ALTO HORNO

Elalto hornoes la construccin para efectuar la fusin y la reduccin de minerales dehierro, con vistas a elaborar la fundicin.

Un alto horno tpico est formado por una cpsula cilndrica deacerode unos 30 m de alto forrada con un material no metlico y resistente al calor, comoasbestooladrillosrefractarios. Eldimetrode la cpsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es mximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total.La parte inferior del horno est dotada de varias aberturas tubulares llamadastoberas, por donde se fuerza el paso del aire que enciende elcoque.Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye elarrabiocuando se sangra (o vaca) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria.La parte superior del horno contiene respiraderos para losgases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas porvlvulasen forma de campana, por las que se introduce elmineraldehierro, elcoquey lacaliza.Una vez obtenido el arrabio lquido, se puede introducir en distintos tipos de coladura para obtener unos materiales determinados: la colada convencional, de la que se obtienen productos acabados; la colada continua, de la que se obtienen trenes de laminacin y, finalmente, la colada sobre lingoteras, de la que lgicamente se obtienenlingotes.

La investigacin y la modernizacin actuales se centran en mejorar la rentabilidad y la duracin de la instalacin. Tambin se tiene muy en cuenta el limitar el impacto ambiental del alto horno. Mejoras econmicas: Circuito de preparacin y carga de materias primas polivalente y configurable. La poca en que la carga de un alto horno estaba formada slo por elmineraly elcoqueya ha pasado. Algunos hornos pueden reemplazar el mineral por desechos ferrosos y realizar mezclas con minerales de diferentes calidades. Es esencial controlar con precisin la disposicin de las cargas de mineral en laboca de cargadel horno. La adaptacin a combustibles ms baratos, sustituyendo el coque por una inyeccin de carbn, gas natural o fueloil en los inyectores. La evolucin de los precios de cada uno de estos combustibles ha justificado la sustitucin del fueloil por carbn triturado a partir de lasegunda crisis del petrleo.1 Aumento de la presin en la cuba para mejorar el rendimiento de lareduccin por carbono. Una presin superior a 2bares un objetivo normal de un alto horno moderno.

