INDUSTRIA SIDERÚRGICA
La siderurgia es una industria que se centra en la transformación de un mineral, el hierro. Este mineral se transforma normalmente en un alto horno, una instalación industrial donde se funde el hierro en una cápsula cilíndrica en la cual el combustible sólido del coque se somete a reacciones químicas que lo convierten en hierro. La obtención de hierro en la industria siderúrgica está destinada a otro metal, el acero. No obstante, existen acererías que obtienen el acero directamente a partir de la chatarra férrica. Hierra, la pieza del rompecabezas con la que comienza el proceso Todos los productos que se obtienen a partir del hierro conforman la industria siderúrgica, una industria pesada que produce toda una serie de metales con un gran valor estratégico (el wolframio, el níquel, el cromo o el manganeso). A partir de estos metales es posible fabricar utensilios muy diversos relacionados con todo tipo de actividades económicas (la construcción de viviendas, industria automovilística, industria naval, maquinaria pesada). PROFESO DE PRODUCCION
Mediante la separación por densidad o la imantación, la siderurgia logra separar los componentes de las rocas que no le sirven (conocidos como gangas) y quedarse con el mineral de hierro. Para la producción de acero, este mineral se convierte primero en arrabio. Veamos a continuación dichos métodos de separación más en detalle: * imantación: se trata de un proceso que comienza cuando se pasa cada roca por un cilindro imantado para que las que no tengan mineral de hierro caigan y queden aparte, mientras que las otras se mantengan adheridas al cilindro. Este método de separación presenta un problema que lo vuelve poco fiable, ya que gran parte de las reservas de minerales de hierro se halla en forma de hematita, y ésta no es de tipo magnético. * separación por densidad: a diferencia del proceso anterior, se debe utilizar agua con una densidad a mitad de camino entre el mineral de hierro y la ganga, y sumergir en ella cada roca. Este método tampoco es infalible, ya que el proceso de la siderurgia puede verse afectado negativamente al humedecer el mineral. La fundición del hierro con piedra pómez y coque constituye la fase inicial de la generación de acero. El hierro ya fundido se somete a la aceración para minimizar el nivel de carbono, quitar impurezas y añadir, en algunos casos, diversos componentes. Es importante distinguir entre la siderurgia y la metalurgia. Mientras que la noción de siderurgia está centrada en el acero, la metalurgia refiere a la obtención y el procesamiento de metales y a la elaboración de aleaciones. La siderurgia, de esta manera, es una rama de la metalurgia. Por otro lado, es necesario señalar las diferencias entre los conceptos de siderurgia integral y acería: el primero también se conoce simplemente con el nombre de siderurgia y hace referencia a una planta industrial que se dedica a todo el proceso de producción de acero partiendo del mineral de hierro; la acería, por su parte, también es una planta industrial pero solamente se dedica a producir y elaborar acero, para lo cual parte de hierro o de otro acero. En una planta integral de siderurgia se encuentra una serie de instalaciones que permiten producir diversos formatos de acero: * hornos de coque: para conseguir gas y carbón coque * acería: permite convertir el arrabio, o bien el hierro fundido, en acero;
* altos hornos: con los cuales se puede obtener hierro fundido a partir del mineral * moldeado: necesarios para la producción de piezas de fundición de gran tamaño, llamados lingotes. Por otro lado, se reconocen tres tipos de trenes de laminación, que se listan a continuación: * devastadores: para la reducción de las dimensiones de los lingotes *de acabado: para chapas y estructurasen caliente * en frío: para flejes y chapas. INDUSTRIA METALÚRGICA La metalurgia es la técnica de la obtención y tratamiento de los metales a partir de minerales metálicos. También estudia la producción de aleaciones, el control de calidad de los procesos. La metalúrgica es la rama que aprovecha la ciencia, la tecnología y el arte de obtener metales y minerales industriales, partiendo de sus minas, de una manera eficiente, económica y con resguardo del ambiente, a fin de adaptar dichos recursos en beneficio del desarrollo y bienestar de la humanidad. El empleo de los metales se debió, inicialmente, a la necesidad que se creó el hombre de utilizar objetos de prestigio y ostentación (adornos de cobre), para, posteriormente, pasar a sustituir sus herramientas de piedra, hueso y madera por otras mucho más resistentes al calor y al frío (hechas en bronce y, sobre todo, hierro). Los utensilios elaborados con metales fueron muy variados: armas, herramientas, vasijas, adornos personales, domésticos y religiosos. El uso de los metales repercutió, a partir de la generalización del hierro, de diversas formas en la conformación de la civilización humana: ▪
Se intensificó la producción agropecuaria.
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El trabajo se especializó y diversificó.
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Aumentaron los intercambios.
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Se institucionalizó la guerra.
