Proceso de obtención del hierro y el acero | Universidad Tecnologíca de Torreón

Summary

Este guion detalla la evolución de la producción de hierro y acero desde la época antigua hasta el siglo 14. Se explora la técnica de fundir mineral de hierro y carbón vegetal para crear hierro forjado y, ocasionalmente, acero. Se describen los avances en la construcción de hornos y la producción de acero a través del uso de hornos altos y convertidores, con énfasis en el proceso de refinación y la eliminación de impurezas como el fósforo. El guion también destaca las innovaciones que permitieron controlar la calidad del acero y su producción en masa.

Takeaways

• 🕰️ La fecha exacta del descubrimiento de la técnica de fundir mineral de hierro no es conocida, pero los primeros artefactos encontrados datan del año 3000 a.C. en Egipto.
• 🛠️ Los griegos, alrededor del 1000 a.C., ya utilizaban tratamiento térmico para forjar armas de hierro.
• ⚒️ Los primeros artesanos producían hierro forjado a través de una técnica que implicaba calentar mineral de hierro y carbón vegetal, lo que resultaba en una masa esponjosa de hierro metálico.
• 🔥 A partir del siglo 14, el tamaño de los hornos para la fundición de hierro aumentó significativamente, lo que permitió un mejor control de la producción.
• 🧪 El proceso de producción de acero en los hornos de mayor tamaño incluía la reducción del mineral de hierro a metal y la absorción de gases para formar una aleación conocida como radio.
• 🏗️ El horno alto, diseñado para la producción de arrabio hierro, se compone de varias partes como el vientre, el atalaje y la fragante, cada una con una función específica en el proceso de producción.
• 🌡️ La temperatura y la eliminación de la humedad son cruciales en la etapa inicial del proceso de producción en el horno alto, donde también se calcina la caliza.
• 🌀 Los toberas en el horno alto inyectan aire para la combustión, lo que se logra a través de recuperadores de calor que precalentan el aire y ahorramos carbón de coque.
• 🚰 La extracción de la escoria y del hierro se realiza a través de dos orificios en la parte inferior del horno, denominados pivot y piquer.
• 🔧 El proceso de obtención de acero también incluyó el uso de un convertidor de acero, que permitía controlar la cantidad de impurezas y producir aceros con diferentes propiedades.

Q & A

¿Cuándo se descubrió la técnica de fundir el mineral de hierro?

La fecha exacta de descubrimiento no es conocida, pero los primeros artefactos encontrados datan del año 3000 a.C. en Egipto.

¿Cómo se producían los primeros objetos de hierro en la antigüedad?

Los primeros artesanos producían hierro forjado mediante una técnica que implicaba calentar una masa de mineral de hierro y carbón vegetal, lo que reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico llena de escoria.

¿Qué era el hierro forjado y cómo se diferenciaba del acero?

El hierro forjado es una aleación de hierro que se produce mediante la fusión y posterior forja del mineral de hierro con carbón vegetal, lo que a veces accidentalmente producía acero en lugar de hierro forjado.

¿Cuál fue el avance significativo en la producción de hierro desde el siglo XIV?

A partir del siglo XIV, el tamaño de los hornos para la fundición de hierro aumentó considerablemente, lo que permitió una mayor producción y una mejora en la calidad del hierro.

¿Qué es el acero y cómo se diferencia del hierro forjado?

El acero es una aleación de hierro que contiene entre 0.2% y 2.1% de carbono, lo que le confiere propiedades más duras y resistentes que el hierro forjado, que tiene un contenido de carbono menor.

¿Cuál es el objetivo principal de un horno alto en la producción de acero?

El objetivo principal de un horno alto es la obtención de arrabio hierro con un contenido de carbono entre 2.6 y 6.7 por ciento a partir de hierro mineral con impurezas.

¿Cómo se divide la estructura de un horno alto y cuál es la función de cada parte?

Un horno alto se divide en varias partes: el vientre, donde se produce la fusión de hierro y escoria; las toberas, que inyectan aire para la combustión; y la fragante, donde se carga el material y se controlan los gases.

¿Qué es el proceso de obtención de arrabio hierro y cómo se lleva a cabo?

El proceso de obtención de arrabio hierro consiste en la fusión y reducción del mineral de hierro en el horno alto, donde se eliminan las impurezas y se forma el arrabio hierro, que es posteriormente refinado para producir acero.

¿Qué es el convertidor de Bessemer y cómo se utilizaba en la producción de acero?

El convertidor de Bessemer es un recipiente metálico basculante que se utilizaba para convertir el arrabio hierro en acero inyectando aire a presión, lo que oxidaba los elementos impuros y reducía el contenido de carbono.

¿Cómo se mejoró el proceso de producción de acero con el convertidor de Bessemer?

El proceso se mejoró con la adición de un sol verde, que permitía eliminar el exceso de fósforo, y se podía controlar la entrada de aire para producir aceros con diferentes propiedades.