INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO PÚBLICO
“JOSÉ PARDO"
ACEROS
CARRERA PROFESIONAL DE:
CONSTRUCCIÓN CIVIL.
ALUMNOS
- BORDA LICAS Noé
- JAIME CAMACHO Darwin
- DEL VALLE RAMOS Rodolfo T
- CAMPOS KU César
- CASTRO HUARACA Frank
PROFESOR
- VICTOR ROJAS SANTILLÁN
DEDICATORA
A Dios por iluminar nuestra vida,
a nuestros padres por apoyarnos
a salir adelante y en especial al
público lector.
I
PRÓLOGO
Los integrantes de esta monografía nos hemos esforzado en ofrecer a todos los lectores esta investigación que informa la gran importancia que tiene EL ACERO en la construcción y otras especialidades relacionadas con el uso del ACERO.
La publicación de esta investigación es una muestra de nuestro esfuerzo y dedicación; cristalizando así los datos necesarios para un buen entendimiento del lector.
Este trabajo esta presentado con el orden y respeto debido, para que el lector pueda asimilar adecuadamente, la información y le sirva de ayuda en sus posteriores trabajos.
II
INTRODUCCIÓN
El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. Fundamentalmente se emplea en la producción de acero, la aleación de hierro más conocida, consistente en aleaciones de hierro con otros elementos, tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material.
Los aceros son aleaciones de hierro y carbono, en concentraciones máximas de 2,11% de carbono en peso aproximadamente. El carbono es el elemento de aleación principal, pero los aceros contienen otros elementos. Dependiendo de su contenido en carbono se clasifican en: acero bajo en carbono, acero medio en carbono, acero alto en carbono, acero inoxidable y aceros al carbono.
El acero es indispensable debido a su bajo precio y dureza, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios, vehículos, sistemas de tuberías, motores, válvulas y engranajes.
ACEROS
Se ha escuchado hablar del ACERO pero en realidad sabemos a ciencia cierta de que se trata:
1.2.- FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
· ¿Qué es el acero?
· ¿ Para que sirve?
· ¿ de que esta compuesto?
1.3.- OBJETIVOS GENERALES Y ESPECIFICOS
OBJETIVOS GENERALES
Dar a conocer las propiedades del acero, el proceso de fabricación y el uso que se le da a este.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
1. Conocer la historia del acero, procesos y funciones
2. Ayudar a los interesados a saber utilizar el acero.
3. La relación que existe entre el medio ambiente y el acero.
IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION
Este trabajo es importante porque:
- Nos permitirá aplicar nuestros conocimientos y resolver nuestras incógnitas con respecto al ACERO.
- Nos ayudara a interpretar adecuadamente las definiciones del tema investigado para una adecuada y correcta aplicación.
CAPITULO I
ACEROS
1.1.-DEFINICION:
El Acero no es el rey de los metales, pero es el mas popular de ellos. Aunque resulte paradójico el acero no es un metal químicamente hablado, sino es una aleación entre un metal (hierro)y un metaloide (carbono de asta 2.25% incrementado al hierro) también se le añade otros elementos como el Níquel, Cromo, Silicio, etc.
1.2.-DESCRIPCION DE DEFINICION :
Es hierro altamente refinado más del 98%.El Acero es un material de construcción de superior calidad, es 100% reciclable e inorgánico.
No se tuerce, raja, rompe o cambia de forma, longitud; tiene el mas alto ratio de fuerza a peso de cualquier material de construcción.
Es invulnerable a termitas o cualquier tipo de fungí u organismo. Su alto nivel de fuerza resulta en estructuras más seguras; requiere menor mantenimiento y un proceso más despacioso en su larga vida económica.
Acero es mas liviano que cualquier otro material para enmarcados o paneles.
Permite paredes rectas y esquinas cuadradasVentanas y puertas cierran como deben hacerlo.
Produce hasta un 20% menos desperdicio o material no aceptable.
Su calidad es consistente y constante, es producido dentro de estrictos estandartes nacionales, no variaciones regionales.
1.3.- HISTORIA DEL ACERO:
Aportado por Pamela K. Castro González. "1.000 A.C.: una piel de acero" Acero es el nombre que se da al hierro que contiene una cantidad determinada de carbono (hasta 3,5%) que le otorga mayos resistencia y dureza. Hacia el 1.000 A.C. se fabricaba acero en el Próximo y Medio Oriente y en la India. Después de forjar el hierro con martillos, los artesanos endurecían la superficie de sus herramientas y armas calentándolas en carbón de leña al rojo vivo.
