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 1. ¿Qué son los metales férricos? ¿Son importantes? 2. ¿En qué tres grupos se clasifican los productos siderúrgicos? ¿Qué criterio se utiliza para clasificarlos? 3. ¿Qué es el hierro dulce? ¿Por qué se llama así? ¿Para qué se utiliza? 4. ¿Qué es el acero? ¿Por qué crees que es el metal más usado? 5. ¿Cuáles son los dos tipos de acero que hay? ¿En qué se diferencian? Pon un ejemplo de cada tipo. 6. ¿Por qué las fundiciones se llaman así? ¿Para qué se usan? ¿En qué se diferencian de los aceros? 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? 8. ¿Para qué sirve un alto horno? Explica brevemente como funciona. 9. ¿Cómo se obtiene el acero a partir del arrabio?. 10. Indica las partes del alto horno en el dibujo: