Metales- Resumen Parcial 1

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HIERRO. 
- Es el metal pesado más extenso y abundante. (4to elemento más abundante de la Tierra) 
- Es raro encontrarlo en la forma de hierro puro. Casi siempre está combinado con elementos como 
oxígeno, azufre o silicio. 
- Se lo encuentra en forma de minerales compuestos principalmente por óxidos. 
- Los más usados: Óxidos: HEMATITA (70%), MAGNETITA (72%). Hidróxidos: LIMONITA (Hasta 50%). 
Carbonatos: SIDERITA (48%). 
METALURGIA 
Definición: es la técnica de la extracción y transformación de los metales a partir de los minerales metálicos y no metálicos 
para su uso. También se encarga de la producción de *aleaciones, del control de calidad de los procesos y la *corrosión. 
* Aleaciones: Propiedades y estructuras físicas y químicas para formar mezclas de metales. 
* Corrosión: término que se utiliza para describir el proceso de deterioro de materiales metálicos. 
Origen: Empezaron por el oro, luego plata, cobre. El cobre marcó el paso a la Era de los Metales. Primera era de los metales: 
Edad de Bronce (mezcla del cobre con el estaño). La adquisición de conocimientos metalúrgicos contribuyó a perfilar la 
sociedad. 
Metales más usados: Hierro, aluminio, cobre, cromo, manganeso, zinc, titanio, níquel. 
SIDERURGIA 
Definición: Es la metalurgia (extracción y transformación) del hierro y del acero. Es la técnica del tratamiento del mineral de 
hierro para obtener diferentes tipos de éste y sus aleaciones. 
Origen: A raíz del establecimiento de una relación entre el mineral usado como fundente y el material hallado en las 
fundiciones de cobre nació la siderurgia. En el siglo XIX la siderurgia vivió su máximo florecimiento. 
Procesos de obtención de hierro: 
- IMANTACIÓN: 
 La roca pasa por un cilindro imantado para que aquellas que no contienen mineral de hierro 
caigan y queden aparte, mientras que las que sí lo tienen, se mantienen adheridas al cilindro. 
Inconveniente: La hematita no es magnética y la mayoría de las reservas de hierro se encuentran 
en ella, por lo que en este caso el proceso no es fiable. 
- SEPARACIÓN POR DENSIDAD: 
Se usa agua con una densidad intermedia entre el mineral del hierro y la ganga para sumergir las rocas extraídas, 
de esta manera se separa la ganga de la roca que contiene hierro. (Los componentes más densos se depositan 
al fondo de la superficie) 
Inconveniente: El proceso de siderurgia puede verse afectado al humedecer el mineral. 
*OBS: Luego de la separación del mineral de hierro, éste pasa por un proceso por el que se forma un aglomerado de mineral, 
y luego se traslada a una planta siderúrgica para procesarlo en un alto horno. Allí se convertirá en arrabio y posteriormente, 
en acero. El hierro sin alear se usa poco en la industria. 
*Ojo: Las piezas fabricadas en las siderurgias son no aptas para su uso final, éstas, deben pasar por un proceso de eliminación 
de material (proceso de mecanizado) para darle forma y tamaño según las especificaciones de cada fabricación. 
Procesos de mecanizado habituales: 
Torneado Fresado Taladrado Corte. 
 
 
Materias primas que intervienen en las operaciones Siderúrgicas. 
- MINERAL DE HIERRO: Compuesto de hierro, oxígeno e impurezas como el azufre, sílice y fósforo. Los minerales de 
baja ley son triturados hasta convertirse en polvo. Las partículas de hierro se separan magnéticamente y luego se 
concentran y fusionan. 
- COQUE: Sirve como combustible al quemarse rápidamente con un calor suficientemente intenso. 
- PIEDRA CALIZA: Piedra compuesta principalmente por carbonato de calcio. Derretida purifica el hierro y actúa como 
fundente absorbiendo el azufre, fósforo e impurezas. Esto forma la escoria, que flota sobre el hierro líquido. 
- AIRE: Materia prima de mayor presencia en la producción de hierro. Se emplea para mantener la combustión y para 
suministrar el oxígeno necesario para las reacciones químicas. 
EXTRACCIÓN DEL HIERRO. 
El hierro se obtiene principalmente a partir de óxidos y otros minerales. El mineral 
del hierro se puede obtener mediante la minería, a cielo abierto o subterráneo. 
Mayor cantidad de reservas de hierro en minas: Australia, Brasil, Rusia y China. 
Para extraer el hierro de las minas, se utilizan explosivos para desprender la roca. 
El material obtenido se transporta en camiones, los mismos pasan por detectores 
de metales para comprobar que en su carga se encuentre hierro, y de no ser así, 
la carga se desecha. Una vez que la carga llega a la planta, las rocas se trituran. 
Métodos de separación entre aquellos que contienen metal y los que no: 
- Flotación: Se utilizan detergentes que se adhieren al hierro y lo hacen flotar. 
- Imanes: Atraen sólo al hierro y no a las rocas. 
 
