LOS METALES, Fundición

LOS METALES, Fundición

La Fundición de metales es el proceso de fabricación de piezas mediante el colado del material derretido en un molde. Los mismos que son elaborados en arena y arcilla debido a la abundancia de este material y también a la resistencia que tiene al calor, permitiendo además que los gases se liberen al ambiente y que el metal no.

La Fundición se lo puede realizar de muchas maneras, pero todas obedecen al principio anteriormente descrito, el proceso comienza con la elaboración del modelo que es la pieza que se desea reproducir, usualmente es hecha en madera o yeso, pero cuando la producción es en masa se la maquina en metales "blandos "como el aluminio, es evidente que debe ser ligeramente más grande que la pieza que se desea fabricar ya que existe contracciones del metal cuando se enfría, son necesarias las previsiones para evacuación de gases, usualmente conocidos como venteos.

Luego se procede a la fabricación de la matriz de arena o molde la cual se comienza compactando la arena alrededor del modelo, cuando se requiere fabricar una pieza que es hueca se debe provisionar un "macho" que es un elemento sólido colocado en la matriz para que allí no ingrese el metal fundido, es importante anotar que siempre se esta trabajando se lo hace en negativo, es decir donde no se requiere metal se coloca el macho y donde si se lo requiere se lo coloca el modelo que evidentemente deberá ser extraído previo al colado desde la Fundición, es usual también que se coloquen modelos de cera , la cual se derrite conforme ingresa el metal ocupando su lugar para ulteriormente enfriarse.

Un vez retirado el modelo y las dos partes del molde, es frecuente esta geometría para poder retirar el modelo, se procede al colado que no es otra cosa, que el vertido de metal líquido la matriz que se ha construido, luego viene el enfriado que debe ser controlado para que no aparezcan grietas ni tensiones en la pieza formada.

El desmolde viene a continuación, el cual se desarrolla con la rotura del molde y el reciclaje de la arena, la pieza se presenta burda por lo cual se suele someter a un proceso de desbarbado y pulido.

Existe algunas variantes del proceso de Fundición como es el moldeo con arena verde; que se lo realiza con arena húmeda útil para piezas pequeñas y medianas , moldeo de arena seca en donde la arena se calienta a temperaturas de 200 C esto hace que sea el molde más rígido permitiendo la fabricación de piezas de tamaño importante, moldeo mecánico que es la automatización de los procesos anteriormente descritos, moldeo de cera perdida, que consiste en la fabricación del modelo en cera y se lo recubre cerámica o material refractario, se procede a calentar el conjunto evacuando la cera la cual deja las cavidades para el ingreso del metal de la Fundición, se tiene también la microFundición, útil para elaboración de piezas pequeñas, la Fundición por eyección, muy utilizada para la fabricación de grifería y que tiene el mismo principio de la inyección de plástico evidenciándose la necesidad de un equipo que inyecte el material fundido en el molde, se tiene también la Fundición prensada, Fundición de baja presión, Fundición centrifuga, etc.

Nombre: Yenny Zoraida Zambrano Morales

Asignatura: Circuitos de Radiofrecuencia

Fuente:

http://www.editum.org/Fundicion-de-metales-p-1277.html

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LOS METALES, Malla electrosoldada

LOS METALES, Malla electrosoldada

La Malla Electrosoldada es un producto metálico utilizado en la industria de la construcción para la elaboración de cimentaciones, pavimentos, soleras, terrazas etc. y esta constituida por dos barras o alambres trefilados de similar diámetro que se entrecruzan, de manera ortogonal y que están unidas por "puntos " de soldadura en las intersecciones.

Es usual encontrar mallas de 5, 6, 7, 8, 10 y 12 mm, la selección de las mismas depende de la aplicación y fundamentalmente de las cargas que va a soportar, pudiendo identificarse, usualmente, cuatro tipos, las mallas estándar de 6,00 x 2.20 m, las especiales para prefabricados "a medida", con dimensiones del panel ajustadas a los moldes, aquellas para losas armadas que se fabrican con puntas preparadas para solapar en las dos direcciones y malla electro soldada especiales para muro, que se realizan a medida, según las especificaciones de cada proyecto, y pueden fabricarse con alambre de diámetros diferentes en el mismo panel

Es importante anotar que en ocasiones se la ha elaborado de manera artesanal en la misma construcción pero debido a lo laborioso de unir las intersecciones con alambre, la productividad del trabajo se merma, por esta razón así como por el incremento de resistencia que aporta una unión solada, se prefiere adquirirla en esta condición

Evidentemente el trabajo de soldadura debe realizarse automáticamente, por lo cual se ha diseñado soldadoras de punto con múltiples cabezales, accionadas por actuadores neumáticos las cuales realizan el proceso de forma rápida, segura y con muy poco defectos.

