TEMA
#1
1. Metalurgia
Es la técnica de la obtención y tratamiento de
los metales desde minerales metálicos hasta los no 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 menas, 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
2. Historia de la metalurgia
El cobre fue uno de los
primeros minerales trabajados por el hombre, ya que se lo encuentra en estado
casi puro (cobre nativo) en la naturaleza. Junto al oro y la plata fue
utilizado desde finales del Neolítico, golpeándolo, al principio, hasta dejarlo
plano como una lámina. Después, como consecuencia del perfeccionamiento de las
técnicas cerámicas, se aprendió a fundirlo en hornos y vaciarlo en moldes, lo
que permitió fabricar mejores herramientas y en mayor cantidad. Posteriormente
se experimentó con diversas aleaciones, como la del arsénico, que produjo cobre
arsenicado, o la del estaño, que dio lugar al bronce.
El proceso de adquisición de
los conocimientos metalúrgicos fue diferente en las distintas partes del mundo,
siendo las evidencias más antiguas de fundición del plomo y el cobre del VII
milenio a.C., en Anatolia y el Kurdistán. En América no hay constancia hasta el
I milenio a.C. y en África el primer metal que se consiguió fundir fue el hierro,
durante el II milenio a.C.
El hierro comenzó a ser
trabajado en Anatolia hacia el tercer milenio a. C.. Este mineral requiere
altas temperaturas para su fundición y moldeado, para ser así es más maleable y
resistente. Algunas técnicas usadas en la antigüedad fueron el moldeo a la cera
perdida, la soldadura o el templado del acero. Las primeras fundiciones
conocidas empezaron en China en el siglo I a. C., pero no llegaron a Europa
hasta el siglo XIII, cuando aparecieron los primeros altos hornos.
El empleo de los metales se
debió, inicialmente, a la necesidad que se creó el hombre de utilizar objetos
de prestigio y ostentación, 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.
·
El
trabajo se especializó y diversificó.
·
Aumentaron
los intercambios.
·
Se
institucionalizó la guerra
En la Edad Media la metalurgia estaba muy
ligada a las técnicas de purificación de metales preciosos y la acuñación de
moneda
3. Etapas de un proceso metalúrgico
Ø
Concentración
del mineral: Consiste en separar de éste la mayor cantidad posible de ganga
mediante distintos métodos.
Ø
Levigación:
Se utiliza la mena y la ganga tienen muy diferente densidad. El mineral es
sometido a una corriente de agua que arrastra a las partes menos pesadas, y las
más pesadas ( mena ) va al fondo.
Ø
Separación
magnética: Se utiliza cuando la mena presenta propiedades magnéticas (hierro).El
mineral se pasa por una cinta en la cual hay un electroimán, la ganga cae al
suelo y la mena queda pegada a la cinta.
Ø
Flotación:
Procedimiento que se utiliza cuando la mena no es mojada por agua pero si por
el aceite, el mineral finalmente triturado se mete en en un deposito con agua
agitando la mezcla, la mena flota y la ganga se hunde.
Ø
Tostación
o calcinación: Tiene por objeto transformar el mineral en oxido para después
proceder a su reducción.
Ø
Tostación:
se realiza cuando el metal es un sulfuro.
Ø
Calcinación:
se realiza cuando el metal es un carbono o un hidróxido.
Ø
Reducción:
Una vez está el mineral en forma de óxido, la reducción tiene por objeto
separar el metal, en estado libre, los óxidos correspondientes a los metales de
pequeño potencial de oxidación, se reduce mediante carbón, hidrógeno u otro
metal.
Ø
Los
óxidos de los alcalinos, de aluminio, tienen potencial de oxidación muy
elevada, son difícilmente reducibles por lo que se emplea la vía electrónica
partiendo sus sales.
Ø
Afino:
Proceso destinado a eliminar las impurezas de los metales y purificarlos del
todo.
4. Metalurgia extractiva
Área de la metalurgia en donde
se estudian y aplican operaciones y procesos para el tratamiento de minerales o
materiales que contengan una especie útil (oro, plata, cobre, etc.),
dependiendo el producto que se quiera obtener, se realizarán distintos métodos
de tratamiento.
·
Objetivos de la metalurgia extractiva
v
Utilizar
procesos y operaciones simples;
v
Alcanzar
la mayor eficiencia posible;
v
Obtener
altas recuperaciones (especie de valor en productos de máxima pureza);
v
No
causar daño al medio ambiente.