 
 
 
 
* Para purificar los fragmentos seleccionados, se ubican en un alto horno, donde alcanzan 
altas temperaturas junto con coque y carbonato de calcio. Al aumentar la temperatura se 
forman gases que permiten que el carbono reaccione con el oxígeno formando monóxido de 
carbono. Los óxidos del hierro se unen al monóxido de carbono, formando dióxido de carbono 
y liberando la molécula de hierro. 
De todas sustancias que entraron en el horno, se forman: 
Escorias: Mezcla de óxidos y sulfuros. 
 
Arrabio: Sustancia con impurezas, pero con alto porcentaje de hierro. Éste 
luego se somete a nuevas altas temperaturas en hornos convertidores para producir acero, hierro fundido, 
hierro forjado, o cualquier otra aleación. 
 
 
 
 
CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES MÁS COMUNES EN LA EXPLOTACIÓN DE HIERRO. 
- Siderita: Mineral pesado, tiene composición de carbonato de hierro y un ordenamiento interno hexagonal. 
*Clase 05 de la clasificación Strunz “Minerales carbonatos y nitratos”. 
- Óxido de hierro (II): (óxido ferroso). Su polvo puede causar explosiones ya que entra en combustión. 
- Óxido de hierro (III): (óxido férrico). En su estado natural es conocido como hematita. Esta es la forma de óxido 
comúnmente vista en hierros y estructuras de acero oxidadas, la cual es tremendamente destructiva. 
- Óxido de hierro (II, III): (óxido ferroso férrico). En su estado natural es conocido como magnetita. Esta forma de óxido 
tiende a ocurrir cuando el hierro se oxida bajo el agua. 
- Pirita: Tiene hierro y azufre en su composición y es insoluble en agua. Alta densidad y magnética al calentarla. Presenta 
color metálico. 
PREPARACIÓN MECÁNICA DE LOS MINERALES DE HIERRO. 
- MOLIENDA: Es el primer paso del tratamiento de los minerales. Consta de la trituración del mineral obtenido en la 
mina y como consecuencia se vuelve más manejable y fácil de transportar. 
- TAMIZADO: Se clasifican los minerales obtenidos según el tamaño de las partículas. Los tamices se miden por el 
número de mallas. 
- CLASIFICACIÓN: El material obtenido en el paso anterior se pone en contacto con una solución acuosa que posee una 
densidad superior al agua; luego se mide la densidad de caída del producto. 
- CONCENTRACIÓN: Se separan los minerales valiosos de los que no lo son. Así el mineral con valor puede ser 
posteriormente comercializado en el procesamiento de fundiciones. 
Diferentes métodos para la concentración de minerales: 
Flotación: Método de concentración más importante y usado; con él se pueden diferenciar las propiedades 
superficiales de las partículas. 
Gravimetría: Separación de sólido y sólido y para ello se basa en la diferencia entre las gravedades de los minerales. 
Magnetismo: Separación en base de las susceptibilidades magnéticas de los minerales. 
Electrostática: Mediante esta los metales se logran separar gracias a su cualidad de ser conductores eléctricos. 
Escogido: Separación a mano de los minerales. 
AGENTES METALÚRGICOS. 
Transformaciones metalúrgicas: Se realizan utilizando el calor, son indispensables para transformar los minerales en metal. 
COMBUSTIBLES. 
Almacenan cierta cantidad de energía calórica. Son por lo general sustancias orgánicas en las cualesinterviene el carbono y el 
hidrógeno. 
COMBUSTIÓN: Proceso que se produce cuando se queman cuerpos combustibles en el aire. Es la combinación de un elemento 
combustible con el oxígeno, por lo tanto, es una oxidación. 
 Tipos: Completas o perfectas. Neutras. Incompletas. 
 Condiciones que se deben cumplir para que se produzcan: Para que tenga lugar la combustión se tiene que 
alcanzar la temperatura de ignición, muy superior a la del punto de inflamación que es aquella en la que el combustible está 
en condiciones de iniciar la combustión. 
COMBUSTIBLES ORGÁNICOS: El combustible contiene compuestos de carbono e hidrógeno. 
Los combustibles orgánicos que contienen hidrógeno, no aprovechan todo el calor que pueden producir, porque este elemento 
al oxidarse forma agua de combustión. 
COMBUSTIBLES INORGÁNICOS: Contiene un elemento simple como el silicio. 
PODER CALORÍFICO DE LOS COMBUSTIBLES: es la energía liberada por unidad de peso o de volumen del mismo 
P.C para combustibles que contienen hidrógeno: 
1- Superior: Se obtiene por un calorímetro en el cual el vapor producido se condensa y recupera su calor. 
2- Inferior: Calor liberado por Kg de combustible después de restarle el necesario para vaporizar el agua. 
 