En la actualidad las Mallas Electrosoldadas cumplen un papel importante en fundición de concreto ya que aportan de dos maneras al trabajo estático y dinámico en el concreto, por una parte se constituyen en un elemento coadyuvante de la mezcla permitiendo el aglutinamiento de la misma y por otra parte le brindan resistencia a la tracción y al cortante al hormigón el cual no suele trabajar bien ante estos esfuerzos.

Los despachos se realizan en conjuntos determinados por el cliente en función de los medios de carga y elevación de los que aquel dispone, es importante recalcar que aunque tiene muchas ventajas el montaje de la misma suele revestir cuidado en especial en las grandes ciudades ya que sus aristas y la condición elástica del Acero se revelan como factores de riesgo, para el personal que con Mallas Electrosoldadas trabaja, esto es porque muchas veces, para movilizarlas en las estrechas senderos citadinos y de la construcción determinen la necesidad de enrollarlas para su mejor manipulación, se conoce de algunos incidentes graves asociados a cortaduras en el personal que la manipula sin precaución, cuando estos "arreglos" se liberan.

Un factor importante a considerar, también, es el almacenamiento ya suelen tener tendencia a formar óxidos en sus uniones, producto del decapado focalizado al que fueron sometidas por el calor de la soldadura, siendo recomendable colocarlas lo mas pronto posible en la fundición o provisionar un recubrimiento de las mismas con algún tipo de agente que inhiba y proteja de la corrosión la Malla Electrosoldada.

Ejemplo de malla electrosoldada en producción en masa

Nombre: Yenny Zoraida Zambrano Morales

Asinatura: Circuitos de Radiofrecuencia

Fuente:

http://www.editum.org/Mallas-electrosoldadas-p-1313.html

http://www.logismarket.es/metalmalla-electrosoldados/malla-electrosoldada-a-medida/1278878408-928472690-p.html

http://www.nervacero.com/Productos.mvc/Corrugados?=MallaYArmaduraElectrosoldada

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LOS METALES, Aceros

LOS METALES, Aceros

Ejemplos del uso del acero para la construccion

Son metales maleables, dúctiles y soldables, muy duros. Calentándolos y enfriándolos rápidamente, se templan, haciéndose más duros, más elásticos y resistentes, pero más frágiles. Contienen de 3 a 5 por mil de carbono; el punto de fusión oscila alrededor de los 1400° C aumentando la proporción del carbono en el contenido. Los procedimientos de obtención son variados. Puede obtenerse al estado pastoso por el afinado de la fundición, como el hierro; es el acero pudelado y forjado. Puede ser obtenido al estado liquido, como el acero Bessemer, acero Thomas y el acero Martin Siemens.

Procedimiento Bessemer

Sistema para el uso del procedimiento Bessemer

Enrique Bessemer, basándose en observaciones efectuada durante la fundición, dedujo que si se expone en contacto con el aire la masa fundente, ésta se transformaría en hierro maleable. El convertidor, tiene la forma peraltada, con revestimiento interior de ladrillos refractarios ácidos, con movimiento alrededor de un eje horizontal que le permite inclinarse al recibir y al volcar la masa liquida; en su fondo tiene una serie de canales para la entrada de aire comprimido, y la fuerza del mismo impide que se tapen. Se carga primero en carbón de coke encendido, se sopla para que aumente la temperatura al rojo blanco, y se lo extrae con el convertido en posición horizontal. Se introduce la fundición, y se endereza a medida que se inyecta aire por las toberas inferiores. El proceso consta de tres periodos:

• De las chispas. Se produce la combustión del manganeso y sílice, eliminándose con gran desprendimiento de chispas; dura de cinco a diez minutos.
• De las llamas. Comienza a quemarse el carbono con llama blanca y larga, debido al óxido de carbono, terminando a los 15 minutos con una humareda amarilla por el óxido de hierro.
• De los humos. Se acorta la llama y aparecen solamente humos rojos y espesos que arrastran aún óxido de hierro y de manganeso; tiene una duración de 2 minutos, con lo cual ha terminado el afinado.

Volteando el convertidor se extrae la masa líquida, a la cual se le agrega la fundición reactiva, un ferromanganeso. Este procedimiento se aplica para los hierro que no contengan fundiciones fosforosas, debido al revestimiento interior ácido.

Método Thomas

Para evitar el inconveniente del convertidor Bessemer, en el cual el fósforo permanece unido al hierro haciéndolo agrio en frío, Thomas ideó su convertidor basado en el de Bessemer, sustituyendo el revestimiento interior ácido por uno básico formado por dolomita (carbonato de cal y magnesio). Con este procedimiento el fósforo es eliminado con las escorias, bajo la forma de fosfato de cal. La cal necesaria puede suministrarla el revestimiento, y se agrega al baño líquido como reactivo.

