Este documento trata sobre los metales ferrosos y el proceso siderúrgico. Explica los principales tipos de metales ferrosos como el hierro, el acero y la fundición. Describe los procesos de obtención de acero a través del horno alto, el convertidor y el horno eléctrico. También cubre los procesos de colada y laminación del acero, así como el impacto ambiental de la industria siderúrgica.

1. Unidad
9 Metales ferrosos

2. Clasificación de los materiales.
2

3. 9.1. Metales ferrosos o férricos
A Principales yacimientos de mineral de hierro
Principales yacimientos de mineral de Países productores de mineral de hierro.
hierro en España.
3

4. Tipos de minerales de hierro
4

5. 9.2. Productos ferrosos
5
Diagrama de hierro-carbono.

6. Productos ferrosos (continuación)
6

7. Conceptos importantes.
METALURGIA: Ciencia que se encarga del estudio de los metales en
general.
PRODUCTO METALÚRGICO: Son todos los metales, sus aleaciones y
derivados.
PROCESO METALÚRGICO: Conjunto de procedimientos y técnicas de
extracción y transformación de los productos metalúrgicos.
SIDERURGIA: Ciencia que se encarga del estudio de los metales
férricos; es decir, es la metalurgia del hierro.
PRODUCTO SIDERÚRGICO: Es toda sustancia férrea que ha sufrido
un proceso metalúrgico; es decir, el hierro y sus aleaciones.
PROCESO SIDERÚRGICO: Conjunto de procedimientos y técnicas de
extracción y transformación de los productos siderúrgicos.
7

8. 9.2.1.- EL HIERRO.
Se considera hierro puro aquel que presenta un contenido de carbono
inferior al 0,03%.
Realmente no tiene casi aplicación por los siguientes motivos:
– Es difícil de obtener.
– Sus propiedades mecánicas son malas comparándolas con las de
el resto de materiales férricos.
Sus aplicaciones se limitan a la industria eléctrica y electrónica por sus
excelentes propiedades magnéticas
Fundamentalmente se utiliza en la construcción de armaduras de
máquinas eléctricas como transformadores, inducidos y núcleos de
electroimanes.
8

9. 9.2.2.- EL ACERO
El acero es una aleación hierro-carbono
( Fe-C ) con una composición de carbono
comprendido entre el 0,03 y 1,76 %.
Podemos distinguir dos tipos de acero:
- Acero Ordinario
- Acero Especial (aleado)
9

10. EL ACERO (Continuación)
Las propiedades de los aceros son las siguientes:
• Son dúctiles y maleables. Estas propiedades disminuyen a medida
que aumenta el contenido de carbono.
• Son tenaces. Ocurre lo mismo que con las propiedades anteriores;
es decir, que disminuye a medida que aumenta el contenido de
carbono.
• La dureza y fragilidad, que se incrementan con el contenido en
carbono.
• Buena soldabilidad, que disminuyen a medida que aumenta el
contenido de carbono.
• Se oxidan con facilidad, salvo los aceros inoxidables.
• Admiten mejora de sus propiedades mediante la incorporación de
otros elementos metálicos a la aleación, o bien mediante
tratamientos térmicos.
10

11. Tipos de acero
A Aceros ordinarios
Son aquellos aceros cuyo contenido en impurezas es muy bajo (entre
el 0,1 y el 0,4%), inferior a un valor concreto normalizado que varía
con el tipo de impureza.
Clasificación de los aceros según el porcentaje de carbono.
Aplicaciones de aceros Aplicaciones de aceros
Aplicaciones de aceros
suaves y extrasuaves. semisuaves y semiduros.
11 duros y extraduros.

