Se denomina siderurgia (del griego σίδερος, síderos, "hierro") a la técnica del tratamiento del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de éste o de sus aleaciones. El proceso de transformación del mineral de hierro comienza desde su extracción en las minas. El hierro se encuentra presente en la naturaleza en forma de óxidos, hidróxidos, carbonatos, silicatos y sulfuros. Los más utilizados por la siderurgia son los óxidos, hidróxidos y carbonatos. Los procesos básicos de transformación son los siguientes:
Carbonatos -> Siderita o carbonato de hierro (FeCO3)
Estos minerales se encuentran combinados en rocas, las cuales contienen elementos indeseados denominados gangas. Parte de la ganga puede ser separada del mineral de hierro antes de su envío a la siderurgia, existiendo principalmente dos métodos de separación:
Imantación: consiste en hacer pasar las rocas por un cilindro imantado de modo que aquellas que contengan mineral de hierro se adhieran al cilindro y caigan separadas de las otras rocas, que precipitan en un sector aparte. El inconveniente de este proceso reside en que la mayoría de las reservas de minerales de hierro se encuentra en forma de hematita, la cual no es magnética.
Separación por densidad: se sumergen todas las rocas en agua, la cual tiene una densidad intermedia entre la ganga y el mineral de hierro. El inconveniente de este método es que el mineral se humedece siendo esto perjudicial en el proceso siderúrgico.
Una vez realizada la separación, el mineral de hierro es llevado a la planta siderúrgica donde será procesado para convertirlo primeramente en arrabio y posteriormente en acero.
El Área de la Metalurgia en donde se estudian y aplican operaciones y procesos para el tratamiento de minerales o materiales que contengan una especie útil (Oro, Plata, Cobre, etc..), dependiendo el producto que se quiera obtener, se realizarán distintos métodos de tratamien Objetivos de la metalurgia extractiva
Dependiendo el producto que se quiera obtener, se realizarán distintos métodos de tratamiento. Uno de los tratamientos más comunes es la mena ya que es conveniente en el aspecto económico, consiste en la separación de los materiales de desecho, normalmente entre los materiales hay arcilla y minerales de silicatos, a esto se le puede denominar como ganga. Para ello, es útil el uso del método de la flotación que consiste que durante el proceso que la mena se muele y se vierte en agua que contiene aceite y detergente. Esta mezcla liquida al batir se va a producir una espuma que va a trabajar con la ayuda del aceite las partículas del mineral de forma selectiva y donde va ir arrastrando hacia la superficie de la espuma dichas partículas y dejando en el fondo la ganga.
Otra forma de flotación es el proceso que pueden emplearse las propiedades magnéticas de los minerales, esto se puede hacer por medio de imanes ya que estos minerales son ferromagnéticos, donde atrae al mineral dejando intacto a la ganga.
Para su extracción de la mena se utiliza las amalgamas que es la aleación de mercurio con otro metal o metales. Se disuelve la plata o el oro, contenido en la mena para formar una amalgama liquida, que se separa con facilidad del resto de la mena. Es por ello que se usa el oro y la plata se recuperan a través de la destilación del mercurio.
· Podeis ver un proceso de metalurgia en el siguiente video:
Según su procedencia, los materiales pueden clasificarse en ferrosos y no ferrosos: Metales Ferrosos: Son aquellos cuyo componente principal es el hierro. Entre ellos se encuentran el hierro puro, el acero y las fundiciones.
Metales no ferrosos: Son materiales metálicos que no contienen hierro o que lo contienen en muy prequeñas cantidades. Ejemplos de estes tipo de metales son el cobre, el bronce, el latón etc.
Para obtener piezas de diferentes formas y productos industriales, se somete el material a una serie de procesos de conformación, que se eligen en función del metal y de la aplicación posterior.
Técnicas de deformación:
Laminación: Se hace pasar a la pieza por una serie de rodillos (laminadores) que la comprimen, con lo que disminuye su grosor y aumenta su longitud. Suele hacerse en caliente.
Extrusión: Se hace pasar el metal (en caliente) por un orificio que tiene la forma deseada, aplicando presión mediante un émbolo o un pistón.
Forja: Se someten a esfuerzos de compresión repetidos y continuos. Esta técnica manual ha sido reemplazada por la forja industrial. La pieza se coloca sobre una plataforma que hace de yunque. Mediante un mecanismo, la maza se eleva y cae sucesivamente sobre la pieza.
Estampación: Se introduce una pieza metálica en caliente entre dos matrices, una fija y otra móvil, cuya forma coincide con la que se le quiere dar al objeto. Se juntan las dos matrices, con lo que el material adopta la parte inferior.
Embutición: Es un proceso de conformación en frío que consiste en golpear una plancha de forma que se adapte al molde o matriz con la forma deseada.
Doblado: Se somete una plancha a un esfuerzo de flexión a fin de que adopte una forma curva con un determinado radio de curvatura. También permite obtener piezas con ángulos.
Trefilado: Se hace pasar un alambre por un orificio con la dimensión deseada. A continuación, se aplica una fuerza de tracción mediante un bobina de arrastre giratoria, aumentando su longitud y disminuyendo su sección.
Metalurgia de polvos:
Éste proceso consta de los siguientes pasos:
El metal es molido hasta convertirlo en polvo.
Se prensa con unas matrices de acero.
Se calienta en un horno a un temperatura próxima al 70% de la temperatura de fusión del metal.
Se comprime la pieza para que adquiera el tamaño adecuado.
Se deja enfriar.
La pieza debe ser sometida a otros tratamientos posteriores de conformado para ajustar sus dimensiones, así como tratamientos térmicos que mejoren sus propiedades mecánicas.
Moldeo
Consiste en introducir el metal fundido en un recipiente (molde) que dispone de una cavidad interior. El molde puede estar fabricado a base de arena, acero o fundición. El moldeo se realiza como se sigue:
Se calienta el metal en un horno hasta que se funde.
El metal líquido se vierte en el interior del molde.
Se deja enfriar hasta que el metal se solidifica.
Se extrae la pieza del molde.
La técnica de moldeo empleada depende de la aplicación que vaya a tener la pieza: moldeo en arena, moldeo en metal y moldeo en cera.