PROCESO DE FABRICACIÓN Los procesos metalúrgicos comprenden las siguientes fases: ▪
Obtención del metal a partir del mineral que lo contiene en estado natural, separándolo de la ganga;
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El afino, enriquecimiento o purificación: eliminación de las impurezas que quedan en el metal; Elaboración de aleaciones;
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Otros tratamientos del metal para facilitar su uso. Operaciones básicas de obtención de metales:
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Operaciones físicas: triturado, molienda, filtrado (a presión o al vacío), centrifugado, decantado, flotación, disolución, destilación, secado, precipitación física. Operaciones químicas: tostación, oxidación, reducción, hidrometalurgia, electrólisis, hidrólisis, lixiviación mediante reacciones ácido-base, precipitación química, electrodeposición y cianuración. Dependiendo el producto que se quiera obtener, se realizarán distintos métodos de tratamiento. Uno de los tratamientos más comunes es la mena, consiste en la separación de los materiales
de desecho. Normalmente entre el metal está mezclado con otros materiales como arcilla y silicatos, a esto se le suele denominar ganga. Uno de los métodos más usuales es el de la flotación que consiste en moler la mena y mezclarla con agua, aceite y detergente. Al batir esta mezcla líquida se produce una espuma que, con ayuda de la distinta densidad que proporciona el aceite va a ir arrastrando hacia la superficie las partículas de mineral y dejando en el fondo la ganga. Otra forma de flotación puede emplearse en la separación de minerales ferromagnéticos, utilizando imanes que atraen las partículas de mineral y dejando intacta la ganga. Otro sistema de extracción de la mena es la amalgama formada con la aleación de mercurio con otro metal o metales. Se disuelve la plata o el oro contenido en la mena para formar una amalgama líquida, que se separa con facilidad del resto. Después el metal de oro y plata se purifican eliminando el mercurio mediante la destilación.
INDUSTRIA CEMENTERA El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada Clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. Mezclado con agregados pétreos y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón o concreto. Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil. PROCESO DE FABRICACIÓN El proceso de fabricación de cemento comprende de 4 etapas muy importantes para la elaboración de éste, extracción y molienda de la materia prima, homogenización de la materia prima y la clinkerización. Presten atención: Explotación y Extracción La primera etapa de la fabricación del cemento se inicia con la explotación de los yacimientos de materia prima, en tajo abierto. El material resultante de la voladura es transportado en camiones para su trituración. La trituración de la roca, se realiza en dos etapas: Primero se procesa en una chancadora primaria, del tipo cono que puede reducirse a un tamaño máximo de 1.5 cm hasta los 25 cm. El material se deposita en un parque de almacenamiento. En seguida, se verifica su composición química, pasa la trituración secundaria, reduciendo su tamaño a 2mm aproximadamente. El material triturado se lleva a la planta propiamente dicha por cintas transportadoras, depositándose en un parque de materias primas. En algunos casos se efectúa un proceso de pre-homogeneización. Molienda de la materia prima La siguiente etapa comprende la molienda, por molinos de bolas o por prensas de rodillos, que producen un material de gran finura. En este proceso se efectúa la selección de los materiales, de acuerdo al diseño de mezcla previsto, para optimizar el material crudo que ingresará al horno, considerando el cemento de mejores características. El material molido debe ser homogenizado para garantizar la efectividad del proceso de clinkerización mediante una calidad constante. Este procedimiento se efectúa en silos de homogenización. El material resultante constituido por un polvo de gran finura debe presentar una composición química constante. Clinkerización La harina cruda es introducida mediante un sistema de transporte neumático y debidamente dosificada a un intercambiador de calor por suspensión de gases de varias etapas, en la base del cual, se instala un moderno sistema de precalcinación de la mezcla antes de la entrada al
horno rotatorio donde se desarrollan las restantes reacciones físicas y químicas que dan lugar a la formación del clinker. El intercambio de calor se produce mediante transferencias térmicas por contacto íntimo a temperaturas de 950 a 1,100°C en un sistema de 4 a 6 ciclones en cascada, que se encuentran al interior de una torre de concreto armado de varios pisos, con alturas superiores a los cien metros. El horno es el elemento fundamental para la fabricación del cemento. Está constituido por un tubo cilíndrico de acero con longitudes de 40 a 60 m y con diámetros de 3 a 6 m, que es revestido interiormente con materiales refractarios, en el horno para la producción del cemento se producen temperaturas de 1500 a 1600°C, dado que las reacciones de clinkerización se encuentra alrededor de 1450°C. El clinker que egresa al horno de una temperatura de 1200 °C pasa luego a un proceso de enfriamiento rápido por enfriadores de parrilla. Seguidamente por transportadores metálicos es llevado a una cancha de almacenamiento. Mediante un proceso de extracción controlada, el clinker es conducido a la molienda de cemento por molinos de bolas a circuito cerrado o prensas de rodillos con separadores neumáticos que permiten obtener una finura de alta superficie específica. Como último punto, el cemento es transportado por medios neumáticos para depositarse en silos de donde se encuentra listo para ser despachado. El despacho del cemento portland que produce l