CONTENIDOS Definiciones  Diferencia entre el Hierro y el Acero  Historia del Acero  Como influye el acero en la vida del hombre  Hornos  Proceso de extracción  Proceso de fabricación 

1 - El acero es la aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2,0% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser quebradizas y no poderse forjar —a diferencia de los aceros—se moldean .es.wikipedia.org/wiki/Acero

Del latín aciarĭum, que proviene de acĭes (“filo”). El acero es una aleación, es decir, un metal mezclado que se logra derritiendo y uniendo diferentes materiales; de hierro combinado generalmente inferior al 2% de carbono y contiene otros elementos.

El hierro es un elemento químico (Fe) Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5% entre los metales. Es uno de los elementos más importantes del Universo, y el núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético. Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica Acero, aleación de hierro que contiene entre un 0,04 y un 2,25% de carbono y a la que se añaden elementos como níquel, cromo, manganeso, silicio o vanadio, entre otros.

Hombre primitivo (Hace 500.000 años) Descubre el FUEGO Primero lo conserva en su caverna, mas tarde lo obtiene mediante la frotación de piedras.

Descubrimiento de un material brillante: METALES

El hombre del Neolítico Dio un gran paso gigantesco: Formación de civilizaciones

Se da cuenta de que golpeándolos puede darles forma y fabricar así utensilios tan necesarios para su supervivencia.

aprendió a fundir y moldear

EDAD DE LOS METALES

La fundición fue descubierto hacia el año 5 000 a.C, hasta lograr que el metal fuera "líquido"

Etapas de la edad de los metales EDAD DEL COBRE

La primera técnica metalúrgica conocida fue la del cobre. Debido a su escasa dureza se lo utilizo para hacer objetos de adorno. Se funde a 1083ºC.

EDAD DEL BRONCE El Bronce es una aleación de cobre y estaño, Esta combinación produce un nuevo metal mucho más duro que sus componentes y es más fácil de fundir y de trabajar que el cobre.

FORJA En la parte inferior la pila que contenía el carbón que se iba añadiendo para mantener la temperatura. A su izquierda esta la pila del agua donde se templaba el hierro para convertirlo en acero. Más arriba el mandil de cuero del herrero

En ella se puede observar detalles como, el palo del enorme fuelle que impulsaba el aire, el gran yunque de unos 100 Kg. de peso, y la pila de agua para el temple del hierro

Martillo de forja de la Ferrería de Mirandaola

Piezas forjadas

Clavos forjados.

Herramientas de forja.

Puerta de forja, siglo XVI

FUELLE Instrumento de madera, y un pliegue de cuero, a modo de arcodeón con un pliegue solo. Que al abrirlo y cerrarlo toma aire por unos orificios laterales, en las palas de madera, y lo sueltan por la punta terminada en un pequeño orificio, afilado, para darle fuerza al aire y avivar el fuego.

Planta, alzado y sección del fuelle de tabla reconstruido en la ferrería

Fuelle de fragua Siglo xviii

HIERRO El hombre del Siglo XV a. C . Manipuló lo que hoy conocemos como acero al carbón y no el hierro Tres etapas fundamentales Sustitución del carbón de leña por la hulla (el coque)

Mayor altura en los hornos aumento de la ventilació n

Avivar la combustión del horno

calentamiento del aire soplado

EDAD DEL HIERRO Hierro meteóricos Son extraídos de la tierra (no están puros) El hombre enfrentó primero el problema de tratar de separar el metal nativo del mineral.

Rodea al mineral totalmente con carbón de leña

Los HITITAS a mediados del 2º milenio

Se obtiene hierro Primeros en controlar, monopolizar y fabricas forjado resistente y el hierro maleable, que no eran otra cosa que un tipo Martillear muy primitivo de Hitita fue destruido, los herreros se repetidamente al acero. dispersaron por Oriente Medio, la rojo vivo para producción de este metal aumentó eliminar la escoria considerablemente difundiendo su y las impurezas. tecnología

INVASIONES Antiguas civilizaciones: China, India, Egipto y Mesopotamia

Fueron una tentación irresistible para las demás tribus

Revolución

Empiezan a especializarse en la innovación de armas

Comienzan a domesticar los caballos

Aparecen los jinetes con armas de hierro.