Procedimiento Martín Siemens

Consiste en fundir el acero por fusión de arrabio (hierro bruto en lingotes), con desperdicio de hierro dulce, disminuyendo así la cantidad de carbono a eliminar. El horno es el llamado a reverbero, en el cual la cubeta se reviste de ladrillos ácidos o básicos, según la naturaleza del lingote a tratar; en su fondo tiene una abertura para la sangría o colada. En estos hornos la temperatura es elevada en forma económica, pues constan de cuatro cámaras que tienen un enrejado de ladrillos refractarios. A medida que las dos cámaras de la izquierda, por ejemplo, se caldean con los gases de salida, el combustible gaseoso y el aire penetran a través de las cámaras de la derecha ya caldeadas; de esta manera se alcanzan temperaturas muy elevadas.

Aceros de cementación

Es éste el procedimiento más antiguo para la obtención de los aceros. Consiste en desoxidar varillas o planchuelas delgadas de hierro dulce, que se colocan dentro de cajas sobre capas de carbón de leña, alternando las capas con el material. Se cierran herméticamente y se las deja durante 15 días en hornos de cementación a 1200ºC. El hierro absorbe el carbono, el cual penetra en su masa de la periferia hacia el centro.

El producto resultante no es uniforme, debiendo ser clasificado. En general se lo clasifica en cuatro tipos de aceros: aceros muy duros, duros, blandos, y los insuficientemente cementados.

Las varillas de una misma clase se cortan en trozos de 40 cm. y se atan en paquetes que se calientan al rojo. Luego se forjan y laminan, operaciones con las cuales se obtiene una mayor homogeneidad en el metal.

Aceros al crisol

El procedimiento con crisoles consiste en eliminar las impurezas que aún contienen los hierros obtenidos por forja. También se emplea este sistema cuando se desea obtener acero fundido en lugar de forjar las varillas obtenidas por cementación ; éstas son sometidas a la fusión de los crisoles. La fusión se aplica a los hierros en general, cualquiera que sea su origen efectuando mezclas convenientes de hierros y aceros. El resultado está en relación directa a los materiales empleados. Los crisoles están formados por grafito con 20% de arcilla. De una altura variable entre 30 y 50 cm. con 20 a 30 cm. de diámetro, y capacidad de unos 30 a 40 kg. de metal. Se calientan en hornos de reverbero, durando la operación seis horas; se espuman las escamas y luego se vierte el metal fundido en los moldes con los que se obtienen los lingotes.

Aceros al horno eléctrico. Se basa en la aplicación de la electricidad para obtener las altas temperaturas, que alcanzan a los 1800ºC, por medio del arco voltaico entre dos electrodos introducidos por la bóveda del horno. El revestimiento del horno es básico; no se lo carga con arrabio (hierro bruto en lingotes), sino con chatarra (metal de desperdicio) y otras clases de aceros, obteniendo otros de excelente calidad, tenaces, resistentes, forjables, de fácil Soldabilidad e inoxidables. También se emplean estos hornos para la reducción de los minerales, refusión, aleaciones con diversos elementos (cromo, níquel, tungsteno, titanio).

Nombre: Yenny Zoraida Zambrano Morales

Asinatura: Circuitos de Radiofrecuencia

Fuente:

http://www.arquitectuba.com.ar/monografias-de-arquitectura/metales/

http://indolinkspanish.wordpress.com/2009/05/25/despues-de-sail-las-ventas-de-las-empresas-privadas-de-acero-se-disparan/

http://aceroferrebaztanqro.com.mx/category/puertas-de-acero/

http://elojodeltuerto.com/?p=2087

http://html.rincondelvago.com/metalurgia_7.html

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LOS METALES, Soldadura aluminotérmica.

LOS METALES, Soldadura aluminotérmica.

Para soldar grandes masas de fundición o de aceros aleados, es muy recomendable este proceso. Está basado en la propiedad del aluminio de descomponer a alta temperatura los óxidos de hierro tomando el oxígeno para oxidarse, y dejando el hierro en libertad. La reacción se produce con gran desprendimiento de calor que no sólo funde el hierro que queda libre, sino que también calienta las partes a soldar.

