Introducción a la Tecnología del Acero

Alto Horno

Descripción

Es virtualmente una planta química que reduce continuamente el hierro del mineral. Químicamente, desprende el oxígeno del óxido de hierro para liberar el hierro. Está formado por una cápsula cilíndrica de acero forrada con un material no metálico y resistente al calor. El diámetro de la cápsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total. La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire.

Ventajas del Acero en la Construcción

Resistencia-Peso

• Aumento del espacio disponible debido a la menor sección de vigas y columnas.
• Además, ofrece una gran libertad arquitectónica, ya que el módulo económico en acero es un 60% mayor que en hormigón armado.
• Reducción del tamaño de las fundaciones debido al menor peso propio de la estructura.
• Reducción de los costos de montaje por la eliminación de moldajes, alzaprimas y andamios.
• Reducción de las fuerzas de inercia (fuerzas sísmicas que dependen en gran medida del peso propio de la estructura).

Otras Ventajas

• Versatilidad y adaptabilidad.
• Velocidad de construcción.
• Valor residual (vida útil de 50 años. En todo caso, su desarme es sencillo y se financia fácilmente con el valor residual del esqueleto).

Desventajas del Acero

• Resistencia al fuego.
• Resistencia al frío.
• Resistencia al medio ambiente.

Comportamiento del Acero al Frío

El acero a baja temperatura pierde considerablemente su ductilidad, con lo que disminuye la capacidad de absorción de energía por impacto, transformándose en acero frágil. Por ello es necesario que estructuras expuestas a temperaturas inferiores a -15 ºC, sean fabricadas en aceros especiales con alto contenido de níquel, que disminuye su temperatura de transición.

Elementos que Influyen en las Propiedades del Acero

Elementos que Empeoran al Acero

• Fósforo: es el menos deseable por cuanto confiere alta fragilidad a la masa y afecta la soldabilidad del acero.
• Azufre: reduce tanto la resistencia como la ductilidad.

Elementos que Mejoran al Acero

• Níquel: aumenta la dureza y resistencia sin afectar la ductilidad y soldabilidad. Mejora la resistencia al impacto del material a bajas temperaturas y protege al acero contra la corrosión.
• Silicio: elevar considerablemente el límite de elasticidad y la tensión de ruptura del acero, sin reducir prácticamente su ductilidad.

Carbono en el Acero

Aumenta la resistencia, disminuye la soldabilidad y disminuye la ductilidad.

Combustibles en la Producción de Acero

Agente reductor. Proporcionan el calor necesario para el proceso. Se puede usar:

• Carbón vegetal
• Carbón mineral
• Coque siderúrgico
• Petróleo
• Gas Natural
• Gas de refinería

Siendo el mejor de ellos el Coque.

Fundentes en la Producción de Acero

Tiene la misión de combinarse con las sustancias extrañas que no pueden eliminarse por fusión directa del mineral (ganga), formando escoria de fácil eliminación. Puede ser básico o ácido.

• El mejor fundente básico es la cal viva.
• El fundente ácido más empleado es la sílice.

Perfiles HN

Ventajas

• Doble eje de simetría.
• Máximas propiedades con menor peso.

Nomenclatura

A XX-YY (A: acero, XX=resistencia a tracción en kg/mm², YY=límite de fluencia en kg/mm²)

Comparación de Perfiles

El perfil rectangular es mejor que uno cuadrado, ya que posee mayor inercia, menores deformaciones y resiste mayores momentos.

Fórmulas

• Deformación = PL/AE
• Tensión y = My/I
• Tensión máx = M/W --> W=I/y máx
• Tensión de pandeo = π²E/(l/i)²