Arrabio: especificaciones

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Para proceder a la consideración del arrabio, es necesario comprender la composición general de este producto y sus cualidades. Por lo tanto, el hierro fundido se denomina aleación y consiste en un material como el hierro, el carbono y varias otras impurezas.

Descripción general del hierro fundido

Dependiendo de las impurezas utilizadas para fundir el hierro fundido, sus propiedades también cambian. Sin embargo, hay algunas características que deberían ser compatibles en cualquier caso. Uno de ellos es la fracción de masa de carbono en la composición. Este parámetro debe ser al menos 2,14%. Si el contenido de carbono es menor, ya no es hierro fundido, sino acero. Es importante entender aquí que, como tal, no se produce hierro fundido ordinario. En el proceso de obtención de este material siempre se añaden dos tipos de aditivos al final de la operación, según los cuales se produce la separación en fundición o arrabio. Una de las características de esta materia prima también radica en el hecho de que la temperatura requerida para su fusión es 250-300 grados superior a la del acero. Para fundir esta sustancia se requiere una temperatura de 1200 °C.

Cómo recibirhierro fundido?

Aquí vale la pena señalar de inmediato que la producción de arrabio u ordinaria: estos son procesos casi idénticos y, por lo tanto, no tiene sentido describir ambos. Considere solo la tecnología general de fusión.

Entonces, para obtener esta sustancia, necesita gastar muchos recursos. Las principales materias primas de trabajo son el coque y el agua. Para poder fundir una tonelada de arrabio, se necesitan unos 550 kg de coque o unos 900 litros de agua. Es imposible determinar exactamente la cantidad de mineral que se gastará en el procesamiento de cada lote, ya que su consumo depende completamente del porcentaje de hierro. Sin embargo, no es rentable usar absolutamente ningún mineral, si se mira desde el punto de vista de la economía. Por ello se utilizan materias primas que contienen desde un 70% de hierro en su composición y más. También es importante señalar que antes de la fundición, el mineral se enriquece, y solo después de ingresar al alto horno, es en ellos donde se lleva a cabo el proceso de producción de hierro. Los hornos eléctricos fundieron solo el 2% de la cantidad total de material.

Primera etapa

Todo el proceso de fundición se divide en varias etapas interconectadas.

El procedimiento comienza con el hecho de que el mineral se carga en el horno del horno, que contiene mineral de hierro magnético. Además, se puede usar un mineral que contiene óxido de hierro hidratado o una sal del mismo. Junto con la carga del mineral de trabajo, los carbones de coque también se cargan en el horno. Su tarea principal es mantener altas temperaturas. Para derretir el mineral más rápido yobtener acceso al hierro, el flujo se envía al horno. La sustancia que es un catalizador contribuye a la descomposición más rápida del mineral.

Es importante señalar aquí que antes de cargarlo en el horno, el mineral generalmente pasa por el proceso de trituración, lavado y secado. Todos estos pasos contribuyen a la eliminación del exceso de impurezas, así como a un aumento en la velocidad de fusión.

Segunda etapa

La segunda etapa de la fundición de arrabio se inicia cuando todos los materiales necesarios se han cargado en el alto horno. Se encienden los quemadores, que calientan el coque, que calienta el mineral. Es importante saber que cuando se calienta, el coque comienza a emitir carbono al aire, el cual lo atraviesa, reacciona con el oxígeno y forma un óxido. Esta sustancia volátil participa activamente en los procesos de valorización. Sin embargo, este proceso continúa mientras quede aire en el horno. Cuanto más gas hay dentro del alto horno, más débil es este efecto y, con el tiempo, se detiene por completo. Cuando llega este momento, todo el gas presente en el interior del horno sale para mantener una temperatura alta en el interior de la unidad.

Todo el exceso de carbono se mezcla con la sustancia fundida, es absorbido por el hierro, que forma hierro fundido. Todos los elementos que no se han derretido durante el proceso de fusión flotan hacia la superficie, de donde son removidos. Una vez que se completa este proceso de purificación, llega un momento en que se agregan varios aditivos a la materia prima fundida. Qué tipo de hierro fundido resultará como resultado depende dequé tipo de aditivos se utilizarán.

