MET SIDERURGIA II CAPITULO II MATERIAS PRIMAS, AUXILIARES Y FUENTES ENERGETICAS PARA EL PROCESO SIDERURGICO

Transcripción

1 MET SIDERURGIA II CAPITULO II MATERIAS PRIMAS, AUXILIARES Y FUENTES ENERGETICAS PARA EL PROCESO SIDERURGICO

2 MATERIALES PORTADORES DE HIERRO En función de su procedencia: Materias primas, (minerales de hierro) Materiales secundarios, (chatarra, cascarilla, escoria, etc.) Productos intermedios (arrabio, hierro esponja, ferroaleaciones)

3 Son productos de la minería, minerales Para la obtención del hierro y la producción de ferroaleaciones, se emplean estos materiales, (minerales de hierro, minerales de manganeso, entre otros) En muchos casos el contenido de otros compuestos, dificulta el proceso y requiere el uso de aditivos, requiriendo por ello un proceso más complejo y se aumentan también las pérdidas, a través de los productos intermedios y la escoria que se producen.

4 Son consideradas así aquellos materiales portadores de hierro cuyo contenido de hierro sea por lo menos de 25% y que permita su procesamiento en térmicos económicamente favorables. Tipos de minerales de hierro Denominación Fórmula Contenido en % Magnetita Fe3O Gris, magnética, a menudo acompañada de SiO2, Cu, Zn y P Descripción Origen Procedencia Rocas eruptivas Hematita Fe2O Roja, impurificada con magnetita Roca eruptiva degradada Limonita Fe2O3xH 2O Café oscuro, a menudo con presencia de P y materia orgánica Siderita FeCO Café claro, por lo general con carbonatos de Ca, Mg y Mn Sedimentario Sedimentario Pirita FeS2 Aprox. 45 Amarillo dorado Rocas eruptivas y otras Mutún, Changolla, Mutún, Chagolla, Mutún, Mutún, Diferentes yacimientos

5 En función del campo de aplicación se tiene: Mineral para alto horno: Para la producción de hierro Mineral para afino: Para la producción de acero y acero fundido Mineral para maleabilización: Para descarburado de fundición maleable recocida

6 En función del compuesto formado: Mineral oxidado Mineral carbonatado Mineral sulfuroso

7 Mineral oxidado En función de su valencia se forman: Oxido de Hierro +2: FeO Oxido de Hierro +3: Fe2O3 Oxido de hierro +2 y +3: Fe3O4, (FeO.Fe2O3) Así como diferentes hidróxidos, (óxido con moléculas de agua de hidratación) Por ejemplo: Goetita: Fe2O3.H2O Limonita: 2Fe2O3.3H2O

8 Mineral oxidado El mineral de hierro contiene otros materiales SiO2 Al2O3 CaCO3 MgO Genéricamente se denominan: Ganga y se clasifican en ácidos y básicos Aquellos en los que la relación (CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3) es igual o es próxima a la unidad, se denominan autógenos.

9 Mineral oxidado El contenido y el carácter del tipo de ganga es fundamental para la formación de la escoria en el alto horno. La mayor parte de los minerales son ácidos y por ello requieren la adición de constituyentes básicos en el proceso. Por ej.: Caliza También están presentes en el mineral otros componentes, la mayor parte dañinos para el proceso de alto horno o para las etapas siguientes en la acería o la fundición. La más frecuentes son: Fósforo, azufre, zinc, arsénico, cromo, titanio, vanadio, cobre y metales alcalinos, (potasio y sodio).

10 Mineral oxidado El fósforo sólo es deseable para una variedad de fundición En el acero un alto contenido de fósforo hace que el material sea frágil a baja temperatura. El arsénico tiene el mismo efecto. El azufre es también dañino. Genera la fragilidad en caliente. Es decir, el acero se agrietará en los procesos de laminación en caliente y forjado. El zinc forma en el alto horno, adherencias y por ello tampoco es deseable El manganeso es deseable, porque disminuye la necesidad de adicionar mineral de manganeso

11 Mineral oxidado El cromo y el titanio, incrementan la viscosidad de la escoria tanto en el proceso de alto horno como en la producción de acero. Por ello en altos contenidos no son deseables. Los óxidos alcalinos también forman adherencias y por ello no son deseables

12 Mineral oxidado Se denomina magnetita al óxido de hierro, Fe3O4. Su contenido de hierro en el estado puro es de 72.4% Por lo general en el mineral su contenido es menor debido a las impurezas presentes La magnetita posee un estructura compacta, su coloración es gris y en la prueba de rayado sobre una superficie cerámica deja una raya negra y es magnética Sus acompañantes por lo general son: Sílice, (óxido de silicio) y Apatita, (fosfato de calcio)

13 Mineral oxidado La hematita es un óxido de hierro, Fe2O3, (puro contiene 70% de Fe) Su estructura puede se compacta o pulverulenta Su coloración varía desde un rojizo, hasta un negro, pasando por tonalidades cafés y grises, en la prueba de rayadura, la huella siempre es café rojiza La sílice es por lo general el acompañante de este mineral Entre la magnetita y la hematita hay transiciones La limonita, (pura contiene 59.9%Fe), se presenta alguna vez en una estructura compacta Su rayado es amarillo con tendencia al café. Sus acompañantes pueden ser ácidos o básicos. Por lo general contiene fósforo

14 Mineral oxidado La limonita, (pura contiene 59.9%Fe), se presenta alguna vez en una estructura compacta Su rayado es amarillo con tendencia al café. Sus acompañantes pueden ser ácidos o básicos. Por lo general contiene fósforo

15 Minerales carbonatados Se denomina siderita al compuesto FeCO3, (FeO.CO2). En estado puro contiene 48.2%Fe Se presenta en una estructura cristalina y su color varía entre el gris al café claro A través del proceso de calcinado, se obtiene el producto denominado calcina, que por lo general está constituida por Fe2O3 cuya estructura es porosa y frágil

16 Minerales sulfurosos Los materiales sulfurosos se presentan con frecuencia. El más importante es la pirita. No se puede tratar directamente el el alto horno pos su elevado contenido de azufre Se puede usar inicialmente en la obtención de ácido sulfúrico Luego de la tostación, el material tostado sí puede ser usado en la siderurgia Tiene contenidos de Fe del orden del 45 al 60% con presencia de azufre en 1.5 a 4%

17 De la mina, por lo general se reciben los siguientes materiales: Mineral bruto, no clasificado con tamaños alrededor de 200 mm Mineral en trozos, (10 a 200 mm), que es procesado y clasificado en función a su tamaño Mineral fino, (10 a 15 mm), se envía a la planta de sinterización

18 MATERIAL SECUNDARIO Se fundamenta en el reciclado La chatarra tiene la ventaja de consumir menor cantidad de energía que la empleada cuando se procesan materiales primarios. Sólo requiere cubrir la cantidad de calor requerida para la fusión La clasificación y procesamiento de chatarra requiere menor cantidad de trabajo, menores cantidades de capacidad de transporte y fondos básicos que los requeridos para procesar cantidades equivalentes de materiales primarios.