Clasificación: 
a) Combustibles Sólidos, líquidos y gaseosos. 
b) Combustibles en bruto, carbonizados o coquificados. 
c) Combustibles naturales (leña), fósiles (hulla, lignito y turba). 
d) Combustibles naturales y artificiales. 
A) COMBUSTIBLES SÓLIDOS: combustibles fósiles que resultan de la descomposición de la celulosa de los vegetales de épocas 
prehistóricas. 
 Ventajas: Son muy abundantes. 
 No requieren preparación previa para su utilización. 
 Son de costo más reducido. 
 Inconvenientes: La combustión da lugar a la producción de gran cantidad de gases que es necesario eliminar con 
importantes pérdidas de calor. 
 Es necesario cargarlo sobre un emparrillado que permita el paso del aire y la eliminación de cenizas. 
 Dificultad para mantener igual cantidad de fuego. 
 *Pulverización de combustibles sólidos: esto ha 
eliminado inconvenientes. Se lo reduce a polvo y se lo 
inyecta mediante una corriente de aire comprimido. De 
ella resultan las siguientes ventajas: 
 1- Llama larga y regular. 
 2- Combustión casi completa. 
 3- Utilización de combustibles que no pueden quemar 
sobre parrilla. 
 4- Se regula el gasto de aire y con ello la combustión. 
 
COMBUSTIBLES LÍQUIDOS: 
Se clasifican en: los combustibles de origen vegetal (Alcohol), los obtenidos por destilación de la hulla (Aceite de alquitrán de 
lignito, aceite de alquitrán de hulla) y los obtenidos por destilación del petróleo (Petróleo crudo, bencinas y naftas, kerosene 
y agricol, Gas-oil y diésel oil, fuel oil). 
También se clasifican en combustibles líquidos para motores y combustibles líquidos para calefacción. 
Características: La mayoría son derivados de la destilación del petróleo. 
 No producen cenizas. 
 Se introducen en el hogar mediante inyectores o quemadores para pulverizarlos. 
Utilización: Hornos de fusión de aceros y otros metales, hornos de recalentamiento, hornos de forjado, hornos de 
tratamientos térmicos. 
 Ventajas: Calor intenso. Fácil almacenamiento. No producen cenizas. 
 Control fácil y continuo de la combustión. 
 Inconvenientes: Son peligrosos cuando su punto de inflación es bajo, puesto que puede arder más fácilmente. 
COMBUSTIBLES GASEOSOS: Son combustibles obtenidos en gasógenos que forman parte de las instalaciones siderúrgicas. 
 Ventajas: combustible de caldera de alta calidad, fácil de quemar, no produce cenizas y contiene menos 
dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno en los gases de combustión. 
Inconvenientes: el gas mezclado de combustible y aire es inflamable y explosivo. Si es usado 
incorrectamente, puede ocurrir un accidente de explosión. 
 
Tipos de Gases: 
Gas natural: Abundante en los yacimientos petrolíferos. 
Gas de alto horno: Se utiliza en instalaciones auxiliares de alto horno. 
Gas de hornos de coque: La gran cantidad de coque que se debe producir, obliga a destilar grandes cantidades de hulla. Es 
especialmente utilizado en hornos Siemens- Martin. 
Gas de gasógeno: Producto de la combustión incompleta del carbono, cuando se mantiene éste a alta temperatura en 
contacto con una cantidad requerida de aire. 
 