El caballo + carro + jinete + armas de hierro = fuerza y poder

Los chinos

India

Hace 3.000 años, aprendieron a mezclar hierro fundido con hierro forjado para obtener acero auténtico. Las espadas no son para caza sino que están diseñadas exclusivamente para el combate.

Tiene menos de un 1% de carbono y se calienta a entre 750 y 900ºC y el carbono queda disuelto en el hierro

Liu Bang, el primer emperador de la dinastía Han

EDAD MEDIA Con los pueblos bárbaros aparecen las armas de acero : espadas, hachas, lanzas, cascos y escudos Los caballeros y sus caballos aparecen casi totalmente envueltos en hierro

las zonas visibles del caballero estaban tapadas con planchas de acero

Las hachas eran unas de las armas medievales más efectivas

Acero de Damasco Es el acero hecho en la India, llamado wootz. Se conseguía por la unión de trozos de hierro y acero. En Toledo las mejores espadas del mundo durante los siglos XVI y XVII y así comienzan la fabricación de armas blancas.

Acero de Mondragón Cerrajera de Mondragón Tuvo su origen en un modesto taller que fundaron en 1869. Amplia gama productiva que abarcaba desde la cerrajería hasta estufas, planchas de ropa o soportes galvanizados, pasando por los tirafondos y tornillos para ferrocarriles, piezas de arado, etc

Bombines para cerraduras

Tornillería de ferrocarril

Producto de cerrajería

Layas, azadas, rejas de arado, palas, picos, azadones, guadañas, sartenes, rejería, calderos, clavazón, herraduras, y toda clase de utensilios

Llave-pistola del siglo XVI Casco de principios del siglo XVII

Tijeras para esquilar ovejas

Primera siderúrgica 1.300 en Bélgica Primeros hornos de propulsión hidráulica aquí la fuerza hidráulica reemplazó la fuerza humana

En los primeros momentos se uso de la rueda hidráulica vertical Convenientemente acoplada a un eje, para accionar el martillo o mazo que se destinaba a las labores de extracción de impurezas y afinamiento.

COMO INFLUYE EN LA VIDA DEL HOMBRE Gran impulso a la agricultura

Ampliar las zonas de cultivo Hacha

Utensilios agrícolas más duraderos y más sofisticados como las hachas otras herramientas

Lauortza, especie de arado para trabajar la tierra

Daga de hierro de Alaça Hüyük

Se inventó el arado tirado por animales

Buena parte de la producción manufacturera de las ferrerías se plasmó en útiles tan imprescindibles como los clavos.

Ereñozu se comprometían a suministrar conjuntamente anclas y anclotes para la Real Armada

Primera industria de producción de anclas

En el siglo XVIII algunas ferrerías guipuzcoanas centraron su actividad en . Las anclas presentan diversas formas el forjado de anclas

REVOLUCION INDUSTRIAL Esta basada en el acero Durante la Primera Guerra Mundial. Tal fue la demanda de sus productos

Vagones y piezas de ferrocarril serán, sin duda, su producción principal y para acaparar y competir con ventaja en esta línea de mercado Construcciones metálicas: edificios, puentes y obras de todo género Periodo de gran crecimiento, motivado por la demanda creciente tanto del mercado Se fabrican todo tipo de material móvil, locomotoras eléctricas, coches automotores y tranvías, que permiten equipar a la red de ferrocarriles estatales componentes para automóviles

Del Norte de los astilleros Balenziaga de Zumaia

Autobús clase Century

Inicia de esta manera la fabricación de bicicletas

Bicicleta GAC

Máquinas de coser

. Máquina de coser Alfa

Aparatos eléctricos máquina-herramienta

Museo de Máquina Herramienta en Elgoibar

Lavadora Fagor

MODERNIDAD Rascacielos altos

Barcos

Puentes Automóviles: motores y carrocería

Hornos Hornos primitivos Construidos de barro y piedra

Los hornos de cuba construidos con arcilla y piedra

Primer proceso de obtención industrial del acero Inglés B.Huntsman

HORNOS “AL CRISOL”

El crisol es un aparato normalmente hecho de grafito con arcilla que puede soportar elementos a altas temperaturas, ya sea el oro derretido o cualquier otro metal, normalmente a más de 500ºC. Algunos crisoles aguantan temperaturas que superan los 1500ºC.

Altos Hornos

En general los altos hornos tienen un diámetro mayor a 8 m y llegan a tener una altura superior de los 60 m. Están revestidos de refractario de alta calidad.