TIPOS DE SOLDADURASOLDADURAORDINARIA O DE ALEACINEselmtodoutilizado para unir metales con aleaciones metlicas que se funden a temperaturas relativamente bajas. Se suele diferenciar entre soldaduras duras y blandas, segn el punto de fusin y resistencia de la aleacin utilizada. Los metales de aportacin de las soldaduras blandas son aleaciones de plomo y estao y, en ocasiones, pequeas cantidades de bismuto. En las soldaduras duras se emplean aleaciones de plata, cobre y cinc (soldadurade plata) o de cobre y cinc (latonsoldadura).SOLDADURAPOR FUSINEstetipoagrupamuchos procedimientos desoldaduraen los que tiene lugar una fusin entre los metales a unir, con o sin la aportacin de un metal, por logeneralsin aplicar presin y a temperaturas superiores a las que se trabaja en las soldaduras ordinarias. Hay muchos procedimientos, entre los que destacan lasoldadurapor gas, lasoldadurapor arco y la aluminotrmica. Otras ms especficas son lasoldadurapor haz de partculas, que se realiza en el vaco mediante un haz de electrones o de iones, y lasoldadurapor haz luminoso, que suele emplear un rayo lser como fuente de energa.Soldadurapor gasLasoldaduraporgaso con soplete utiliza el calor de la combustin de un gas o una mezcla gaseosa, que se aplica a las superficies de las piezas y a la varilla de metal de aportacin. Este sistema tiene la ventaja de ser porttil ya que no necesita conectarse a la corriente elctrica. Segn la mezcla gaseosa utilizada se distingue entresoldaduraoxiacetilnica (oxgeno/acetileno) y oxihdrica (oxgeno/hidrgeno), entre otras.Soldadurapor arcoLosprocedimientosdesoldadurapor arco son los ms utilizados, sobre todo para soldar acero, y requieren el uso de corriente elctrica. Esta corriente se utiliza para crear un arco elctrico entre uno o varios electrodos aplicados a la pieza, lo que genera el calor suficiente para fundir el metal y crear la unin.Soldadurapor arco con electrodo recubiertoEnestetipodesoldadurael electrodo metlico, que es conductor de electricidad, est recubierto de fundente y conectado a la fuente de corriente. El metal a soldar est conectado al otro borne de la fuente elctrica. Al tocar con la punta del electrodo la pieza de metal se forma el arco elctrico. El intenso calor del arco funde las dos partes a unir y la punta del electrodo, que constituye el metal de aportacin. Este procedimiento, desarrollado a principios del siglo XX, se utiliza sobre todo para soldar acero.Soldadurapor arco con proteccin gaseosaEslaqueutilizaungas para proteger la fusindel airede la atmsfera. Segn la naturaleza del gas utilizado se distingue entresoldaduraMIG, si utiliza gas inerte, ysoldaduraMAG, si utiliza un gas activo. Los gases inertes utilizados como proteccin suelen ser argn y helio; los gases activos suelen ser mezclas con dixido de carbono. En ambos casos el electrodo, una varilla desnuda o recubierta con fundente, se funde para rellenar la unin.Soldadurapor arco con fundente en polvoEsteprocedimiento,en vez de utilizar un gas o el recubrimiento fundente del electrodo para proteger la unindel aire, usa un bao de material fundente en polvo donde se sumergen las piezas a soldar. Se pueden emplear varios electrodos de alambre desnudo y el polvo sobrante se utiliza de nuevo, por lo que es un procedimiento muy eficaz.SOLDADURA POR PRESINEstemtodoagrupatodos los procesos de soldadura en los que se aplica presin sin aportacin de metales para realizar la unin. Algunos procedimientos coinciden con los de fusin, como la soldadura con gases por presin, donde se calientan las piezas con una llama, pero difieren en que la unin se hace por presin y sin aadir ningn metal. El proceso ms utilizado es el de soldadura por resistencia; otros son la soldadura por fragua (descrita ms arriba), la soldadura por friccin y otros mtodos ms recientes como la soldadura por ultrasonidos (vaseSonido).Soldadura por resistenciaEstetipodesoldadura se realiza por el calentamiento que experimentan los metales debido a su resistencia al flujo de una corriente elctrica. Los electrodos se aplican a los extremos de las piezas, se colocan juntas a presin y se hace pasar por ellas una corriente elctrica intensa durante un instante. La zona de unin de las dos piezas, como es la que mayor resistencia elctrica ofrece, se calienta y funde los metales. Este procedimiento se utiliza mucho en la industria para la fabricacin de lminas y alambres de metal, y se adapta muy bien a la automatizacin.

MATERIALES FERROSOSLos metales han estado presentes en el desarrollo de la humanidad desde la antiguedad. Entre todos ellos, y aun a pesar de la facilidad con que se oxida, los derivados del hierro fueron y continan siendo los ms abundantemente empleados. Llamaremos material ferroso a todo material que en su composicin contenga una proporcin de hierro.La produccin mundial de metales ferrosos es ms de veinte veces superior a la del resto de los metales juntos. Esto es debido por un lado a su abundancia y por otro a la gran cantidad y variedad de productos que se pueden obtener a partir del hierro.El acero era bien conocido en la antigedad. Los primeros aceros pudieron ser producidos fundiendo mineral de hierro en una chimenea de materiales naturales resistentes al calor (arcilla y piedra), empleando como combustible primero lea y ms tarde carbn vegetal y soplando aire en el hogar para enriquecer la combustin, as el hierro se converta en autntico acero. En estos aceros se expulsaba la escoria por medio de la forja con martilleo en caliente. Los primeros aceros provienen de Armenia, datados antes de 1400 a.c. La tecnologa del hierro fue mantenida mucho tiempo en secreto por los pueblos que la posean, lo que les converta en enormemente poderosos y temidos.