Mediante un dopaje adecuado se agregan pequeñas cantidades de níquel, cromo u otros metales cuando se trata de soldar aceros aleados. Para efectuar la soldadura, se rodea el lugar a soldar con una caja de material refractario, se llena la misma con la mezcla de óxido de hierro y aluminio en polvo con adición de níquel, cromo u otro metal si fuese necesario; por una abertura de la tapa se coloca una mecha de magnesio, ésta al quemarse lo hace a muy alta temperatura, suministrando el calor necesario para que se produzca la reacción, que es extremadamente rápida, hay gran desprendimiento de calor que calienta las piezas a soldar al rojo blanco y simultáneamente cae al fondo de la caja, donde están las piezas a soldar, el material de aporte fundido.

Esquema de la soldadura aluminotermica

Ejemplo del uso de la soldadura aluminotermica para soldar vías de tren

Nombre: Yenny Zoraida Zambrano Morales

Asinatura: Circuitos de Radiofrecuencia

Fuente:

http://www.arquitectuba.com.ar/monografias-de-arquitectura/metales/

http://www.klk.es/category/show/76

http://www.viascemsa.com.mx/construccion.php

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LOS METALES, El hierro

LOS METALES, El hierro

Piedra de hierro en estado natural

El hierro químicamente puro no puede ser usado en la construcción ni en la industria, pero sí las aleaciones del hierro con los otros elementos que lo acompañan como impurezas, y entre las cuales el carbono es el que desempeña el papel más importante. Ya antiguamente se usaba el hierro. Calentaban el mineral del hierro en un hogar con carbón de leña, quedando n hierro esponjoso que se podía martillar y darle forma. El adelanto de las ciencias permitió construir hornos de mayores dimensiones, y con ellos se llegó a licuar el hierro, pero lo que no se alcanzó a comprender sino mucho tiempo después fue por qué el hierro fundido resultaba frágil o quebradizo, y en cambio el batido, de menor temperatura, se trabajaba con el martillo. La diferencia fundamental entre las propiedades del hierro fundido y el batido, estriba en la combinación del carbono. Se opera una transformación química que libera el hierro del oxígeno, en efecto: Óxido de hierro + carbono = Hierro + óxido de carbono. Los hierros son metales maleables, dúctiles, cuyos fragmentos pueden ser soldados directamente. Se trabajan fácilmente y no experimentan modificación alguna cuando se los enfría bruscamente; no se templan. Contienen de 1 a 3 por mil de carbono y se dividen en: hierro dulce cuando tienen de 0,5 a 1 ½ por mil de carbono y hierro duro cuando contienen de 1 ½ a 3 por mil. El punto de fusión varía entre los 1500° y 1600° C.

Obtención del hierro

Los minerales del hierro pueden reducirse al estado de óxidos y luego al de hierro más o menos puro, requiriéndose para ello la acción del fuego. El procedimiento más antiguo se denomina bajo hogar o forjas catalanas, en el cual el hierro se apila mezclado con el carbón de leña en la fraguar. Se da fuego y se inyecta el aire por una tobera; el metal resultante es esponjoso, y debe dársele la compacidad mediante golpes de martillo. Las reacciones que se producen en estos hogares son las siguientes: el carbón al arder frente a las toberas forma el anhídrido carbónico, el cual es reducido por el mismo carbón a óxido de carbono, que al encontrarse con el óxido de hierro calentado, se apodera del oxígeno dejando libre el metal. Este procedimiento es largo y costoso. Con 45 kg de mineral y 50 kg de carbón, solamente se obtienen 15 kg de hierro. La escasa temperatura alcanzada, no llega a provocar la formación de carburos de hierro, obteniéndose una masa esponjosa llamada lupa.

Altos hornos

Reciben este nombre debido a su altura, la cual está supeditada al combustible empleado. Interiormente están revestidos de ladrillos refractarios con un espesor de 60 cm a 1 m, y recubiertos exteriormente por una chapa de hierro de 13 mm de espesor. Funcionan de la siguiente manera: por el tragante se introducen en capas alternadas el combustible y el mineral en proporción predeterminada, y además un fundente para que al mezclarse con la ganga facilite la fusión y separe ambas. En la tragante hay dos tapas en forma de conos. El material para el primero y se estaciona. Se cierra el primer cono y se abre el segundo, cayendo el material en la cuba, sin pérdida del calor. En la parte superior de ésta, y en contacto con los gases y calor de la combustión, se seca y deshidrata; al llegar a la parte inferior, a 1050° C en contacto con el carbono en exceso, se reduce dando óxido de carbono, y quedan las partículas de metal mezcladas con la ganga, mientras la piedra caliza se cuece, desprendiendo el ácido carbónico y queda la cal viva. En el atalaje alcanza la temperatura de 1200° C, activándose la combinación de la cal con la ganga, y formando silicatos; deja el hierro libre, que se combina con el carbono.

