Processos Metal·lúrgics: Obtenció d'Acer, Foses i Tractaments Tèrmics
Clasificado en Tecnología
Escrito el en 
catalán con un tamaño de 4,29 KB
Varietats Al·lotròpiques del Ferro
El ferro presenta diferents varietats al·lotròpiques segons el rang de temperatura:
- Delta (δ): 1390 °C - 1539 °C
- Gamma (γ): 900 °C - 1390 °C
- Beta (β): 750 °C - 900 °C
- Alfa (α): Fins a 750 °C
Processos de Conformació de Metalls
Aquests mètodes s'utilitzen per donar forma als metalls:
Forja
Consisteix a situar una massa sòlida de metall calent entre les dues meitats d'un motlle i aplicar-hi esforços de compressió fins que adopta la seva forma.
Emmotllament
Consisteix a introduir el metall en fase líquida a l'interior d'un motlle i desemmotllar-lo un cop s'ha solidificat.
Obtenció d'Acer i Foses
L'obtenció d'acer i foses es divideix en dues fases principals:
- Primera Fase (Obtenció de Ferro Colat): Comença amb l'obtenció del ferro colat a l'alt forn, que conté molt carboni i impureses que cal eliminar.
-
Segona Fase (Afinament):
- Per obtenir Foses: El ferro colat de l'alt forn es porta a altres forns on s'afina fins a obtenir la fosa desitjada.
- Per obtenir Acer: El ferro colat en estat líquid es porta als convertidors on s'eliminen part del carboni i les impureses fins a obtenir l'acer desitjat.
Procés d'Obtenció de Ferro Colat a l'Alt Forn
Matèries Primeres
- Mineral de Ferro: Aporta el ferro oxidat que s'obtindrà en forma de ferro colat.
- Carbó de Coc: Actua com a combustible per obtenir elevades temperatures i aporta el carboni necessari per a la reducció.
- Pedra Calcària: Serveix per eliminar l'escòria que s'enganxa amb les impureses.
Zones de Funcionament de l'Alt Forn
- Zona de Deshidratació (400 °C)
- El contingut d'humitat que puguin tenir les matèries primeres s'elimina en forma de vapor d'aigua.
- Zona de Reducció (700 °C)
- El monòxid de carboni (en forma de gas) puja pel forn i es combina amb l'oxigen del mineral per formar diòxid de carboni i ferro. Després, el diòxid de carboni surt en forma de gas a l'exterior del forn.
- Zona de Carburació (1200 °C)
- El carboni es combina amb el ferro, formant l'aliatge fèrric.
- Zona de Fusió (1800 °C)
- Es produeix la fusió del ferro, que s'escola en forma líquida al fons del forn.
Mètodes d'Obtenció i Afinament de l'Acer
El Convertidor d'Oxigen
El procés comença amb la càrrega de ferro colat en fase líquida. Després, s'introdueix una llança que injecta oxigen pur a pressió damunt el líquid. Això fa disminuir el carboni i les impureses del ferro colat.
Forn Elèctric
Dins del forn s'introdueix el ferro colat, la ferralla oxidada i la calç. Reben descàrregues elèctriques, amb la qual cosa n'augmenta la temperatura. Després, s'afegeixen els elements d'aliatge per obtenir els acers aliats i, finalment, es fiquen en recipients adequats per a la seva transformació.
Tractaments Tèrmics de l'Acer
Consisteixen a sotmetre l'acer a uns canvis controlats de temperatura per variar les proporcions dels seus constituents i modificar les seves propietats mecàniques.
- Tremp
- S'aplica quan es vol aconseguir un acer amb una elevada duresa i resistència mecànica, aconseguint una gran proporció de martensita.
- Revingut
- Consisteix en un escalfament a temperatura inferior a 723 °C i un refredament a l'aire. Amb això s'aconsegueix incrementar la tenacitat i reduir les tensions internes de l'acer trempat.
- Recuita
- S'utilitza per disminuir la duresa i incrementar la plasticitat d'un acer per poder-lo deformar.
- Normalitzat
- Consisteix en un escalfament fins a la temperatura d'austenització i un refredament a l'aire per eliminar tensions internes produïdes per la deformació i retornar-li les propietats originals.
Fórmules Relacionades
m = G · L
Gb = m · 9,8
Ltotal = L · n
Atotal = AL · Ltotal
V = Atotal / r