En la pennsula Ibrica. Hay constancia de produccin de acero desde el siglo IV a.c., pues los arquelogos han encontrado falcatas, espadas utilizadas por los iberos, fabricadas con este material

Sin embargo no es hasta 1700 cuando se considera que se comenz a producir acero tal como lo conocemos hoy en da. En este sentido hay que destacar varias innovaciones muy importantes:

En 1856, Bessemer, posibilit la fabricacin de acero en grandes cantidades, pero solo poda utilizarse su mtodo para hierro con poco contenido en fsforo y azufre. En 1857, Siemenspuso en marcha otro procedimiento de obtencin industrial de acero, en la actualidad es un mtodo en desuso. En 1902comienza la produccin comercial de acero enhornos de arco elctrico. En 1948se desarrolla el proceso deloxgeno bsicoo L-D. En 1950se comienza a utilizar el proceso decolada continuapara fabricar grandes cantidades de perfiles de acero de seccin constante.MATERIALES NO FERROSOSson aquellos en cuya composicin no se encuentra el hierro. Los ms importantes son siete: cobre, zinc, plomo, estao, aluminio, nquel y magnesio. Hay otros elementos que con frecuencia se fusionan con ellos para preparar aleaciones de importancia comercial. Tambin hay alrededor de 15 metales menos importantes que tienen usos especficos en la industria. Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos: Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5kg/dm. Ligeros: su densidad est comprendida entre 2 y 5kg/dm. Ultraligeros: su densidad es menor de 2kg/dm.Caractersticas: su densidad, su punto de fusin alcanza los 231C, tiene una resistencia de traccin de 5 kg/mm; en estado puro tiene un color brillante pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde, en temperatura ambiente es muy blando y flexible, sin embargo en caliente es frgil y quebradizo, por debajo de -18C se empieza a descomponer convirtindose en un polvo gris. Este proceso se conoce como peste de estao; al doblarse se oye un crujido denominado grito de estao Aleaciones: las ms importantes son elbronce(cobre y estao) y las soldaduras blandas (plomo + estao con proporciones de este entre el 25% y el 90%) Aplicaciones: sus aplicaciones ms importantes son la fabricacin dehojalatay proteger el acero contra la oxidacin. Cobre (Cu):Caractersticas: se encuentra en el cobre nativo, lacalcopirita, lacalcosina, lamalaquitay lacuprita; su densidad es de 8,9kg/dm, su punto de fusin es de 1083C, su resistencia de traccin es de 18 kg/mm; es dctil, manejable y posee una alta conductividad elctrica y trmica. Aleaciones: las ms importantes son el bronce (cobre + estao),latnque se compone por cobre y cinc. Aplicaciones: Campanas, engranes, cables elctricos, motores elctricos. Cobalto (Co)Caractersticas: su densidad es de 8,6kg/dm, su punto de fusin es de 1490 C; tiene propiedades anlogas al nquel pero no es magntico.

MINERALESSe llamaminerala lasustancianatural, homognea,inorgnica, decomposicin qumicadefinida (dentro de ciertos lmites). Posee una disposicin ordenada detomosde loselementosde que est compuesto, y esto da como resultado el desarrollo de superficies planas, conocidas como caras. Si el mineral ha crecido sin interferencias, pueden generarse formas geomtricas caractersticas, conocidas comocristales.