Al llegar frente a las toberas, donde la temperatura se eleva hasta los 1900° C, el hierro y los silicatos se funden adquiriendo fluidez; caen luego al crisol, donde por diferencia de densidades se separa la escoria al quedar flotando en la superficie. Por la bigotera superior se efectúa la sangría de la escoria, que consiste en hacer salir dicha escoria que sobrenada en el metal y que está compuesta caso por completo de silicato doble de alúmina y cal; se la lleva al secadero y se recoge en vagonetas. En cuanto al metal, se extrae por la piquera inferior, extendiéndose en moldes para formar los trozos cortos llamados lingotes. El proceso se lleva a cabo con la inyección de aire por las toberas. El aire aviva la combustión, y se apodera de casi todo el carbono y oxígeno del mineral, del combustible y del fundente, y sale a unos 500° C, constituyéndose aún gases utilizables para ser inyectados nuevamente al horno.

Afinado

Consiste en reducir el exceso de carbono contenido en los lingotes de fundición blanca.

Fundición de hierro

Nombre: Yenny Zoraida Zambrano Morales

Asignatura: Circuitos de Radiofrecuencia

Fuente:

http://www.arquitectuba.com.ar/monografias-de-arquitectura/metales/

http://www.estudiantes.info/tecnologia/metales/hierro.htm

http://www.profesorenlinea.cl/Chilegeografia/HierroChile.htm

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LOS METALES, Obtención y extracción

LOS METALES, Obtención y extracción

La metalurgia tiene por objeto la extracción de los minerales por una serie de medios y procedimientos, para lograr su transformación en productos útiles para la aplicación industrial. Antiguamente se podía considerar la metalurgia como un arte, del cual se transmitían de generación en generación los conocimientos empíricos y procedimientos considerados secretos para la obtención del cobre, del hierro y en especial del acero, atribuyéndose a fórmulas secretas la obtención de un buen producto. La capacidad personal del operario era un factor decisivo. No hace mucho que la metalurgia se basa en amplios conceptos científicos cada vez más desarrollados y eficaces. Se ha demostrado que los procedimientos de extracción pueden ser muy variados, pero lógicamente el dato importante que ha de acompañar a la calidad es el costo de extracción, siendo entonces solamente los métodos que aseguran un mayor beneficio dentro del menor costo, los que la industria aplica como más convenientes.

Muy raramente se encuentran metales en estado de pureza como para ser empleados industrialmente, pero con frecuencia se los halla en la mina combinados con otros cuerpo de composición muy variada y de éstos, los más comunes son: los óxidos, sulfuros, carbonatos, silicatos, sulfatos y los fosfatos.

Para obtener los metales debe efectuarse una serie de operaciones que consisten en extraer cuerpos extraños perjudiciales, llamados ganga, y graduar los que pueden contribuir a determinada propiedad particular. Para ello se los somete a la trituración, lavado, calcinación, fusión y afinación.

Trituración

Consiste en fragmentar el metal en trozos de diversos tamaños, por medio de machacadoras mecánicas a mandíbula, molinos, etc.

Lavado

Tiene por objeto la separación de los minerales por medio del agua en movimiento, con lo cual y de acuerdo con sus densidades, se depositan en el fondo o son arrastrados por las aguas. Este proceso es ayudado con mesas y cajas con cernidores de gran tamaño.

Molienda

El material extraído es nuevamente triturado y luego molido, obteniéndose así unos trocitos no mayores a 25 mm. A partir de allí, pasa a la denominada molienda húmeda, donde llega al tamaño menor de 1 mm siendo luego llevado a un separador magnético donde se adhiere la magnetita, rica en hierro y se elimina el resto.

Llevada la magnetita al molino de bolas, en circuito cerrado con clasificadores de hidrociclones, es reducida al tamaño de 44 micrones y que al hacerla pasar por seis separadores magnéticos, sucesivamente, se llega a obtener el 69% de hierro y un mínimo de 0.25% de fósforo. Este último puede ser reducido al 0.15% mediante flotación espumosa.

Para obtener los pellets la magnetita es introducida en tambores, donde se le adiciona un porcentaje de bentonita, como aglomerante, estos pellets, en forma de bolitas, son llevados a los hornos verticales donde son endurecidas a una temperatura de 1300° C. En este estado se los lleva a los altos hornos para la producción del arrabio.Teniendo en cuenta que la tecnología ha desarrollado procesos de reducción directa que eliminan el uso del alto horno, se está estudiando la aplicación de este nuevo procedimiento a una parte de la producción de pellets, así como también se prevee la posibilidad de producir aceros en la zona aceros en la zona.

