACIÓN DE LA MENA Y DE LA GANGA ALTO HORNO AFINO DEL ARRABIO PRODUCTOS SIDERÚRGICOS HIERRO DULCE ACERO FUNDICIONES CUESTIONARIO

1. INTRODUCCIÓN A LOS METALES FÉRRICOS. Son los que contienen hierro (Fe), es decir hierro puro y aleaciones de hierro. Son los metales más utilizados: Abundantes en la naturaleza. (5% corteza terrestre). Económicos. Buenas características técnicas. El hierro en estado puro se utiliza muy poco. Actualmente se utiliza el acero: Armas militares. Puentes. Estructuras. Barcos. Herramientas.

2. SIDERURGIA Es la metalurgia del hierro, es la transformación del mineral de hierro en acero. Pasos:

2. SIDERURGIA: 1. OBTENCIÓN DEL MINERAL DEL HIERRO Aunque el hierro es muy abundante en la naturaleza, no se encuentra en estado puro sino unido a otros elementos (oxígeno, Fe2O3) formando minerales. Minerales: Hematites, magnetita, limonita y siderita. Minería: normalmente minas a cielo abierto.

2. SIDERURGIA: 2. SEPARACIÓN DE LA MENA Y LA GANGA. Separar la mena (metal) de la ganga (impurezas). Triturar el mineral y sumergirlo en agua. La mena tiene mayor densidad y se deposita en el fondo. (70% hierro) todavía tiene impurezas por lo que tiene que ser tratado en el alto horno para eliminar más carbono. La ganga flota encima.

2. SIDERURGIA: 3. ALTO HORNO HORNO DE GRAN ALTURA: 80 m de altura. 1º paso: carga del alto horno. La mena: mineral 70% hierro (óxido de hierro, Fe2O3) y 30% impurezas Carbón de coque: Proporciona calor al horno Reducir el óxido de hierro – separar el hierro del oxígeno Fundente: es carbonato cálcico (CaCO3), Reacciona con las impurezas (“detergente” para limpiar el hierro) 2º paso: Encendido del alto horno Parte inferior del horno – inyectando aire caliente por las toberas 1800ºC – reacciones químicas haciendo que el hierro se separe del mineral y caiga en forma de gotas al crisol 3º paso: Extracción de los productos. Por la parte inferior del alto horno salen: Arrabio: 92% de hierro – 2 a 4%C y resto impurezas de silicio, manganeso, fósforo y azufre. Escoria: impurezas del mineral. Queda flotando encima del arrabio.

2. SIDERURGIA: 3. ALTO HORNO

2. SIDERURGIA: 4. AFINO DEL ARRABIO La mayoría del arrabio (un 75%) se destina para obtener acero que es el producto siderúrgico más usado. Afino: operación que consiste en eliminar parte del carbono y obtener acero. El arrabio tiene entre un 2-4 % carbono y en el afino se deja a 1,76% de carbono como máximo. Se utiliza un aparato llamado convertidor de oxígeno Se inyecta oxígeno con una lanza, reaccionando este oxígeno con el carbono del arrabio y eliminándose en forma de CO2 También se introduce chatarra de acero (coches y electrodomésticos) y fundente. El arrabio líquido del alto horno se vierte en el convertidor. Se obtiene acero (0,1 – 1,76% C) y la escoria sobrenada encima.

3. PRODUCTOS SIDERÚRGICOS Los distintos productos que se obtienen del hierro se denominan productos siderúrgicos y se clasifican según el % de carbono.

3. PRODUCTOS SIDERÚRGICOS: 1. HIERRO DULCE Tiene menos de 0,1% de carbono. Se le llama dulce porque es fácil darle forma golpeándolo con un martillo (forja). A los que son difíciles de forjar se les llama “agrios”.

3. PRODUCTOS SIDERÚRGICOS: 2. ACERO Producto siderúrgico: 0,1-1,76% carbono. Cuánto más contenido de carbono más duro, más frágil. Es el más usado. Tipos: Aceros al carbono o aceros comunes. Fe-C Aceros aleados: acero inoxidables Fe-C-Cr-Ni

3. PRODUCTOS SIDERÚRGICOS: 3. FUNDICIÓN Tienen 1,76 – 6,67% Carbono Se les llama también hierro colado porque se funden fácilmente y tienen mucha fluidez en estado líquido. Se fabrican objetos de fundición mediante moldes.

CUESTIONARIO ¿Qué son los metales férricos? ¿Son importantes? Son los metales que contienen hierro (Fe) puro, son las aleaciones más abundantes y económicos. 2. ¿En qué tres grupos se clasifican los productos siderúrgicos? ¿Qué criterio se utiliza para clasificarlos? Se clasifican según el % de carbono se clasifican en: hierro dulce, acero y fundiciones. 3. ¿Qué es el hierro dulce? ¿Por qué se llama así? ¿Para qué se utiliza? Tiene menos de 0,1% de carbono. Se le llama dulce porque es fácil darle forma golpeándolo con un martillo (forja). A los que son difíciles de forjar se les llama “agrios”. Se utiliza para hacer nucleos de electroimanes. 4. ¿Qué es el acero? ¿Por qué crees que es el metal más usado? Producto siderúrgico: 0,1-1,76% carbono. Cuánto más contenido de carbono más duro, más frágil. Es el más usado. Buen movimiento mecanico, fácil de soldar. 5. ¿Cuáles son los dos tipos de acero que hay? ¿En qué se diferencian? Pon un ejemplo de cada tipo. Aceros al carbono o aceros comunes. Fe-C y Aceros aleados: acero inoxidables Fe-C-Cr-Ni Se diferencian en la composición y la cantidad de carbon Acero de carbono y acero aleados. Que uno es el común y el otro inoxidable. 6. ¿Por qué las fundiciones se llaman así? ¿Para qué se usan? ¿En qué se diferencian de los aceros? Se les llama también hierro colado porque se funden fácilmente y tienen mucha fluidez en estado líquido. Se fabrican objetos de fundición mediante moldes. Se diferencian en las propiedades 7. ¿Qué es la mena de un mineral? ¿Y la ganga? ¿Cuál es el método más empleado para separar la mena de la ganga en el mineral de hierro? ¿Qué porcentaje de hierro tiene la mena que se consigue? La mena es el mineral y la ganga los desechos. 8. ¿Para qué sirve un alto horno? Explica brevemente como funciona. Para separar la mena de la ganga, 1º se carga el horno, después se enciende el horno y se termina por extraer los materiales. 9. ¿Cómo se obtiene el acero a partir del arrabio?. Es un proceso que se utiliza para separar el acero del carbono. 10. Indica las partes del alto horno en el dibujo: Entrada de materiales, salida de gases, pared de ladrillos refractarios, crisol, tobera y donde se recoge el arrabio y la escoria.