“Mol cantidad de sustancia, producción de acero y estequiometria”.

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Para eliminar las impurezas y el carbono en exceso se usan los convertidores, que mediante calentamiento e inyección de gases convierten la mezcla en acero, que no es más que hierro con carbono, al que se puede añadir la proporción deseada de otros elementos.

- Explica, ¿cuál es el proceso de obtención del acero?

A la fabricación del acero se destina aproximadamente el 75% del arrabio que se produce en los altos hornos.

El acero se obtiene en el horno convertidor a través de una operación que se denomina afino, uno de los métodos más empleados para realizar el afino es el sistema de inyección de oxígeno (LD).

- ¿Qué elementos químicos contiene el acero?

Aluminio, Azufre, Carbono, Boro, Cobalto, Cobre, Cromo, Fósforo, Magneso, Molibdeno, Nitrógeno, Niquel, Plomo, Titanio, Tungsteno, Vanadio.

- ¿Qué diferencia existe entre el hierro y el acero?

El hierro de fundición, también llamado arrabio, es el hierro obtenido directamente del alto horno y tiene muchas impurezas y escorias. Si se funde otra vez, se obtiene un hierro de segunda fundición, con menos impurezas, llamado hierro colado, que se emplea para estufas, cocinas, etc. El hierro dulce es el hierro de fundición al que se le han eliminado prácticamente todas las impurezas, es muy resistente y tenaz, y se emplea para objetos que deben soportar grandes tracciones, como anclas de barco, cadenas o herrajes, por ejemplo.

El acero es una aleación (mezcla) de hierro y carbono, con contenido en éste último de entre el 0,5 y el 2%, pero también puede contener otros metales en pequeña proporción, como níquel (Ni), manganeso (Mn), cromo (Cr), vanadio (V) o wolframio (W), que le confieren propiedades peculiares.

El acero es más duro que el hierro, a la vez que dúctil, maleable y muy elástico, aunque es relativamente frágil. Está muy presente en muchos usos de nuestra vida cotidiana, como distintos tipos de estructuras, maquinaria, herramientas, vehículos pesados, material rodante, barcos, etc. En el caso de utensilios de cocina de ‘acero inoxidable’ (ollas, cubiertos…) están fabricados con acero al cromo-níquel.

- ¿Cuántos tipos de acero se conocen?

15, son: Acero corten, acero calmado, acero corrugado, acero galvanizado, acero inoxidable, acero laminado, acero al carbono, acero de aleación, acero dulce, acero efervescente, acero estirado en frío, acero estructural, acero intemperizado, acero suave, acero negro.

- ¿Escribe los usos y aplicaciones del hierro?

El hierro puro tiene un uso limitado. La mayoría del hierro se usa en formas procesadas como hierro forjado y acero.

El hierro comercial contiene cantidades pequeñas de carbono y otras impurezas que alteran sus propiedades físicas, que son mejoradas apreciablemente por la adición de carbono y otros elementos aleantes. El hierro comercialmente puro se usa para la producción de láminas de metal galvanizado y de electroimanes.

Algunos compuestos de hierro son empleados para propósitos medicinales en el tratamiento de la anemia, cuando la cantidad de hemoglobina o el número de los glóbulos rojos de la sangre disminuye. El hierro se usa también en la preparación de tónicos.

Forma compuestos ferrosos en los que actúa con valencia +2 y férricos en los que tiene valencia +3. Los compuestos ferrosos se oxidan fácilmente a férricos. El más importante compuesto ferroso el es sulfato ferroso (FeSO4), llamado vitriolo verde; normalmente se presenta en cristales de color verde pálido hidratados con siete moléculas de agua y se usa como un mordiente en el teñido, como medicina en tónicos y en la fabricación de tinta y pigmentos.

El óxido férrico, un polvo rojo amorfo, se obtiene por tratamiento de sales férricas con una base o por oxidación de la pirita. Se usa como pigmento, conocido como rojo hierro o rojo Veneciano; como un abrasivo para pulir y como medio magnetizable sobre discos y cintas magnéticas.

El cloruro férrico, cristales brillantes de color verde oscuro, se obtiene calentando hierro en cloro, se usa en la medicina como una solución alcohólica llamada tintura de hierro.

Los iones ferroso y férrico se combinan con el cianuro para formar compuestos complejos de cianuro.

- ¿Escribe los usos y aplicaciones del acero?

El acero se usa para la fabricación de herramientas, utensilios, equipos mecánicos, partes de electrodomésticos y maquinas industriales. El acero se consume en la construcción de camiones y de maquinaria para la agricultura.

Las construcciones ferroviarias, ya sea de vías o material rodantes, consumen grandes cantidades de acero. Se puede encontrar este elemento en la industria de las armas, sobre todo en el armamento pesado, vehículos blindados y acorazados. Los astilleros que construyen barcos petroleros, gasistas y buques cisternas son grandes consumidores del acero.

Otra industria que recurre mucho acero es la automotriz, ya que muchas partes de los automóviles están compuestas por ese material, por ejemplo: el cigüeñal, piñones, ejes de transmisión de caja de velocidades y brazos de articulación de la dirección.

- ¿Qué efectos ambientales tiene la industria del hierro y el acero?

Las fábricas de hierro y acero producen grandes cantidades de desechos sólidos, como escoria de horno alto, que puede ser utilizada para producir ciertos tipos de cemento, si se granula correctamente. La escoria básica, otro desecho sólido, se emplea como fertilizante, y se produce al utilizar los minerales de hierro que poseen un alto contenido de fósforo.

La recolección de polvo en las plantas de coque, sintetización y en el alto horno, produce desechos que, en teoría, pueden ser parcialmente reciclados. El diseño debe aprovechar al máximo el reciclaje de los desechos sólidos recolectados en los espesadores, tanques de asentamiento, ciclones de polvo, precipitadores electroestáticos y áreas de almacenamiento de las materias primas.

Los solventes y ácidos que se utilizan para limpiar el acero son, potencialmente, peligrosos, y deben ser manejados, almacenados y eliminados como tal. Algunos de los subproductos que se recuperan son peligrosos o carcinogénicos, y se debe tomar las medidas adecuadas para recolectar, almacenar