12. Tipos de acero (Continuación)
B Aceros aleados o especiales
Son aquellos cuyo contenido en una o varias impurezas es
superior al límite establecido para cada tipo de impureza.
Con la adición a la aleación de impurezas conseguimos mejorar las propiedades
iniciales del acero. Cada tipo de impureza modifica de manera diferente dichas
propiedades
Las impurezas más utilizadas son las siguientes:
• Cromo y Niquel. Para la fabricación de acero inoxidable
• Manganeso y Molibdeno. Aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, y
facilita la templabilidad.
• Plomo. Favorece el mecanizado del acero por procedimientos de arranque de
viruta.
• Vanadio. Aumenta la resistencia a la fatiga y resiliencia.
• Wolframio. Proporciona muchísima dureza, y se utiliza para la fabricación de
herramientas de corte.
12

13. Denominación de los aceros.
El CENIM (Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas) clasifica a los productos
metalúrgicos en cinco CLASES.
Cada clase, se divide en varias SERIES, caracterizadas por su tipo de aleación.
Las series se dividen en GRUPOS, con características afines y específicas.
Y los grupos se dividen en INDIVIDUOS, que definen un producto concreto.
Ejemplo: El producto F-1201 corresponde a una aleación férrea, de la serie 1, grupo 2,
individuo 01
Designación convencional numérica de los aceros.
13

14. Presentaciones comerciales del
acero
 Palastros y Chapas.
 Barras.
 Perfiles.
Perfiles más usuales.
Barras más empleadas. Flejes. Perfiles especiales.
14

15. 9.2.3. Fundiciones
Se denomina fundición a la aleación de hierro con un contenido entre el
1,76 y el 6,67% de carbono.
Ventajas de la fundición con respecto al acero:
– Su fabricación es más sencilla que la del acero, ya que su punto de fusión es
más bajo
– El carbono se encuentra generalmente en forma de grafito, que es
autolubricante, por lo tanto, la mecanización resulta más fácil.
– Poseen características mecánicas aceptables: mayor resistencia a la
compresión, al desgaste y la oxidación que el acero.
– Las piezas de fundición, por su fácil fabricación, son más baratas que las de
acero.
– Son fácilmente fusibles (de ahí su nombre), y generalmente se utilizan para la
obtención de piezas por moldeo.
Inconvenientes de la fundición con respecto al acero:
– Es un material frágil y quebradizo.
– En general, no son dúctiles ni maleables, por tanto, no se pueden laminar.
– Tampoco se pueden forjar ni soldar con facilidad.
15

16. Fundiciones (Continuación)
A Clasificación de las fundiciones
16

17. 9.3. Proceso siderúrgico.
17 Proceso de obtención del acero y otros productos ferrosos.

18. Proceso siderúrgico.(Continuación)
A Materia prima del horno alto
 Mineral de hierro
 Carbón de coque
 Fundente
B Funcionamiento del horno alto
Partes, medidas y
temperaturas aproximadas
de un horno alto. Horno alto.
18

19. C Transformación del arrabio en acero:
procedimiento LD
 Materia prima que emplea el convertidor LD.
 Características del horno convertidor.
 Funcionamiento del convertidor.
El torpedo de arrabio
descarga sobre la cuchara,
y esta carga el convertidor
para producir acero
( procedimietno LD )
19

20. Funcionamiento del convertidor.
Funcionamiento del convertidor o procedimiento LD.
20

21. D Obtención de acero a través de la chatarra.
Horno eléctrico.
21 Partes más importantes de un horno eléctrico.

22. Horno eléctrico.(Continuación)
 Materia prima que utiliza el horno eléctrico
 Características del horno eléctrico
 Funcionamiento del horno eléctrico Exterior de un horno eléctrico en
funcionamiento.
Esquema de funcionamiento de un horno eléctrico.
22

23. 9.3.1. Colada del acero
 Colada convencional.
 Colada sobre lingoteras.
 Colada continua.
Planta de producción de colada continua. En la fotografía de la izquierda se están produciendo seis coladas simultáneamente.
23

24. 9.3.2 Trenes de laminación
 Laminación en caliente.
 Laminación en frío.
Funcionamiento de la laminación.
24

25. Tren de laminación.(Continuación)
Esquema de funcionamiento de una instalación de trenes de laminación:
25 1. Tren desbastador; 2. Sección de enfriamiento; 3. Tren de bandas (para fabricación de chapa fina).

26. 9.4. Impacto medioambiental de los
productos ferrosos
 A la hora de obtener la materia prima.
 Durante la transformación del mineral en
producto comercial.
 Al desechar o reciclar un producto ferroso usado
26
Factoría de Villaverde.