Materiales Ferrosos

Los materiales ferrosos son aquellos que contienen hierro como elemento base.

Tipos de Minerales de Hierro

• Magnetita
• Hematites
• Limonita
• Siderita

Estos minerales tienen la ventaja de ser abundantes y de contener proporciones elevadas de hierro puro.

Proceso de Obtención del Acero

El acero se obtiene a través de dos procesos principales:

• Altos hornos: Utilizando mineral de hierro como materia prima.
• Hornos eléctricos: Empleando chatarra como materia prima.

Materia Prima del Horno Alto

• Mineral de hierro: Antes de introducirse en el horno alto, el mineral se somete a tratamientos de trituración, molienda y separación para separar la mena (parte útil) de la ganga (parte no aprovechable).
• Carbón de coque: Se obtiene a partir de la hulla. Tiene dos misiones principales:
  • Producir el calor necesario para fundir la mena y generar las reacciones químicas para transformar el óxido de hierro en arrabio.
  • Soportar el peso de la materia prima, permitiendo la combustión y la salida de gases.
• Fundente: Generalmente compuesto por cal. Sus funciones son:
  • Reaccionar químicamente con la ganga, formando escoria.
  • Reducir el punto de fusión de la ganga para facilitar la formación de escoria líquida.

Transformación del Arrabio en Acero

El arrabio, producto del alto horno, contiene impurezas. Para eliminarlas, se utilizan hornos de afino. El proceso más común es el convertidor LD.

Materia Prima de los Hornos Eléctricos

• Chatarra: Debe estar libre de otros metales no ferrosos (cobre, aluminio, plomo, etc.).
• Fundente (cal)
• Ferroaleaciones: (Ni, Cr, Mo, etc.)

Colada del Acero

Existen diferentes métodos para colar el acero líquido:

• Colada convencional: El acero se vierte en moldes con la forma de la pieza deseada.
• Colada continua: Un proceso moderno y económico donde el acero se vierte en un molde sin fondo ni tapadera, con forma curva y sección transversal del producto a obtener.
• Colada sobre lingoteras: En momentos de baja demanda, el acero se cuela en lingoteras para su posterior almacenamiento y uso.

Trenes de Laminación

La laminación consiste en pasar el acero solidificado entre dos rodillos que giran a la misma velocidad pero en sentido contrario. Esto aumenta la longitud y reduce la sección transversal del material.

• Laminación en caliente: Se realiza a temperaturas alrededor de 1000ºC.
• Laminación en frío: Se realiza a temperatura ambiente.

Clasificación de los Productos Ferrosos

• Hierros: Productos ferrosos con un contenido de carbono entre 0.01% y 0.03%. Son blandos y tienen pocas aplicaciones industriales.
• Aceros: Aleaciones de hierro y carbono (entre 0.03% y 1.76% de carbono), pudiendo contener otros elementos.
• Fundiciones: Aleaciones de hierro y carbono (entre 1.76% y 6.67% de carbono), pudiendo contener otros elementos.
• Grafito: Se obtiene con porcentajes de carbono superiores al 6.67%. Son frágiles y no tienen aplicaciones prácticas.

Tipos de Aceros

• Aceros no aleados: El porcentaje de los elementos químicos de la aleación está por debajo de los límites máximos establecidos (aproximadamente 0.6% – 0.7%).
• Aceros aleados o especiales: Contienen hierro, carbono y otros elementos en proporciones superiores a los límites de los aceros no aleados.

Presentaciones Comerciales del Acero

• Chapas o Palastros: Chapas laminadas con dimensiones entre 1×2 m y 3×3 m.
• Barras: Piezas macizas, más largas que anchas, con secciones variables.
• Perfiles: Piezas huecas de secciones variables, con longitudes entre 5 y 12 m.

Impacto Medioambiental de los Productos Ferrosos

Impacto en la Obtención de Materia Prima

• Las minas de mineral de hierro a cielo abierto generan impacto acústico, paisajístico y destrucción de hábitats.
• La fabricación de carbón de coque emite CO, CO2, amoníaco, humos, etc.

Impacto Durante la Transformación del Mineral

Emisiones en el alto horno, horno de afino, laminación, etc.:

• Metales pesados (plomo, cadmio, mercurio, etc.) que contaminan el aire, el agua y la tierra.
• Gases residuales y polvo.
• Gases de horno alto y horno eléctrico (CO, CO2, SOx, NOx, etc.).

Otro tipo de contaminación:

• Lodos procedentes de la depuración de gases.
• Aguas residuales contaminadas con aceites, ácidos, etc.
• Contaminación acústica.

Medidas para contrarrestar estos efectos:

• Aislamiento de zonas con máquinas ruidosas.
• Filtraje de partículas, metales pesados y gases.
• Separación de zonas industriales de núcleos urbanos.

Impacto al Desechar o Reciclar Productos Ferrosos Usados

El impacto ambiental es mucho menor que el generado al fabricar el producto a partir del mineral de hierro. El reciclaje de acero es una práctica fundamental para la sostenibilidad de la industria siderúrgica.