B) COQUE: Producto de la destilación de la Hulla. El empleo más importante es en el alto horno donde es cargado 
conjuntamente con el mineral. Junto con la instalación del alto horno, se debe instalar la fabricación de coque. 
Características: muy poroso, muy resistente al peso de la carga, muy importantes en hornos de más de 20 m de altura. 
No contiene productos volátiles, muy poco azufre, todo el combustible está en contacto con el metal. 
Condiciones que debe reunir un buen coque: 
Debe ser denso y compacto, resistente y poco quebradizo, exento de azufre, muy poroso. 
Un buen carbón de coque debe contener: 
Carbono: 96 al 98 %. Hidrógeno: 0.3 al 1%. Nitrógeno: 1 al 3%. Oxígeno: 1 al 3% 
Hornos de Coque: Se forman pilas de carbón de hulla, se utilizan hornos en 
cámaras cerradas. Este método no permite aprovechar las materias volátiles las 
cuales son excelente combustible gaseoso. 
Hornos de colmena: Hornos de bóveda esférica uno al 
lado del otro. La hulla se introduce por la parte superior 
y el coque se retira por la puerta lateral. 
Hornos de coquización modernos: Gran producción y elevado rendimiento. 
Aprovechan los subproductos. Son una serie de cámaras de mucha altura y dimensiones transversales reducidas, dispuestas 
una al lado de la otra. 
C) HULLA: Es el más importante de los combustibles fósiles. Son carbones fósiles que arden con llama más o menos larga y 
desprenden humo grasiento, se lo llama también carbón bituminoso, éste se convierte en antracita que arde casi sin llama, sin 
humo ni olor. Una hulla que contiene elevado porcentaje de oxigeno no es coquizable. 
LEÑA: En nuestro país se prefiere el quebracho colorado. Carbón de leña: Uso restringido debido a su alto costo. 
LIGNITO: Conservan el aspecto fibroso de los vegetales que les han dado origen. 
D) COMBUSTIBLES NATURALES: leña, turba, carbones minerales, lignito, hulla antracita, petróleo y gas natural de los pozos 
petrolíferos. 
COMBUSTIBLES ARTIFICIALES: Carbón de leña, coque, combustibles aglomerados, combustibles derivados de los carbones 
fósiles, combustibles gaseosos. 
Elementos fundamentales de un combustible (Composición): Carbono (C) e hidrógeno (H). 
 El azufre (S), es un elemento, pero no se considera como combustible, sino más bien como un cuerpo indeseable. 
MATERIALES REFRACTARIOS. 
Son aquellos compuestos por arcillas u otros materiales naturales o preparados que tienen un elevado punto de fusión. 
ARCILLA: material terroso o pétreo, producto de la descomposición de rocas, mezclado con cantidades variables de arena u 
otras rocas y minerales. 
 Produce una masa que se vuelve más o menos plástica al ser mezclada con una proporción adecuada de agua, se 
endurece al secarse y toma el aspecto vítreo o pétreo cuando se lo somete a la cocción. 
Arcilla refractaria: arcilla resistente al calor con bajos contenidos de fundentes. (Son los refractarios más empleados). 
 Refractarios aluminosos. 
 Refractarios silicosos. Se usan como revestimiento de convertidores Bessemer. 
 Refractarios de Magnesita. 
Arcilla refractaria plástica: por sus propiedades de plasticidad, es apta para ligar materiales no plásticos. 
Arcilla refractaria dura: es una arcilla de elevada dureza, de fractura concoidal, que aparece como una masa de roca no 
estratificada y no posee prácticamente plasticidad natural. 
Arcilla diásporo: es una roca constituida por nódulo aluminosos y aluminio ferroso, ligados por arcilla refractaria. 
Arcilla sílico – refractaria: es una mezcla de sílice libre y arcilla refractariaen varias proporciones. 
Tierra refractaria: es una arcilla refractaria o mezcla de arcillas refractarias y otros ingredientes pulverizados, utilizada 
generalmente para mortero. 
Tierra refractaria plástica o aglomerante: es una tierra refractaria de suficiente plasticidad para aglomerar materiales no 
plásticos. 
Cemento refractario: es una mezcla de materiales resistentes al calor, a los cuales se le han agregado otros materiales no 
clasificados como resistentes al calor con el propósito de aumentar la plasticidad o la propiedad de fraguado al aire. 
CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS: 