Calcinación

Se emplea para eliminar a baja temperatura los productos volátiles que no pueden ser separados con la trituración ni el lavado, para aumentar la porosidad y desecarlos. Este proceso es útil cuando los minerales deben ser transportados a los hornos a grande distancias, pues disminuye los gastos de transporte. Con el empleo de los grandes hornos, esta operación no es necesaria, ya que se verifica en su parte superior.

Fusión

Consiste en llevar el mineral a la temperatura de fusión, para que licuado permita extraer los cuerpos que aún no se hubiera podido separar; éstos por su menor densidad sobrenadan el metal fundido y por medios adecuados se los extrae. Para ayudar a la fusión se emplean elementos auxiliares llamados fundentes, que al combinarse con la materia terrosa forma una escoria flúida a la temperatura de funcionamiento del horno (1900° C) y que puede así ser separada del metal fundido. La naturaleza del fundente depende de la ganga (material terroso que acompaña al mineral en la mena), si es ácida (silícea o aluminosa) se emplea el carbonato de calcio o fosfato de calcio; en cambio, si es básica, se le agrega arcilla, pizarra arcillosa o arenisca. El fundente debe ser agregado al mineral antes de ser introducidos en los hornos.

Afinación

Después de la fusión, hay ciertos metales como el cobre y el plomo, de los cuales aún no ha sido posible extraer toda la ganga. Se procede a fundirlos repetidas veces o a comprimirlos, proceso que denominado de afinación. Para la separación de la ganga del metal también se ha empleado el método de flotación, que consiste en introducir el mineral en recipientes de agua con un reactivo químico espumante. El mineral flota en la espuma y la ganga terrosa se moja y se sumerge, extrayéndose entonces de la parte superficial las partículas metalíferas. Este procedimiento es interesante por cuanto permite extraer metales de las menas en las que éste es escaso.

Nombre: Yenny Zoraida Zambrano Morales

Asinatura: Circuitos de Radiofrecuencia

Fuente:

http://www.arquitectuba.com.ar/monografias-de-arquitectura/metales/

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LOS METALES, Metalurgia del hierro

LOS METALES, Metalurgia del hierro

Metalurgia

La metalurgia es la ciencia y la tecnología de la extracción de metales de sus fuentes naturales y de su preparación para usos prácticos. La metalurgia implica varios pasos:

1 Explotación de las minas,

2 Concentración de la mena o su preparación por algún otro medio para el tratamiento  posterior,

3 Reducción del mineral para obtener el metal libre,

4 Refinación o purificación del metal, y

5 Mezclado del metal con otros elementos para modificar sus propiedades.

Este último proceso produce una aleación, es decir, un material metálico compuesto de dos o más elementos.

Después de su extracción de la mina, por lo general la mena se tritura, se muele y luego se trata para concentrar el metal deseado. La etapa de concentración se apoya en las diferencias de propiedades entre el mineral y el material indeseable que lo acompaña, que se conoce como ganga. Por ejemplo, los gambusinos buscadores de oro usaban una batea para enjuagar la ganga y separarla de las pepitas de oro, más densas. Otro ejemplo es la magnetita, un mineral de hierro que se puede concentrar moviendo la mena finamente molida sobre una banda transportadora que pasa por una serie de imanes. El mineral de hierro es magnético (es atraído por un imán), no así la ganga que lo acompaña.

Pirometalurgia del hierro

La operación pirometalúrgica más importante es la reducción del hierro. Éste está presente en muchos minerales, pero las fuentes más importantes son los minerales de óxidos de hierro: hematita, Fe203. y magnetita, Fe304. La reducción de estos óxidos se lleva a cabo en un alto horno como el que se ilustra en la figura. Un alto horno es un reactor químico muy grande capaz de operar de manera continua. Los hornos mayores tienen más de 60 m de altura y 14 m de ancho. Cuando operan a plena capacidad, producen hasta 10,000 toneladas de hierro al día. El alto horno se carga por la parte superior con una mezcla de mena de hierro, coque y piedra caliza. El coque es hulla que ha sido calentada en ausencia de aire para expulsar los componentes volátiles; contiene alrededor de 85 a 90 por ciento de carbono. El coque sirve como combustible que produce calor a medida que se quema en la parte baja del horno. Este material es también la fuente de los gases reductores CO y H2. La piedra caliza, CaC03, sirve como fuente del óxido básico en la formación de escoria. El aire, que entra en el alto horno por el fondo después de un precalentamiento, es también una materia prima importante, pues se requiere para la combustión del coque. La producción de 1 Kg. de hierro crudo, llamado hierro de arrabio, requiere aproximadamente 2 Kg. de mena, 1 Kg. de coque, 0.3 Kg. de piedra caliza y 1.5 Kg. de aire.