¿Qué arrabios?

Si consideramos la sustancia de conversión con más detalle, podemos notar varias cualidades distintivas. En primer lugar, el contenido de manganeso y silicio en la composición es mucho menor y, en segundo lugar, se utiliza para producir acero mediante el método del convertidor de oxígeno. Si hablamos de hierro fundido, entonces se utiliza para la producción de una amplia variedad de productos. También es importante señalar aquí que todo el material perteneciente a este grupo se divide en varios tipos.

Además, debe saber que, según su composición, el arrabio se divide en clases:

• P1 y P2 son las marcas de una sustancia de reelaboración común;
• PF1, PF2 y PF3 son materias primas de fósforo;
• PVK1, PVK2 y PVK3 son un grupo de hierro fundido de alta calidad;
• El arrabio PL 1 y PL2 es una categoría de materiales relacionados con la producción de fundición.

A modo de ejemplo, podemos considerar el contenido de estas sustancias en materias primas con un índice de calidad medio. El contenido de Si es de 0,2 a 0,9 %, Mn es de 0,5 a 1,5 %, P no supera el 0,3 %, S no supera el 0,06 %.

Características de la composición química

Si consideramos la composición química requerida por las especificaciones, debemos señalar una característica importante. El objetivo principal del arrabio es fundirse en acero y, por lo tanto, los requisitos para su calidad y composición están determinados por los procesos de fabricación de acero.

Una de las debilidades de este proceso tecnológico eraque no es capaz de hacer frente a una impureza como el azufre. Y dado que la principal diferencia entre el hierro fundido y el acero es el contenido de carbono, queda claro que la tarea principal que debe realizarse es la eliminación del carbono de la composición. Para lograr este objetivo, es necesario que la composición química permita que se produzca el proceso de oxidación. Es a través de la oxidación del carbono que se elimina del arrabio.

Sin embargo, aquí es necesario entender que cuando el carbono se oxida, otras impurezas también se verán afectadas: silicio, manganeso y, en menor medida, hierro. Las sustancias obtenidas durante este proceso se denominan óxidos, luego de lo cual se transfieren a la descarga de escoria. El producto final de dicha industria es la escoria ferruginosa: estos son desechos con un alto contenido de hierro, lo que complica significativamente la eliminación de azufre de la composición. Por esta razón, la fracción de masa del elemento S debe ser mínima en la composición del arrabio.

Reciclaje en otros dispositivos

Dependiendo del método por el cual el hierro fundido se transformó en acero, se presentarán diferentes especificaciones para la composición.

Usando un dispositivo convertidor de oxígeno, puede deshacerse de impurezas como el fósforo. Cuanto mayor sea la fracción de masa de este elemento, mayor será la fragilidad en frío de las materias primas (agrietamiento a bajas temperaturas).

Si tomamos, por ejemplo, hornos de hogar abierto, pueden fundir hierro fundido en casi cualquier tipo de acero. Sin embargo, es importante controlar el contenido cuantitativo de fósforo y silicio. Cómocuanto mayor sea la fracción de masa de estos elementos, más costoso será el proceso de reelaboración. Además, el tiempo requerido para completar el trabajo aumenta considerablemente. Por ello, su contenido en la composición del material no debe superar los valores medios según la documentación técnica. Cabe señalar que el contenido de manganeso en el arrabio no está limitado. Esto se debe a que contribuye a los procesos asociados a la eliminación del azufre.

El arrabio se caracteriza por el hecho de que su contenido de silicio es mayor, hasta un 1,2 %.

Estándar estatal

Al igual que con otros materiales industriales, el hierro fundido debe fabricarse de acuerdo con reglas estrictas, descritas en la norma estatal. Para el arrabio, GOST 805-95 establece todas las condiciones técnicas según las cuales debe crearse. El contenido cuantitativo de todos los elementos químicos en cada uno de los grupos está regulado.