“ACERO" En realidad conseguían una especie de acero: el hierro absorbía carbono de las brasas y se formaba una "piel" de acero en la superficie. "200 A.C.: los indios, fabricantes de acero". Hacia el 200 A.C., los artesanos de la India dominaban ya un método mejor para producir acero. Colocaban trozos de hierro carbonado o con "piel" de acero en un recipiente de arcilla cerrado, o crisol, y lo calentaban intensamente en un horno. El carbono se distribuía gradualmente a través del hierro y producía una forma de acero mucho más uniforme. "1740: redescubrimiento del acero al crisol".
En 1740, el inglés Benjamín Huntsman redescubrió el procedimiento indio por casualidad, al calentar una mezcla de hierro y una cantidad cuidadosamente medida de carbón vegetal en un crisol. Pese a la invención de otros procedimientos, siguió prefiriéndose el método del crisol para obtener acero de alta calidad, hasta que en 1902 se inventó el horno eléctrico. "1856: convertidor Bessemer". En 1856, el inventor inglés Henry Bessemer patentó un método más barato para fabricar acero en gran escala. Un chorro de aire atravesaba el hierro fundido y quemaba todo el carbono necesario para obtener el acero. Bessemer construyó un recipiente cónico de acero forrado de ladrillos refractarios que se llamó convertidor y que se podía inclinar para vaciarlo. El hierro fundido se vertía en el convertidor situado en posición vertical, y se hacía pasar aire a través de orificios abiertos en la base. El "soplado", que duraba unos veinte minutos, resultaba espectacular. El primer acero fabricado por este método era quebradizo por culpa del oxígeno absorbido. "1864: horno de solera abierta". El mismo año en que Bessemer presentó su procedimiento, los hermanos de origen alemán William y Friedrich Siemens estaban desarrollando un método para precalentar el aire inyectado a los hornos. A cada extremo del horno colocaron cámaras de ladrillos entrecruzados que se calentaban con los gases de la combustión y caldeaban después el aire que se inyectaba en el horno. Dos años más tarde, los hermanos Siemens patentaron un horno de solera para acero que incorporaba sus precalentadores o "regeneradores". Pero no tuvo éxito hasta que lo mejoraron dos hermanos franceses, Pierre y Emile Martín, en 1864. "1902: acero por arco eléctrico". William Siemens había experimentado en 1878 con la electricidad para calentar los hornos de acero.
Pero fue el metalúrgico francés Paul Héroult (coinventor del método moderno para fundir aluminio) quien inició en 1902 la producción comercial del acero en horno eléctrico. Se introduce en el horno chatarra de acero de composición conocida y se hace saltar un arco eléctrico entre la chatarra y grandes electrodos de carbono situados en el techo del horno.
El calor desarrollado por el arco funde la chatarra y produce un acero más puro que el que ha estado en contacto con los gases de combustión. Se puede añadir mineral de acero para alterar la composición del acero, y cal o espato flúor para absorber cualquier impureza. "1948: proceso del oxígeno básico". Tras la segunda guerra mundial se iniciaron experimentos en varios países con oxígeno puro en lugar de aire para los procesos de refinado del acero. El éxito se logró en Austria en 1948, cuando una fábrica de acero situada cerca de la ciudad de Linz y de Donawitz desarrolló el proceso del oxígeno básico o L-D. "1950: fundición continua". En el método tradicional de moldeo, el acero fundido del horno se vierte en moldes o lingotes y se deja enfriar. Luego se vuelven al calentar los lingotes hasta que se ablandan y pasan a trenes de laminado, donde se reducen a planchas de menor tamaño para tratamientos posteriores.
CAPITULO II
CLASIFICACION DEL ACERO
Los aceros se agrupan en cinco clases principales:
2.1.-ACEROS AL CARBONO:
2.2.-ACEROS ALEADOS
Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros se emplean, por ejemplo, para fabricar engranajes y ejes de motores, patines o cuchillos de corte.
2.3.-ACEROS DE BAJA ALEACION ULTRARESISTENTES
Esta familia es la más reciente de las cinco grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo que sería necesario en cada caso de emplear acero al carbono. Además, como los vagones de acero de baja aleación pesan menos, las cargas pueden ser más pesadas. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.
2.4.-ACEROS INOXIDABLES:
Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean muchas veces con fines decorativos.
El acero inoxidable se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales. También se usa para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos, ya que resisten a la acción de fluidos corporales. En cocinas y zonas de preparación de alimentos, los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya que no oscurezca los alimentos y puede limpiarse con facilidad.