1 – Materiales silicosos o ácidos 
2 – Materiales básicos 
3 – Materiales neutros 
Clasificación IRAM (normas IRAM 1543) 
Ácidos: 1º Alúmino – silícicos. 2º Silícicos 
Básicos: 1º Magnesita. 2º Cal. 3º Cromo – magnesita. 4º Dolomita 
Neutros: 1º De elevado contenido de alúmina. 
LADRILLOS REFRACTARIOS 
- Ladrillos refractarios de magnesita: 
a)- Ladrillos sinterizados por calentamiento. 
b)- Ladrillos sinterizados químicamente. 
c)- Ladrillos de magnesita recubiertos de acero. 
- Ladrillos refractarios de Forsterita. 
- Ladrillos refractarios de Dolomita. 
- Ladrillos refractarios al cromo. 
MATERIALES SÚPER REFRACTARIOS. 
Tienen una gran resistencia a las elevadas temperaturas. 
Carborundo: es carburo de silicio, se obtiene en hornos eléctricos a 2200ºC. El carburo de silicio en 
polvo se emplea como cemento refractario y como mortero entre los ladrillos. 
Alúmina fundida: Los ladrillos de alúmina pueden resistir cargas elevadas y altas temperaturas. 
Mullita: Silicato alumínico raro en la naturaleza. Es muy resistente a los cambios de temperatura. 
Carbono: en ladrillos se emplean como materiales refractarios en el revestimiento de los hornos. 
Posee buena conductibilidad eléctrica, resistencia mecánica elevada, pequeño coeficiente de 
dilatación, en cambio no deben estar en contacto con los metales fundidos. 
FUNDENTES. 
Se le agrega al mineral en el alto horno para provocar la separación de la ganga. 
*El origen de la ganga determina cual es el fundente que más conviene utilizar: Si la ganga es ácida, conviene un 
fundente de naturaleza básica, si es básica conviene un fundente ácido. 
FUNDENTES BÁSICOS: el más común es la piedra de cal o castina. 
FUNDENTES ÁCIDOS: Contienen sílice en forma muy preponderante, son muy usados en la fabricación de los aceros. 
ALTO HORNO 
Definición: Horno especial que se construye en acero revestido e interiormente de ladrillos refractarios, que se emplea para 
transformar el mineral de hierro en arrabio, el cual es un metal rico en hierro y constituye la principal materia prima para la 
fabricación de acero. 
Función: Reducir* el mineral de hierro. Es indispensable que los minerales pasen previamente por el alto horno para poderse 
transformar en hierro, acero o fundición. 
*Reducir: Separación de todas las sustancias extrañas que acompañan al metal. 
Materias primas utilizadas: Mineral de hierro, carbón de Coque y Piedra caliza (Fundente). 
PARTES: 
-TRAGANTE: Parte superior de la cuba. Se mantiene cerrada 
herméticamente por medio de una tapa metálica cónica para 
impedir que escapen los gases. Las cargas de los materiales 
ingresan por el mismo, donde la temperatura es de unos 150 °C. 
-CUBA: Tronco de cono. Parte superior. 
-ETALAJE: Tronco de cono. Parte inferior. Las temperaturas que 
se alcanzan en esta zona, permiten que se reduzca el óxido de 
manganeso, se elimine el azufre, y funde el mineral de hierro 
que forma el arrabio. 
-VIENTRE: Unión de la parte superior e inferior. Parte más baja 
del horno. 
-TOBERAS: Hileras en lo alto del crisol, por donde penetra el aire 
comprimido que debe activar la combustión, eleva la 
temperatura a unos 2000 °C. Un poco más debajo de ésta se 
halla la salida para las escorias. 
-CRISOL: Parte más baja, donde se recoge el hierro fundido y la 
escoria. Termina con la dama, donde se encuentra el orificio de 
salida para el metal fundido el cual fluye por un canal. 
*Colada: Proceso en el que el arrabio se extrae, se separa y fluye hacia vagones termos. El arrabio luego es transportado a 
hornos especiales llamados convertidores donde será finalmente transformado en acero. 
SEGURIDAD INDUSTRIAL Y PRECAUCIONES. 
- Deslumbramiento: Pueden dañar los ojos de todos aquellos que miran hacia el horno sin la protección adecuada (gafas 
resistentes a la luz ultravioleta e infrarroja) 
- Fuego: El fuego o explosión pueden ocurrir si el agua entra en contacto con el metal fundido o si los materiales volátiles 
(incluido el combustible) se encienden. 
- Monóxido de Carbono: El monóxido de carbono es un gas incoloro e inodoro, pero puede causar daño cerebral y la 
muerte en una concentración suficiente. 
 