Requisitos técnicos de GOST

La documentación indica los puntos que deben observarse en cualquier caso, y existen aquellos que establece el consumidor en virtud de un acuerdo con el fabricante.

La primera categoría incluye las siguientes reglas:

1. Los grados de arrabio relacionados con PL1 y PL2 deben entregarse en los sitios de procesamiento con la indicación obligatoria de la fracción de masa de carbono en la composición.
2. Si el arrabio se funde a partir de minerales que contienen cobre, entonces la fracción de masa de este elemento no debería superar el 0,3%.
3. La producción de este material se realiza enlingotes, sin pinchazos, con un pinchazo o dos pinchazos como máximo. En lugares de pellizco, el grosor del lingote (lingote) no debe exceder los 50 mm.
4. La masa de un cerdo no debe exceder valores tales como: 18, 30, 45, 55 kilogramos.
5. No debe quedar ningún residuo de escoria en la superficie de estas unidades.

Requisitos del cliente

GOST 805 para arrabio también regula varios requisitos técnicos que el consumidor tiene derecho a establecer al realizar el pedido al fabricante. Estos incluyen los siguientes elementos:

1. Los grados de arrabio relacionados con PL1 y PL2 deben producirse con una fracción de masa de carbono en la composición del 4 al 4,5 % inclusive.
2. Si consideramos los mismos grados PL1 y PL2, que posteriormente se utilizarán para la fabricación de piezas fundidas de hierro fundido con grafito nodular, entonces la fracción de masa de cromo en dicha sustancia no debe exceder el 0,04%. Además, en la fabricación de arrabio de alta calidad según GOST, para la producción posterior de anillos de pistón, el contenido de manganeso debe limitarse al 0,3 % y el cromo al 0,2 %.
3. Si no hay solicitudes especiales, se debe fabricar material ordinario reciclado y de alta calidad con un contenido de manganeso superior al 1,5 %. Si se produce arrabio del grupo del fósforo, entonces el contenido de fósforo es superior al 2%.
4. La fracción de masa de silicio en grados como PL1, PF1 y PVC1 debe ser superior al 1,2 %.
5. Un punto muy importante es el contenido de azufre, que no se permite más del 0,06% en los tipos de hierro fundido P1, P2 y PL1, PL2.

Aceptación ycontrol de calidad

El documento también establece las reglas para la recepción de mercancías y las operaciones de control de calidad.

Este material solo puede aceptarse en lotes. Se considera lote el hierro fundido perteneciente a la misma marca, grupo, tipo y tipo, y que además cuente con un documento que acredite la calidad del producto. En la mayoría de los casos, dichos documentos indican: la marca comercial de la empresa que fabricó el producto; nombre de la empresa que actúa como consumidor; marca, grupo, clase y categoría de hierro fundido, sello de control y algunos artículos más.

Si hablamos de métodos de control, aquí es necesario verificar la calidad de los copos. No es necesario usar lupas para esto. Para realizar el control de calidad de los copos se utiliza el método acordado entre el consumidor del producto y el fabricante. Si la masa del lote es de hasta 20 toneladas, se toman 10 muestras de escamas de diferentes lugares. Si la masa supera las 20 toneladas, se deben tomar 20 muestras de la superficie del hierro fundido.

Calidad estructural

Vale la pena agregar que existe una división especial del hierro fundido en tipos como: blanco, gris, maleable, de alta resistencia. La división en tipos se realiza en función de la estructura del material.

Por ejemplo, la categoría de hierro fundido blanco es ese lote de material en el que todo el carbono está en un estado químicamente ligado y también tiene la apariencia de cementita. Debido a la presencia de esta sustancia, el color del hierro fundido se vuelve blanco, de ahí el nombre.

Si hablamos de fundición gris, aquí la principal cualidad diferenciadora es el carbono,que se presenta en forma de grafito con forma de placas curvas o escamas. Debido a la gran cantidad de estos elementos, la fractura del hierro fundido tiene un color gris. Una aleación de hierro y carbono se produce en grandes cantidades en China, Japón, Rusia, India, Corea del Sur y Ucrania.