Estos aceros se utilizan para fabricar muchos tipos de herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas empleadas en diversas operaciones de fabricación. Contiene volframio, molibdeno y otros elementos de aleación, que les proporciona mayor resistencia, dureza y durabilidad.
CAPITULO III
PROPIEDADES DEL ACERO
Sus propiedades son:
• Resistencia al desgaste.
Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.
• Tenacidad.
Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto).
• Maquinabilidad.
Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
• Dureza.
Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.
CAPITULO IV
FABRICACION DEL ACERO
4.1.-FABRICACION POR LA EMPRESA : ACEROS AREQUIPA S.A
Una Empresa peruana dedicada a la fabricación de hierro corrugado, alambrón para la construcción y derivados de hierro a nivel nacional y poca proporción a Bolivia.
Los insumos utilizados por Aceros Arequipa son el hierro Esponja y la chatarra.
a) HIERRO ESPONJA:
Este elemento se obtiene mezclando carbón, hierro y caliza y sometiendo al proceso de reducción directa inyectando carbón para así eliminar el oxigeno del mineral. El hierro esponja representa el 30% de materia prima de aceros Arequipa.
b) CHATARRA:
Representa el 70% de materia prima para la fabricación del Acero en dicha empresa. Este insumo tan solo se le compra al Perú el 15% ya que este país no puede abastecerlo con todo teniendo que importarla especialmente de EE UU.
La chatarra es tratada cuidadosamente separándola por tipo y luego fragmentándole para una buena utilización
Una vez obtenidos los 2 insumos principales se inicia la producción del Acero pasando por diferentes etapas y rigurosos tratamientos para luego adquirir forma de palanquillas después se obtiene los productos necesarios o requeridos dándole, un código único su información del proceso de fabricación.
4.2.-FABRICACION POR LA EMPRESA SIDER PERU S.A :
Sider Perú (Empresa Siderúrgica del Perú S.A.A.) es la principal empresa siderúrgica del Perú. Desde 1956 se dedica a la fabricación y comercialización de productos de acero de alta calidad. El Complejo Siderúrgico, ubicado en la ciudad de Chimbote, está instalado en un extenso terreno de aproximadamente 600 hectáreas y tiene una capacidad de producción superior a las 500 mil toneladas de productos terminados de acero.
Cuenta para ello con un Alto Horno, el único del país, hornos eléctricos con su respectiva Planta de Hierro Esponja. Además tiene una moderna colada continua, que en conjunto aseguran su total operatividad.
Tiene instalaciones de reducción, aceración, laminación de productos planos, laminación de productos no planos, productos planos revestidos, productos tubulares, viales y numerosas instalaciones auxiliares. Para el abastecimiento de sus principales insumos, tiene un muelle habilitado para recibir embarcaciones hasta de 50 mil toneladas.
El acero utilizado en la fabricación de las barras de construcción en horno a partir de mineral de hierro virgen, lo que le otorga mayor flexibilidad y resistencia.
CAPITULO V
PRODUCTOS HECHOS CON ACERO
ALAMBRE.- Producto terminado como resultado de trefilar el alambrón.
ALAMBRON.-Laminado en redondo superior a 6mm, se obtienen en rollos generalmente para la fabricación del alambre o para la construcción.
BARRAS.- Son productos de acero uniforme obtenidos por laminación en caliente a partir de palanquillas. Pueden ser redondas o cuadradas.
CABILLA.- Barra de acero redonda con superficie liza usada en la construcción.
CHAPA FINA.- Producto en forma de lamina con espesor menor de 6mm.
CHAPA GRUESA.-Producto plano de acero, con espesores entre 6 y 76mm.
LINGOTE.-Pieza de acero solidificado de dimensiones variables y empleado como materia prima para el laminado.
PALANQUILLAS.- Productos semi elaborados de sección transversal cuadrada mayor o igual a 1660mm2. Su longitud es de 3 a 15m
PLATINA.- Barra plana de sección rectangular laminada en caliente
HOJALATA.- Producto plano de acero laminado en frio recubierto con estaño.
CAPITULO VI
RELACION DEL ACERO CON EL MEDIO AMBIENTE
La protección de medio ambiente es una de las temáticas que a irrumpido con gran fuerza en este proceso de economía moderna en el cual hoy estamos viviendo y, sobre todo, concientizando a la gente.
El acero en este sentido nos da una gran ayuda, pues posee ventajas notables frente a otros materiales ya que por sus características lo hace fácilmente reciclable. Esto es fácil de comprobar en el mundo y en nuestro país.
El concepto de desarrollo sostenible implica que el crecimiento económico no debe afectar las generaciones futuras, lo que lleva implícita la conservación de los recursos naturales, la producción limpia y la relación con el medio ambiente teniendo en cuenta los siguiente:
- Protección de la atmósfera
- Administración de la sustentabilidad de la tierra.