En el horno, el oxígeno reacciona con el carbono del coque para formar monóxido de carbono:

2C(s) + 02 (g) 2CO(g) D H = -221 kJ

El vapor de agua presente en el aire también reacciona con el carbono:

C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) D H = + 131 kJ

Observe que la reacción del coque con el oxígeno es exotérmica y suministra calor para la operación del horno, pero su reacción con el vapor de agua es endotérmica. Por tanto, la adición de vapor de agua al aire proporciona un medio para controlar la temperatura del horno.

En la parte superior del horno, la piedra caliza se calcina (Ec. 22.98). También en este caso el CO y el H2 reducen los óxidos de hierro. Por ejemplo, las reacciones importantes del Fe304 son:

Fe304(S) + 4CO(g) 3Fe(S) + 4CO2 (g) D H = -15 KJ

Fe304(S) + 4H2(g) 3Fe(S) + 4H20(g) D H = + 150 KJ

También se produce la reducción de otros elementos presentes en la mena en las partes más calientes del horno, donde el carbono es el agente reductor principal.

El hierro fundido se recoge en la base del horno, como se muestra en la figura. Por arriba de él hay una capa de escoria fundida formada por la reacción del Ca0 con el silice presente en la mena, La capa de escoria sobre el hierro fundido ayuda a protegerlo de la reacción con el aire que entra. Periódicamente, el horno se vacía para drenar la escoria y el hierro fundido. El hierro producido en el horno se puede moldear en lingotes sólidos; sin embargo, casi todo se usa directamente para fabricar acero. Para este propósito, el hierro se transporta, todavía líquido, al taller siderúrgico.

Nombre: Yenny Zoraida Zambrano Morales

Asinatura: Circuitos de Radiofrecuencia

Fuente:

http://www.monografias.com/trabajos13/quimidos/quimidos.shtml

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LOS METALES, propiedades

LOS METALES, propiedades

Olor

Despiden un olor característico, no muy fuerte y que desaparece con el pulido, o simplemente limpiando su superficie, pero que reaparece en cuanto se humedece.

Color

Es también característico en los metales; no es de gran importancia, a menos que sea para usos ornamentales. Por el color pueden clasificarse en blancos: plata, platino, aluminio, estaño, níquel; blancos azulados: plomo, zinc, estaño; grises: acero y fundición; amarillos: oro y aleaciones, cobre, etc.

Sabor

En determinadas condiciones de temperatura suelen dar al agua un sabor metálico característico.

Estructura cristalina

Observando directamente la fractura de los metales, se ve unos granos cristalinos que se clasifican en finos y gruesos. La observación al microscopio de esos granos cristalinos y la micro-fotografía, proporcionan a la ciencia los adelantos necesarios y aprovechables en la metalurgia y muy especial en la siderurgia del hierro.

Densidad

La densidad es variable en los metales; depende del estado sólido o líquido y del procedimiento con que fueron tratados. El metal al estado líquido es menos denso que a sólido, debido al aumento de volumen que experimenta con el calor. Así, si en estado sólido se lo estira, disminuye su densidad, que aumenta si se lo somete a la compresión. La clasificación general de los metales por su densidad es: ligeros, aquellos cuya densidad es menor de 5, y pesados, los que la exceden. De los metales empleados en construcción, solamente el aluminio entra en la categoría de los livianos.

Conductibilidad

La conductibilidad eléctrica de los metales es máxima en el estado de pureza, disminuyendo a medida que contienen otros elementos, como por ejemplo el fósforo y el aluminio en el cobre. Asimismo aumenta con la temperatura.

Dilatación

Los metales son materiales que tienen una amplia dilatación, en parte debido a su conductibilidad. Las dilataciones son perceptibles a veces aún con los cambios de temperatura ambiental. Se miden linealmente y se fija la unidad de longitud para la variación de 1° C de temperatura.

Maleabilidad

Es la propiedad de los metales de poder ser modificados en su forma y aun ser reducidos a láminas de poco espesor a temperatura ambiente, por presión continua, martillado o estirado.

Produciendo las modificaciones en el metal, se llega a un momento en que el límite de elasticidad es excedido, tornándose el metal duro y quebradizo; es decir, sufre  deformaciones cristalinas que lo hacen frágil. La maleabilidad pede ser recuperada mediante  el recocido, que consiste en calentar el metal a una alta temperatura luego de laminado o  estirado, y dejarlo enfriar lentamente. La maleabilidad se aprecia por la sutileza del laminado.