La importancia de los mineralesLos minerales tienen gran importancia por sus mltiples aplicaciones en los diversos campos de la actividad humana. La industria moderna depende directa o indirectamente de los minerales; se usan para fabricar mltiples productos, desde herramientas y ordenadores hasta rascacielos.Algunos minerales se utilizan prcticamente tal como se extraen; por ejemplo elazufre, eltalco, lasalde mesa, etc. Otros, en cambio, deben ser sometidos a diversos procesos para obtener el producto deseado, como elhierro,cobre,aluminio,estao, etc. Los minerales constituyen la fuente de obtencin de los diferentesmetales, base tecnolgica de la moderna civilizacin. As, de distintos tipos de cuarzo y silicatos, se produce elvidrio. Los nitratos y fosfatos son utilizados como abono para la agricultura. Ciertos materiales, como elyeso, son utilizados profusamente en la construccin. Los minerales que entran en la categora de piedras preciosas o semipreciosas, como losdiamantes,topacios,rubes, se destinan a la confeccin dejoyas.Los minerales son un recurso natural de gran importancia para la economa de un pas, muchos productos comerciales son minerales, o se obtienen a partir de un mineral. Muchos elementos de los minerales resultan esenciales para la vida, presentes en los organismosClasificacin de los mineralesLos minerales se solan clasificar en la antigedad con criterios de su aspecto fsico;Teofrasto, en el siglo IIIa.C., cre la primera lista sistemtica cualitativa conocida;Plinio el Viejo(siglo I), en su Historia Natural, realiz una Sistemtica Mineral, trabajo que, en laEdad Media, sirvi de base aAvicena;Linneo(1707-1778) intent idear una nomenclatura fundndose en los conceptos de gnero y especie, pero no tuvo xito y dej de usarse en el siglo XIX; con el posterior desarrollo de laqumica, el qumico suecoAxel Fredrik Cronstedt(1722-1765) elabor la primera clasificacin de minerales en funcin de su composicin; el gelogo estadounidenseJames Dwight Dana, en 1837, propuso una clasificacin considerando la estructura y composicin qumica. La clasificacin ms actual se funda en la composicin qumica y la estructura cristalina de los minerales. Las clasificaciones ms empleadas son las deStrunzyKostov.

MINERIA A CIELO ABIERTOSe llamanminas a cielo abierto, y tambinminas a tajo (o rajo) abierto, a lasexplotaciones minerasque se desarrollan en la superficie del terreno, a diferencia de lassubterrneas, que se desarrollan bajo ella.Para la explotacin de una mina a cielo abierto, a veces, es necesario excavar, con medios mecnicos o con explosivos, los terrenos que recubren o rodean la formacin geolgica que forma elyacimiento. Estos materiales se denominan, genricamente,estril, mientras que a la formacin a explotar se le llamamineral. El estril excavado es necesario apilarlo enescombrerasfuera del rea final que ocupar la explotacin, con vistas a su utilizacin en la restauracin de la mina una vez terminada su explotacin.Las minas a cielo abierto son econmicamente rentables cuando los yacimientosafloranen superficie, se encuentran cerca de la superficie, con un recubrimiento pequeo o la competencia del terreno no es estructuralmente adecuada para trabajos subterrneos (como ocurre con laarenao lagrava). Cuando la profundidad del yacimiento aumenta, la ventaja econmica del cielo abierto disminuye en favor de la explotacin mediante minera subterrnea.

ESCABACION PROFUNDAPor logeneral, la minera tiene como fin obtener minerales o combustibles. Un mineral puede definirse como una sustancia de origen natural con una composicin qumica definida y unas propiedades predecibles y constantes. Los combustibles ms importantes son loshidrocarburosslidos, que, por logeneral, no se definen como minerales. Un recurso mineral es un volumen de la corteza terrestre con una concentracin anormalmente elevada de un mineral o combustible determinado. Se convierte en una reserva si dicho mineral, o su contenido , se puede recuperar mediante la tecnologa del momento con un coste que permita una rentabilidad razonable de la inversin en la mina.Hay gran variedad de materiales que se pueden obtener de dichos yacimientos. Pueden clasificarse como sigue:Metales: incluyen los metales preciosos , los metales siderrgicos (hierro, nquel, cobalto, titanio, vanadio y cromo), los metales bsicos (cobre, plomo, estao y cinc), los metales ligeros (magnesio y aluminio), los metales nucleares (uranio, radio y torio) y los metales especiales, como el litio, el germanio, el galio o el arsnico.Minerales industriales: incluyen los de potasio y azufre, el cuarzo, la trona, la sal comn, el amianto, el talco, el feldespato y los fosfatos.