 
 
PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DEL ACERO: 
La producción se inicia cargando las materias primas por la 
parte superior del alto horno mientras que por la parte 
inferior se inyecta aire precalentado de aproximadamente 
1100 °C, lo que quema el coque generando altísimas 
temperaturas que funden el mineral y liberan gases que 
permiten separar el hierro del mineral. La piedra caliza a esas 
temperaturas se convierte en cal y forman una escoria que 
flota sobre el mineral fundido. El material resultante de este 
proceso se denomina arrabio y contiene aún importante 
proporción de carbón e impurezas. El arrabio es transportado 
al horno convertidor de oxígeno donde se le adiciona una 
parte del material de chatarra. El ajuste fino de la composición 
del acero se realiza en el horno a cuchara, el proceso se 
completa removiendo los gases producidos. Finalmente, el 
acero producido se vierte desde la olla de colado dentro de un 
depósito en forma de embudo. 
PRODUCTOS OBTENIDOS DEL ALTO HORNO. 
- Humos y gases residuales: Producidas como 
consecuencia de la combustión del coque y de los 
gases como: dióxido de carbono, monóxido de 
carbono y óxidos de azufre. 
- Escoria: Residuo metalúrgico que se recoge por la 
parte inferior del alto horno. 
- Arrabio: Producto propiamente aprovechable del 
alto horno, constituido por hierro con un contenido 
en carbono que varía entre el 2% y 5%. Se presenta 
en estado líquido a 1800 °C. 
Preguntas Frecuentes: 
1. Qué menas se utilizan para la obtención de hierro: Hematita, magnetita, siderita y limonita. 
2. Cuál es el fundamento químico del proceso de obtención de hierro: Es un proceso de reducción química, donde 
pasamos de un óxido de hierro, con estado de oxidación +3 a un hierro metálico que tiene estado de oxidación 0. 
3. Cuál es la función del carbón de coque en el proceso: El carbón de coque lo que hace es reaccionar con el aire que 
entra por abajo en el alto horno, lo que genera monóxido de carbono. 
4. Cuál es la función del monóxido y dióxido de carbono en el proceso: El monóxido reduce los óxidos que vienen en la 
mena. El dióxido reacciona con el coque, lo que regenere el monóxido para que vaya reduciendo las etapas que están 
más arriba. 
5. Cuál es la función de la piedra caliza en el proceso: Lo que hace es generar el óxido de calcio, el cual reacciona con las 
impurezas que vienen en la mena, lo cual va a formar la escoria. 
6. Qué es la escoria y cómo se separa del hierro fundido: La escoria es el silicato de calcio y aluminato de calcio, y queda 
arriba del hierro por ser menos denso, y por eso se puede separar del mismo. 
7. Qué es el arrabio: Es hierro con gran cantidad de impurezas, lo que lo hace muy quebradizo. 
 
 
 
 
 
 
HORNOS DE CUBILOTE. 
 
Se prefiere por: 
- Fusión Continua: La producción en la fundición es facilitada debido a que el hierro fundido puede ser sangrado a 
intervalos regulares. 
- Bajo costo de fusión: Los costos de materia prima y operación son inferiores que los de otro tipo de unidad de fusión. 
- Control de temperatura: Puede ser obtenido para obtener la fluidez adecuadadurante el colado. 
Ventajas: 
- Muy baja inversión. 
- Elevada producción horaria. 
- Alta eficiencia térmica (puede ser regenerativo). 
- Cuando se pone en marcha el horno, produce continuamente un volumen grande de metal por varias horas. 
- Puede producir varias tareas simultáneas. 
Limitaciones: 
- Difícil de obtener porcentajes de carbono con el hierro abajo del 2.8%. 
- Oxidación parcial de elementos de aleación. 
- No es posible obtener temperaturas superiores a 1550 °C. 
Procedimiento de trabajo: 
Se debe realizar una “cama de coque”. Se alterna la adición de material entre no metálico y metálico hasta alcanzar la puerta 
de carga. Se enciende el horno y comienza el calentamiento de la cama principal de coque. El metal se precipita desde la parte 
superior hasta alcanzar la cama principal. La altura de la cama debe procurar mantenerse constante. La arena, el refractario y 
oxidación del metal, producen una escoria ácida y viscosa, para hacerla más fluida se agrega caliza junto con el coque. 
 
 
HORNOS DE INDUCCIÓN. 
Inducción: Método de calentamiento sin contacto ni llama, que puede poner al rojo 
vivo en segundos, una sección determinada de una barra metálica con gran precisión. 
FUNCIONAMIENTO: Son equipos eléctricos que utilizan una corriente inducida para 
fundir el material. La energía calorífica se logra por 
efecto de la corriente alterna. El crisol es cargado 
con material que puede ser chatarra, lingotes, 
retornos, virutas u otros. 
PARTES: - Bobina: Componente fabricado en cobre 
de alta conductividad. 
- Hornos o cubas. 
- Sistema de extracción del refractario. 
- Sistema de protección. 
- Sistema de desmontaje de yugos y bobinas. 
- Bloqueo hidráulico seguro. 
Utilidades: Son utilizados para fundir toda clase de metales ferrosos y no ferrosos, incluso metales preciosos. El rango de 
capacidades de los hornos de inducción abarca desde menos de 1 kg. Hasta 320 toneladas. 
VENTAJAS: 
- Es extremadamente rápida, limpia y uniforme. 
- Permite omitir la fase de purificación necesaria con otros métodos. 
- El calor uniforme inducido contribuye a un resultado final de alta calidad. 
- Lugares de trabajo más seguros. 
- Aumentan la productividad. 
TIPOS: 
Alta Frecuencia: Horno sin núcleo, el cual consta en un crisol totalmente rodeado de una bobina de cobre a través de la cual 
pasa la corriente que genera campo magnético, lo que calienta el crisol y funde el metal en su interior. 
Ventajas: Facilitan un buen control de la temperatura y la composición. 
No contaminan y producen un metal muy puro. 
Excelentes características de mezclas para aleaciones. 
Baja Frecuencia: Para iniciar el funcionamiento de un horno de inducción de baja frecuencia debe emplearse un poco de metal 
fundido, de modo que forme el secundario. 
Ventajas: Velocidad de calentamiento muy elevada, la temperatura se controla fácilmente. 
Se utiliza comúnmente en fundidoras no ferrosas y es adecuado para sobrecalentar (mejorar la fluidez). 
Operación amigable con el medio ambiente. 
Costos de operación más bajos en aspectos como la materia prima y mano de obra. 
Mejores condiciones laborales. 
Agitación natural del material de fundición, por lo tanto, producto de mejor calidad. 
 Desventajas: Imposibilidad de agregar oxígeno al proceso. 
 Inversión de capital relativamente alto. 
 La chatarra utilizada debe ser seleccionada. 
 