Tomando el oro como base, se suele hacer la siguiente clasificación:

 1 Oro  6 Platino

2 Plata 7 Plomo

3 Cobre 8 Zinc

4 Aluminio 9 Hierro

5 Estaño 10 Níquel

Ductilidad

Es la propiedad de poder ser hilados mediante la tracción. Esta propiedad disminuye con el aumento de temperatura, por lo que el hilado se hace frío, y en consecuencia vuelve duro y frágil, teniendo que ser recocido. La ductilidad se aprecia por la disminución de la selección con relación a la inicial. El coeficiente varía entre 1 y 2, resultando de la relación  (S - S') / S, donde S es la sección primitiva y S' la de rotura. Suelen ser clasificados por su  ductilidad en:

1 Oro 6 Níquel

2 Plata 7 Cobre

3 Platino 8 Zinc

4 Aluminio 9 Estaño

5 Hierro 10 Plomo

Tenacidad

Es la resistencia que oponen los metales a la separación de las moléculas que los integran, al ser sometidos a esfuerzos de tracción y a los ensayos de elasticidad y alargamiento, expresándose en cm². La tenacidad aumenta con el temple, laminado, trefilado y añadiendo carbono, con lo que se obtiene el acero; otros agregados la disminuyen, como por ejemplo el azufre.

Fusibilidad

Es la propiedad de los metales de pasar del estado sólido al líquido y viceversa, mediante cambios adecuados de temperatura. El momento de transición de un estado al otro se denomina punto de fusión. Cuanto más bajo es el punto de fusión, tanto más manuable es el metal. Este, al estado líquido debe tener cierta fluidez para poder penetrar en los huecos más finos de los moldes, interesando también la contracción de volumen que experimentan al pasar del estado líquido al sólido.

Dureza

Es la resistencia que oponen los cuerpo a dejarse penetrar por otro. La tenacidad está íntimamente ligada con ésta, y sobre la cual se ha hablado al tratar de las piedras.

Elasticidad

Es la propiedad que tienen los metales de recuperar su forma primitiva cuando cesa la carga que tendía a deformarlos. Un cuerpo solicitado por una carga en aumento progresivo, pero aplicada alternadamente, sufre deformaciones y recuperaciones de su estado hasta llegar a una determinada carga llamada carga límite, a partir de la cual no recupera su forma, comenzando el período de las deformaciones permanentes. El procedimiento de carga y descarga en forma alternada aumenta la carga límite.

Temple

El acero, en mayor proporción que cualquier otro metal, tiene la propiedad de aumentar su tenacidad y dureza cuando luego de calentado al rojo vivo se lo enfría repentinamente. En cambio, con el enfriamiento lento disminuye la dureza y aumenta la maleabilidad.

Soldabilidad

Es la propiedad de unirse de dos metales hasta constituir una sola unidad. Esta unión puede hacerse siempre y cuando las superficies a soldar estén perfectamente limpias. El aluminio es difícil de soldar debido al constante recubrimiento de óxido. En cambio, el hierro, fácil de limpiarse, puede ser nido a baja temperatura. Estando las dos superficies perfectamente limpias y calentadas al rojo las piezas, se las junta y al golpearlas con el martillo se produce una unión firme. Este procedimiento se denomina por martilleo. La soldadura blanca es otro sistema empleado para la unión de los metales. En él se usan otros metales auxiliares llamados metales de soldar, que en estado líquido cubre las superficies calentadas formando una capa de varios centésimos de milímetro de espesor, que al enfriarse unen firmemente ambas piezas.

La soldadura autógena es la que se hace sin empleo de fundentes no metales auxiliares, uniendo directamente las piezas por fusión. De este sistema existen dos métodos, uno con el empleo del soplete oxhídrico y el otro con el del soplete oxiacetilénico. El soplete oxhídrico emplea el hidrógeno y el oxígeno comprimidos a 150 atmósferas, con los que se obtiene la temperatura de 2400° C. En cuanto al soplete oxiacetilénico, consiste en una mezcla de oxígeno y acetileno cuya llama tiene 3000° C. Regulando el paso del oxígeno y del acetileno, el soplete se ajusta al tipo de llama en las condiciones requeridas por el metal que ha de soldarse.

La soldadura a presión es un proceso por el cual los dos trozos a soldar son unidos mediante presión en caliente, sin la presencia de ningún metal en forma líquida.

En la soldadura por arco eléctrico es necesario que el operario sea experto, porque si se demora, la elevada temperatura abre un agujero en el metal, y si trabaja demasiado rápido no alcanza a producir una buena soldadura. El procedimiento se basa en producir el calor mediante la formación de un arco eléctrico entre la pieza y la varilla metálica, que es de la misma composición del metal a soldar.

Nombre: Yenny Zoraida Zambrano Morales

Asinatura: Circuitos de Radiofrecuencia

Fuente:

http://www.arquitectuba.com.ar/monografias-de-arquitectura/metales/

Ver blog: http://crfzoraida.blogspot.com/