Metales Ferrosos
Los metales ferrosos se basan en el hierro, uno de los metales más antiguamente conocidos
por el hombre. Los metales ferrosos, de importancia en la ingeniería, son aleaciones de hierro
y carbono. Se dividen en dos grupos principales: el acero y el hierro fundido. Juntos
constituyen aproximadamente el 85% de las toneladas de metal en Estados Unidos.
1. Proceso de obtención del hierro
El mineral principal para la obtención del hierro es la hematita (Fe2O3). Otros minerales de
hierro son la magnetita (Fe3O4), siderita (FeCO3) y la limonita (Fe3O3-xH2O) (donde el valor
de x es de aproximadamente 1.5).
Los yacimientos de hierro contienen de 50% a 70% de hierro, en función de su ley (ley es el
contenido de mineral en una mena, la mena es un mineral natural del que se puede extraer
metales con beneficio económico, esas se explotan mediante un proceso de minería en
yacimientos minerales también llamados depósitos minerales. Asociado al concepto de
mena, está el de ganga se llama así al conjunto de minerales de ganga, es decir los sin interés
económico, que también constituyen la mena. Las escorias son un subproducto de
la fundición de la mena para purificar los metales. Se pueden considerar como una mezcla
de óxidos metálicos; sin embargo, pueden contener sulfuros de metal y átomos de metal en
forma de elemento.
Otras materias primas necesarias para reducir hierro son el coque y la roca caliza. El coque
es un combustible de carbono alto que se produce por medio de calentar durante varias horas
carbón bituminoso en una atmósfera escasa en oxígeno, para luego rociarle agua en torres de
enfriamiento especiales. El coque desempeña dos funciones en el proceso de reducción: 1) es
un combustible que suministra el calor para las reacciones químicas, y 2) produce monóxido de
carbono para reducir el mineral de hierro. La caliza es una roca que contiene proporciones
grandes de carbonato de calcio (CaCO3). La caliza se utiliza en el proceso como fundente con el
cual reaccionar y retirar las impurezas tales como escoria del hierro fundido.
Fabricación del hierro
Para producir hierro, se coloca una carga de mineral, coque y caliza, en la parte superior de un
alto horno. Un alto horno es una cámara refractaria recta con diámetro de 9 a 11 metros en su
parte más ancha y altura de 40 metros, en el que se fuerzan gases calientes dentro de la parte
baja de la cámara a tasas elevadas para llevar a cabo la combustión y reducción del hierro.
