Objetivo ¿Porque estudiar el hierro esponja? El objetivo de al estudiar el hierro esponja es el conocer unos de los materiales más importantes en la fabricación y obtención del acero que además de ser un invento originado en nuestro país lo cual nos pone a la par de países donde se desarrollaron avances importantes en la obtención del acero, es hasta el momento la forma más barata y practica para obtener el acero que usamos en muchas aplicaciones
¿.Que es el Hierro Esponja?
Se refiere a aquel producto de bajo contenido metálico obtenido de la reducción del mineral de hierro a temperaturas inferiores a la de fusión del hierro..
Las partículas de mineral de hierro, al reducirse, disminuyen de peso porque pierden el oxígeno, pero no de tamaño, y están llenos de poros microscópicos. Dos terceras partes del volumen del fierro esponja son huecos, de ahí su nombre
Proceso de Fabricación. Proceso de Reducción Directa (Hierro Esponja) Un componente importante en la producción del acero es el hierro esponja. Este se obtiene en la planta de reducción directa a partir de la reducción del mineral de hierro que llega en forma de “pellets” o como calibrado. Se le denomina”hierro esponja” porque al extraerle el oxígeno al mineral de hierro se obtiene un producto metálico poroso y relativamente liviano. La materia prima para la obtención del hierro esponja es el mineral de hierro (óxido de hierro). Este, al igual que el carbón y la dolomía, se almacenan en silos antes de ingresar a los hornos. En los hornos rotatorios se reduce el mineral de hierro, liberándolo del oxígeno gracias a la acción del carbón, para así transformar la mayor proporción del hierro a su estado metálico y utilizarlo en el horno eléctrico como carga metálica en la fabricación del acero, con la ventaja de obtener un producto con menor cantidad de residuales y mejores propiedades. Para tener un mejor control en los procesos de Acería y Laminación, así como mejorar la calidad de nuestros productos, pusimos en funcionamiento en 1996 esta planta, que opera con dos hornos tubulares rotatorios inclinados tipo "kiln", donde se producen alrededor de 12 toneladas de hierro esponja por hora. Lo que hace un promedio de 45,000 t/a (toneladas anuales) cada uno; siendo la producción total de 90,000 t/a.
Diagrama de producción de hierro esponja
¿Cómo se extrae el oxigeno del mineral de hierro? El mineral de hierro, junto con el carbón y la caliza ingresan a los hornos rotatorios en proporciones adecuadas mediante el uso de balanzas dosificadoras (weight feeders) y el tiempo de permanencia en su interior se controla mediante la velocidad de rotación. El interior de los hornos está recubierto de material refractario para evitar las pérdidas térmicas. Por efecto de la combustión controlada y de la temperatura alcanzada (aproximadamente 1000 °C) se favorece la
generación
monóxido carbono,
del de
el
cual
permite la reducción del mineral de hierro. Para el control de la temperatura se dispone de 7
ventiladores a lo largo del horno y de un quemador central ubicado en la zona de descarga, los que brindan el aire necesario para la combustión del carbón y del gas natural inyectado como combustible. El hierro esponja obtenido pasa luego al enfriador rotatorio donde mediante un intercambio indirecto de calor con agua, se le disminuye la temperatura a aproximadamente 130 °C. Luego es clasificado por tamaños y vía separadores magnéticos, en donde el hierro esponja es separado de los residuos de carbón y cenizas, para que finalmente la carga metálica así obtenida se apile en la bahía de consumo de metálicos en espera de su utilización.
Otro método para la producción de Hierro Esponja es el siguiente: La presente invención se refiere
a
mejorado hierro
un
proceso
para
producir
esponja
temperatura
a
elevada
una a
partir de mineral de hierro particulado en un reactor del lecho móvil dispuesto verticalmente, que tiene una zona de reducción la cual forma parte de un circuito de gas reductor a través del cual se circula un gas reductor, y dicho proceso comprende suministrar el mineral que se va a reducir a la parte superior de dicha zona de reducción, circular una primera corriente de gas compuesto en su mayor parte de monóxido de carbono hidrógeno a través de dicho circuito, calentar dicha primera corriente a una temperatura entre 850 grados C. y 950 grados C, antes de que entre a dicha zona de reducción, enfriarla y separar agua de la misma después de que sale de dicha zona de reducción, alimentar una segunda corriente de gas como gas de repuesto a dicho circuito, la cual funciona entre gran parte como una fuente de monóxido de carbono y ácido de hidrógeno para dicha zona de reducción, caracterizado por alimentar una tercera corriente de gas compuesto en su mayor parte de metano a dicho circuito de manera tal que el metano se introduce a la zona de reducción substancialmente sin reformar y que se encuentre disponible en dicha zona para que el metano carburize al hierro esponja
en dicha zona de reducción para mantener
un
grado
de
carborización predeterminado en el hierro esponja y extraer de dicho
reactor
hierro
esponja
caliente carburizado a un grado predeterminado entre 0.5 por ciento y 4.0 por ciento en peso.
Aplicaciones: Debido a su bajo costo y gran estabilidad química, el hierro esponja, es empleado en una implica gama de aplicaciones, entre las cuales las más conocidas es la de la construcción y la fabricación de piezas mecánicas que requieren de gran rendimiento, debido a las actividades en las que se emplean
Conclusiones Al realizar este trabajo de investigación sobre el hierro esponja fue interesante conocer la obtención y formación de este material, que es de mucha importancia y se ha convertido en uno de los métodos más usados por empresas a nivel mundial para la fabricación de acero, lo cual no es solo un logro importante para la ingeniería Mexicana, si no, para todo el rubro de empresas manufactureras a nivel mundial
Bibliografía Metalurgia, Johnson-Weeks. Editorial Reverté, Barcelona. MCMLXI
Fundamentos Mikell
de
manufactura
moderna:
materiales,
P.
Pearson Educación 1997, Págs. 119-120, 1062 páginas
procesos
y
sistemas Groover