- Conservación del la diversidad biológica.
- Protección y manejo de los océanos y aguas.
- Usos seguro de elementos tóxicos.
- Manejo de residuos sólidos y aguas negras.
- Manejo de residuos radiactivos.
CONCLUSIONES
1.- La gran importancia que a tenido y sigue teniendo el acero en la fabricación de innumerables productos que han conllevado a la superación de muchas ciudades y países puesto que a formado parte de una gran revolución industrial
2.- La fabricación de hierro y acero implica una serie de procesos complejos, mediante los cuales, el mineral de hierro se extrae para producir productos de acero, empleando coque y piedra caliza. Los procesos de conversión siguen los siguientes pasos: producción de coque del carbón, y recuperación de los subproductos, preparación del mineral, producción de hierro, producción de acero, y fundición, laminación y acabado.
3.-Se pueden realizar estos pasos en una sola instalación, o en varios lugares completamente separados. En muchos países en desarrollo, es fabricado el acero de chatarra, en un horno de arco eléctrico. Una forma alternativa para producir el acero es la de la reducción directa, utilizando gas natural e hidrógeno. El producto de este proceso, hierro esponjoso, se convierte en acerco en un horno de arco eléctrico; luego se funden los lingotes, y para esto se producen los productos no planos con una o dos laminadoras.
4.-La industria de acero es una de las más importantes en los países desarrollados y los que están en vías de desarrollo. En los últimos, esta industria, a menudo, constituye la piedra angular de todo el sector industrial. Su impacto económico tiene gran importancia, como fuente de trabajo, y como proveedor de los productos básicos requeridos por muchas otras industrias: construcción, maquinaria y equipos, y fabricación de vehículos de transporte y ferrocarriles.
5.-Durante la fabricación de hierro y acero se producen grandes cantidades de aguas servidas y emisiones atmosféricas. Si no es manejada adecuadamente, puede causar mucha degradación de la tierra, del agua y del aire En los siguientes párrafos, se presenta una descripción breve de los desperdicios generadas por los procesos de fabricación de hierro y acero.
BIBLIOGRAFIA
AUTOR DEL LIBRO.- CORPORACION ACEROS AREQUIPA S.A.
TITULO DEL LIBRO.- El acero, lo que hay que saber.
EDITORIAL.- GRUPO S.R.L. SHELL343- primera edición.
LIMA-PERU AÑO 2000 PAG. 350.
Www. Hierro y acero.com.htm
ENCICLOPEDIA ENCARTA
TITULO ACERO
AÑO 2008
MONOGRAFIAS .COM
AUTOR Alvania Contreras.
INDICE
Pagina
PORTADA…………………………………………………………………………............. 1
DEDICATORIA……………………………………………………………………….......... 2
PROLOGO……………………………………………………………………………...... ... 3
INTRODUCCION…………………………………………………………………….. .... 4
TITULO: ACEROS……………………………………………………………………....... 5
1.1Presentacion del problema…………………………………………………………. 5
1.2formulacion de problemas…………………………………………………………….5
1.3 Objetivos generales y específicos………………………………………………… 5
IMPORTANCIA DELA INVESTIGACION……………………………………….. 6
CAPITULO I
ACEROS………………………………………………………………………………….......... 7
1.1 Definición……………………………………………………………………………..........7
1.2 Descripción de la definición………………………………………………………..... 7
1.3 Historia del acero ………………………………………………………………….........8
CAPITULO II
CLASIFICACION DEL ACERO …………………………………………………….... 10
2.1 Aceros al carbono ………………………………………………………………....... 10
2.2Aceros aleados …………………………………………………………………........... 10
2.3 Aceros de baja aleación ultrarresistentes …………………………………… 10
2.4 Aceros inoxidables ………………………………………………………………....... 11
2.5 Aceros de herramientas ………………………………………………………….... 11
CAPITULO III
PROPIEDADES DEL ACERO ……………………………………………………........ 12
CAPITULO IV
FABRICACION DEL ACERO ……………………………………………………....... 13
4.1 Fabricación por aceros Arequipa …………………………………………….... 13
4.2 Fabricación por Sider Perú …………………………………………………... .. 14
CAPITULO V
PRODUCTOS HECHOS CON ACERO ………………………………………… .... 15
CAPITULO VI
RELACION DEL ACERO CON EL MEDI AMBIENTE……………………… 16
CONCLUCIONES…………………………………………………………………. ......... 17
BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………… .......... 18