Elección de un horno de inducción. 
Costos: Precio por Kw/h de la zona donde será instalado el horno. 
 El precio por kilo de las piezas que serán producidas. 
 Todos los costos asociados con la producción total. 
Producción: Horas trabajadas al día. 
 Días trabajados al mes. 
 Necesidad de kilos fundidos por hora. 
 Tamaño de la pieza más grande y más pequeña que serán fundidas y su porcentaje dentro de la producción total. 
 Características, calidad y porcentaje del material que será fundido (chatarra, lingotes, otros) 
HORNO ELÉCTRICO. 
En qué consiste: Recipiente de chapa de acero, revestido interiormente de material refractario, es alargado y refrigerado por 
agua para tamaños grandes, cubierto con una bóveda también refractaria. 
PROCESO: La energía eléctrica es producida por 3 electrodos que 
generan temperatura por encima de los 3000 °C a 5000 °C. También 
se produce energía química, producto de la oxidación. 
El horno está construido sobre una plataforma para que el acero 
líquido se vierta en otro recipiente para el transporte. Luego de 40 
minutos de combustión, el acero líquido pasa al horno cuchara, 
donde otros 3 electrodos realizan el afino, logrando así la calidad 
necesaria para el producto. Luego a través del orificio en la base de 
la cuchara, el acero pasa a la colada continua. Se inicia vertiendo el 
acero líquido al distribuidor, llevando el acero líquido a 4 líneas de 
colada, en donde se le da una refrigeración primaria para 
solidificarlas superficialmente. Luego, mediante toberas, se realiza la 
refrigeración secundaria. La barra obtenida es cortada obteniendo así el producto final de la acería y la materia prima para la 
laminación. 
* “Tapping” es la operación de inclinación del horno para verter el acero fundido. 
PARTES PRINCIPALES: 
- Armazón: Las paredes refractarias y la cimentación. 
- Hogar: El lecho refractario que bordea la cimentación. 
- Bóveda: Cubre el horno con material refractario. Puede estar refrigerada con agua. Está construida con materiales de 
alta resistencia piroscópica para soportar grandes choques térmicos y en la que se encuentran los electrodos que 
producen el arco eléctrico. 
*La cantidad mínima de energía requerida para fundir una tonelada de chatarra de acero es de 300 kWh. 
Ojo: La fabricación de acero es sólo rentable donde hay electricidad abundante, con una red eléctrica bien desarrollada, ya 
que para fundir el acero requiere un tiempo de encendido de aproximadamente 37 minutos. 
CONVERTIDOR THOMAS- BESSEMER. (Henry Bessemer) 
Función: Convertir el arrabio ya procesado, es decir, la 
fundición, en acero o en hierro. 
PARTES: 1. Recipiente. 2. Cavidad Interior. 
 3. Entrada de aire. 4. Caja de cierre. 
 5. Toma de aire. 6. Mecanismo basculante.
 7. Boca. 
En qué consiste: Consiste en una gran caldera piriforme*. Interiormente está revestida de material refractario, la parte 
superior está abierta y la inferior es redonda y móvil en torno a un eje horizontal. El aparato descansa sobre dos soportes, uno 
de los cuales hace girar el recipiente. 
El proceso Bessemer se basa en soplado de aire por agujeros en el fondo del convertidor para hacerlo circular en la carga 
fundida del Arrabio. Fue el primer método por el cual se produjeron toneladas de acero en gran escala. 
¿QUÉ POSICIONES TOMA UN CONVERTIDOR PARA LA PRODUCCIÓN DE ACERO? 
1. Posición de Carga. 
2. Posición de trabajo. 
*Piriforme: Forma de pera. 
Periodos que se desarrollan en la operación de conversión: 
1. Escorificación: Esta primera fase se efectúa sin llamas dentro de unos 10 minutos y recién al término de la operación 
aparecen chispas rojizas que salen de la boca del convertidor. 
2. Descarburación: Se efectúa con mucha violencia y con salidas de llamas muy largas, debido a las fuertes corrientes de 
aire y al óxido de carbono en combustión. 
3. Re carburación: Cuando el carbono se quema, el oxígeno puede llegar a oxidar totalmente el hierro dejándolo 
inservible, por lo que a este punto se corta el aire y se añade la masa líquida con aleación de hierro, carbono y 
manganeso. 
MÉTODO DE MARTIN SIEMENS (HORNOS DE REVERBERO)- 1864 
Qué son: Hornos de reverbero* y se utilizan principalmente para la fusión y afino del acero destinado a la fabricación de 
lingotes*. 
* Un horno de reverbero se caracteriza porque el calor es reflejado por su bóveda hacia una zona de reacción química, separada 
físicamente de aquella donde tiene lugar la reacción de combustión que aporta energía al sistema.* Lingotes. 
*Los procesos de afinación son una de las operaciones que tienen como objetivo la eliminación de impurezas para así purificar 
el arrabio en alto horno y la obtención de un acero con las especificaciones dadas. 
CONSTA DE DOS PARTES: Horno superior y horno inferior. 
PROCESO: Los gases residuales del horno superior se hacen 
pasar después por el horno inferior (el horno 
regenerativo), el cual consta de 4 cámaras provistas con 
enrejados de ladrillos refractarios. 2 de estas cámaras se 
calientan cada vez con los gases residuales, mientras que 
las otras 2 precalientan a unos 1400 °C, una el gas de caldeo 
y la otra el gas de combustión. Después el gas y el aire 
pasan al horno superior, en el cual se afina el hierro. 
Con qué se calienta el horno: 
Aceite, gas de coquería, gas de gasógenos o una mezcla de gas de alto horno y coquería. 
*El aire se recalienta siempre para conseguir la máxima economía térmica y lograr una 
elevada temperatura en llama. 
 
