Metalurgia del hierro y acero

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Metalugia del hierro y cPropiedades:El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre (5%). Es un metal maleable, tenaz, de color gres plateado y magnético. Los dos minerales principales son la hematita, Fe2O3, y la limonita, Fe2O3.3H2O. Las piritas, FeS2, y la cromita, Fe(CrO2)2, se explotan como minerales de azufre y de cromo, respectivamente.
Proceso de extracción del mineral:Estos minerales se encuentran combinados en rocas, las cuales contienen elementos indeseados denominados gangas. Parte de la ganga puede ser separada por dos métodos de separación: Imantacion, Separación por densidad.
Proceso de obtención del HierroEl mineral básico para la obtención de hierro es la hematina, que consta fundamentalmente de óxido de hierro(III), su mayor impureza es el dióxido de silicio y pequeñas cantidades de manganeso y fósforo. La reducción de los iones de Fe3+ presentes en el óxido de hierro, se lleva a cabo en un alto horno, por cuya boca se echa el mineral de hierro, piedra caliza y (CaCO3) y carbón de coque (carbón casi puro)SFe + O2èSO2+ Fe2O3--Para iniciar el proceso se inyecta aire comprimido o bien oxígeno a 500 ºC por medio de unos inyectores situadas en la base del horno.

1) Conversión del carbono en monóxido de carbono:2C(s) + O2 (g)è?2CO (g) + CALOR

2) Reducción de Fe3+ a Fe por reacción con el CO:Fe2O3(s) + 3CO(s) è?2 Fe(l) + 3CO2(g)

3) Reacción de formación de escorias, a una temperatura de 800ºC, la piedra caliza que se añade, se  descompone de la siguiente forma:CaCO3(s) ?èCaO(s) + CO2(g)

El óxido de calcio formado, reacciona con las impurezas del mineral de hierro, para formar un material vítreo conocido como escoria, la reacción es:CaO(s) + SiO2(s)è?CaSiO3(l)Como la escoria es menos densa que el hierro fundido, forma una capa superior al metal, que hace posible su separación. El hierro que se produce se llama arrabio.
Transformación  a acero.El acero es una aleación de hierro. La producción de hierro a partir de se mena es un proceso químico de reducción de cual se obtiene un hierro crudo con muchas impurezas indeseables. El hierro de alto horno contiene típicamente  de 0.6 a 1.2% de silicio, de 0.4 a 2% de manganeso, y cantidades menores de fósforo y azufre. En la producción de acero  estos elementos se eliminan por oxidación en un recipiente llamado convertidor. El agente oxidante es O2  puro o diluido con argón. No se puede usar aire directamente como fuente de O2  porque el N2 reacciona con el hierro fundido para formar nitruro de hierro, que torna quebradizo al acero.
Proceso en Chile.  En chile existe una tradición de la siderurgia que se remontas a principios del siglo pasado con la inauguración de la planta Siderurgica de Corral. Esta planta se crea con el interés de construir Altos Hornos Eléctricos en Chile. Luego del fracaso de la planta de Corral se inaugura la Compañía Electrosiderurgiaca e Industrial de Valdivia (ESVAL) en 1925.Una de las plantas con mas reconocimiento a nivel  mundial y nacional es la CAP (Compañía de Acero del Pacifico) que se crea en 1946, esta empresa en 1950 inaugura la Planta siderurgica Huachipato, luego de esto la empresa comienza un crecimiento de suma y sigue con adjudicación de minas tales como “el Romeral”, “el Algarrobo”, mina Los Colorados, entre otras.Por ultimo cabe señalar que en Chile la siderurgia abarca de la II región hasta la IV región incluyendo la planta  de acero de Huachipato.

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