·
Etapas de la metalurgia extractiva
1. Transporte y almacenamiento
2. Conminación
3. Clasificación
4. Separación del metal de la
ganga
5. Purificación y refinación
TEMA #2
La metalurgia y la ingeniería en
mantenimiento
El Ingeniero Metalúrgico
procesa los materiales metálicos transformándolos en materia prima, útiles en
la industria. Interviene en el proceso de los productos de la minería y con
ayuda de la electricidad, la química y la mecánica, contribuye con nuevos materiales,
metales y aleaciones, para la transformación de automóviles, dinamos, motores,
refrigeradores, estructuras metálicas y toda clase de equipos y mecanismos para
satisfacer necesidades humanas.
El
ingeniero de mantenimiento lleva a cabo la supervisión y ejecución de actividades
de campo y de taller relacionadas con el mantenimiento de equipos o instalaciones
industriales, así como las actividades administrativas relacionadas con dicho
mantenimiento. Aplica e interpreta, con carácter científico, los resultados de
la experiencia y la investigación en la conservación de equipos.
Las instalaciones de proceso en las operaciones mineras y metalúrgicas
requieren un importante mantenimiento. SmartPlant Engineering & Schematics
ofrece la solución para diseñar la instalación con energía y requerimientos de
control apropiados, permitiendo un acceso a datos mejorado para el
mantenimiento y disminuir la frecuencia y la duración de las incidencias de
mantenimiento. El diseño de grandes equipos prefabricados e integración con las
redes de distribución de energía están cubiertos con SmartPlant Engineering
& Schematics.
Metalurgia extractiva.
Las empresas del sector de metales y minería esperan soluciones de
Intergraph que sirvan para cada fase de proceso del ciclo de vida de diseño e
ingeniería. Con nuestras soluciones, se puede potenciar la interoperabilidad y
enfoque únicos asociados al desarrollo de soluciones para diseño e ingeniería.
Para una instalación típica, entre el 10 y 15 por ciento de coste total
está dedicado al diseño de ingeniería y entre el 70 y 80 por ciento al
material. El material excedente fruto de una gestión de materiales no
óptima, a veces cercano al 5%, puede provocar la pérdida de millones de
dólares. Sin una gestión continuada y un rendimiento del proyecto en
tiempo real, es difícil tomar las acciones correctivas apropiadas para prevenir
los retrasos. Estos retrasos pueden ser en ocasiones más costosos cuando se
descubren tarde y retrasan las operaciones. La industria de los metales y la
minería proporciona materias primas básicas que necesitan los sectores
principales de la economía mundial.
Este mercado está cambiando rápidamente. Por
ejemplo, las economías en desarrollo de América del Sur y Asia han creciente
consumo de materias minerales para satisfacer las demandas de mejores niveles
de vida. Soluciones de Intergraph
pueden ayudar a los metales y la industria minera.
TEMA #3
Las
latas son primero separadas de los residuos sólidos normalmente usando un
separador electromagnético. Estas se cortan en piezas pequeñas y de igual
tamaño para minimizar el volumen y facilitar el trabajo de las máquinas que
trabajan con el material. Se limpian estos trozos química o mecánicamente.
Luego se hacen grandes bloques para minimizar el efecto de la oxidación cuando
se fundan, pues la superficie del aluminio se oxida instantáneamente cuando se
expone al oxígeno. Se cargan los bloques en los altos hornos y se calientan a
750°C ± 100°C para conseguir aluminio fundido. Se retira la escoria y el
hidrógeno disuelto y se desgastifica.
El
aluminio fundido disocia rápidamente el hidrógeno del vapor de agua y de los
contaminantes hidrocarbonados. Se toman muestras para un análisis
espectroscópico. Dependiendo del producto final deseado, se añade a la mezcla
aluminio de alta pureza, para conseguir unas especificaciones adecuadas para la
aleación. Las 5 aleaciones de aluminio más usadas son, aparentemente, aluminio
6061, aluminio 7075, 1100, 6063, y 2024.5 El alto horno se abre, se sangra el
aluminio fundido y se repite el proceso para un nuevo lote de metal desechado.
Dependiendo del producto final puede ser moldeado en lingotes, molduras o
barras en forma de grandes bloques para su posterior laminación, atomización,
extrusión, o transporte en estado fundido a otras instalaciones de fabricación.