 
 
 
 
 
PARTES DEL HORNO: 
1. Solera: Especie de cubeta rectangular. Recoge los materiales que se han afinado. 
2. Laboratorio: Parte comprendida entre la solera y la bóveda, donde se producen las reacciones de afino. Una de las 
aberturas colocadas en la parte anterior del horno, está dispuesta de modo que permite la limpieza. 
3. Bóveda: Su misión es dirigir el calor por radiación sobre la solera. Está hecha de ladrillos silíceos. 
 
VENTAJAS: Produce aceros de buena calidad. La reutilización de los desechos de hierro 
viejo y acero. El procedimiento dura alrededor de 10 horas. 
La fabricación está basada en dos principios: 1. Disminuir el contenido de carbono 
transformando el arrabio en acero por dilución. 2. La adición es de chatarra y arrabio. 
CÓMO SE REALIZA EL PROCESO DE AFINACIÓN EN: 
Básico: La escoria es básica, lo que permite eliminar el fósforo. Junto con la escoria no se 
va el oxígeno de manganeso, cediendo el oxígeno para oxidar el carbono. 
Ácido: Se logra reducir el carbono por 3 formas: 
1- Por dilución (Chatarra con carburo). 2- Por adición (Minerales de hierro que cedan oxígeno al carbono). 3- Mixto (Se 
combinan los dos anteriores, el carbono se oxida debido a los óxidos de la escoria). 
*Por ser proceso ácido no se eliminan ni el fósforo ni el azufre. 
PROCESOS DE ACABADO: - Colada: Por medio de la cuchara, se pasa el metal fundido desde el horno 
a las lingoteras. – Lingotes: Para almacenar y transportar. 
– Laminado: De lingotes a tochos y de tochos* a perfiles o láminas. *Tochos: 
HORNO BÁSICO DE OXÍGENO SOPLADO – 1948. 
* Proceso LD: Proceso de refinación de acero que utiliza oxígeno puro. 
*El recubrimiento debe ser de carácter básico. 
PROCESO: 
1- El horno se inclina desde su posición vertical y se carga con chatarra de acero fría, 
después con hierro fundido y se vuelve a poner en posición vertical. 
2- Se inyecta un flujo de oxígeno puro a alta velocidad durante 20 minutos. 
3- Se inclina el horno y se saca la escoria que flota sobre el acero. 
4- Se vierte el acero sobre la cuchara y se añaden ferroaleaciones y carbono. 
Finalidad: 
Afinar el metal caliente en acero líquido bruto que podrá ser afinado nuevamente 
mediante metalurgia secundaria. 
Funciones: 
- Descarburación. - Eliminar el fósforo del arrabio. - Optimizar la temperatura del acero. 
- Está diseñado para producir aceros de gran calidad en poco tiempo.