En 1856 Henry Bessemer Comienzo de la siderurgica

HORNOS BESSEMER El convertidor se carga con chatarra fría y se le vacía arrabio derretido, Posteriormente se le inyecta aire a alta presión con lo que se eleva la temperatura por arriba del punto de fusión del hierro, haciendo que este hierva. Con lo anterior las impurezas son eliminadas y se obtiene acero de alta calidad. Permitió aumentar la producción y crear nuevas aleaciones de acero Este horno ha sido substituido por el BOF

Forma de pera

HORNO BÁSICO DE OXÍGENO (BOF) Este horno fue inventado por Sir Henrry Bessemer a mediados de 1800 La gran diferencia con el horno Bessemer es que a este horno en lugar de inyectar aire a presión se le inyecta oxígeno a presión Con lo que se eleva mucho más la temperatura que en el Bessemer y en un tiempo muy reducido. En aquella época la producción del oxígeno tenia alto costo por lo tanto se inició con la inyección de aire

MATERIAS PRIMAS Aire Extracción Del mineral De hierro

Transporte Del mineral De hierro

Explotación De coque

Transporte Del mineral De coque

Extracción De piedra caliza

Transporte de la piedra caliza

Preparación Del mineral *Lavado *Quebrado *Cribado Preparación De mineral De coque *Refinado *Calentado Preparación De mineral *Lavado *Quebrado *Cribado

Escoria

Alto Horno

Arrabio

Mineral de hierro El principal mineral de hierro es la hematita Contiene 70% hierro

limonita contiene 60% de hierro

Las impurezas mas corrientes del mineral de hierro son con sílice, titanio y fósforo. Los minerales que contienen las cantidades más pequeñas de estas impurezas son los que tienen mas valor.

La mayor parte del mineral se puede extraer a cielo abierto.

Coque El calor requerido para fundir el mineral se obtienen de la combustión del coque El coque es el residuo que queda después de calentar ciertos carbones en ausencia de aire. Es un material duro quebradizo y poroso, que contiene de 85% a 90% de carbono

Piedra Caliza Roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio. Tambien contiene materiales tríticos, como cuarzo o arcilla, lo que puede aportar un color más oscuro que el de la caliza más pura. Su función es remover las impurezas del hierro fundido. Al combinarse con dichas impurezas forman una escoria, que es ligera, flota sobre el metal fundido y que luego es eliminada.

LOS YACIMIENTOS Yacimiento del hierro en Argentina El yacimiento fue descubierto en el año 1944 por Manuel R: Novillo, un apasionado pionero de la búsqueda de minerales en el país. Unos de los yacimiento mas grandes de hierro se encuentra en la provincia de Río Negro en “sierra grande” Aceros Zapla ex Altos Hornos Zapla es un complejo minero forestal siderurgico que se encuentra en el departamento Palpalá, provincia de Jujuy, Argentina. Fue el primer centro siderúrgico de Argentina,

Materia prima chatarra Solo los metales pueden ser utilizados varias veces Tales como calderas, puentes, buques, automóviles, etc., se convierten en chatarra aprovechable. Se necesitan grandes cantidades de chatarras clasificadas La mayor parte de la chatarra llega como subproducto de los procesos de manipulación de metal

La chatarra requiere una clasificación apropiada

Separación completa

tamaños forma clasificación de composición calidades composición de aceros aleados

metales no férricos y férricos aceros aleados de los aceros al carbono

HORNO DE ARCO ELÉCTRICO En 1878 Paul Héroult Utiliza la electricidad para calentar los hornos de acero El método de Héroult es obtener el acero a partir de chatarra de fundición de hierro en hornos de arco eléctrico Se obtienen así productos de alta calidad.

Colada continua Proceso de vaciado del metal fundido a moldes para crear grandes y continuos planchones de acero. Es un proceso muy eficaz y efectivo para la fabricación de varios tipos de materiales de uso comercial

Colada convencional Los moldes se hacen apisonando arenas apropiadas sobre un modelo colocado en el interior de una caja. La caja consiste en un recipiente formado por dos o mas elementos, que permite sacar el modelo. El modelo se retira y el espacio por él ocupado se llena con el metal fundido. Los modelos pueden ser de madera o metálicos; son reproducciones exactas de las piezas que se trata de fabricar, exceptuando que son ligeramente más grandes para compensar la contracción del metal durante su enfriamiento.