5.4. Metales y aleaciones férreas

Actividad

Llamaremos material ferroso a todo material que en su composición contenga una proporción de hierro.

Actividad

Fabricación, proceso de obtención del acero.

Se conoce por siderurgia al conjunto de procesos que debe sufrir el mineral de hierro hasta que se obtiene el metal utilizable.

 

La primera etapa de este proceso consiste en la extracción en las minas de los distintos minerales que contienen hierro. En ellas el mineral, al que llamaremos mena, se encuentra formando parte de las rocas, las cuales además de la mena contienen componentes no útiles llamadas gangas. Ambas partes deben ser separadas, para lo que habitualmente se pueden emplear dos métodos:
  • Imantación: en primer lugar se tritura la roca y se hace pasar por un campo magnético aquellos productos que contengan hierro se separarán de las otras rocas.
  • Separación por densidad: una vez triturada, la roca se sumerge en agua. Al tener la mena distinta densidad que la ganga, ésta se separa del mineral de hierro.
Independientemente de cual sea el método utilizado, una vez realizada la separación del mineral de hierro, se le somete a un proceso por el que se forman una especie de aglomerado de mineral llamado pelets. Estos se transportan a la planta siderúrgica donde se procesarán en el alto horno.
Un alto horno es una instalación industrial en la que la mena contenida en el mineral de hierro es transformada en arrabio, también llamado hierro bruto.

El hierro colado o arrabio obtenido del alto horno es un producto que todavía no está listo para ser utilizado industrialmente.
  • Por un lado contiene impurezas de elementos como azufre o silicio.
  • Por otro lado contiene un porcentaje demasiado alto de carbono y por último todavía arrastra restos de óxidos de hierro.
Todas estas sustancias hacen que las propiedades del producto no sean las deseables. Es necesario pues tratar este hierro, el proceso por el que esto se lleva a cabo se llama colado.

Colado:

Proceso por el que se eliminan las impurezas y se reduce la cantidad de carbono presente en el arrabio para transformarlo en un acero apto para la actividad industrial. Las impurezas eliminadas generan una escoria.
En la actualidad existen dos métodos diferentes para realizar el colado del arrabio. Por un lado está el método convertidor LD y por otro el horno eléctrico.

Actividad

Aceros y fundiciones.

Acero:

Aleación de hierro y carbono en la que el porcentaje de carbono no supera el 1,76 %.

Clasificación de los aceros

Los aceros se pueden clasificar en función de varios criterios, esto da lugar a varias clasificaciones, la más utilizada de todas ellas es la clasificación en función del porcentaje de carbono disuelto. El porcentaje de carbono disuelto en el acero condiciona las propiedades del mismo. Así cuanto mayor sea el porcentaje de carbono disuelto en el acero, éste presenta más dureza y más resistencia a la tracción. Teniendo esto presente es posible clasificar los aceros en:

     

    Nombre del acero

     

    % de carbono

     

    Resistencia a tracción (kg/mm2)

    Extrasuave

    0,1 a 0,2

    35

    Suave

    0,2 a 0,3

    45

    Semisuave

    0,3 a 0,4

    55

    Semiduro

    0,4 a 0,5

    65

    Duro

    0,5 a 0,6

    75

    Extraduro

    0,6 a 0,7

    85

     

    Fundiciones:

    Aleación de hierro y carbono pudiendo contener otros elementos, en la que el porcentaje de carbono está entre el 1,76 y 6,67 % de carbono.

    Por su aspecto se clasifican en:

    • Fundición blanca. El carbono que contiene se presenta en mayor medida en forma del compuesto cementita (CFe3).
    • Fundición gris. El carbono que contiene se presenta en mayor medida en forma de láminas de grafito mezcladas con el hierro.