Visita Compañía Siderúrgica Huachipato

Parece importante tener una idea previa de lo que se verá en la visita; por esto mostraré datos importantes del proceso.

Productos y Subproductos Elaborados

Productos:

• Barras

1. Alambrón en rollo con acero limpio.
2. Barras gruesas para la molienda de minerales.
3. Barras de hormigón CAP

• Planos

1. Laminados en caliente en rollos negros o decapados.
2. Laminados en frío: Rollos o planchas cortadas
3. Hojalata electrolítica en rollos o planchas cortadas.
4. Planchas de acero zincalum
5. Subproductos: Caliza y Cal viva

Proceso Productivo
Huachipato es una siderúrgica integrada que, a partir de minerales de hierro, produce arrabio en los Altos Hornos, luego transforma este arrabio en acero líquido en la acería, partiendo de éste obtiene planchones y palanquillas en las coladas continuas, los cuales pueden ser utilizados directamente o pueden ser sometidos a procesos de transformaciones posteriores.


Fabricación de Hierro y Acero

1. Materia Prima
2. Planta de Coque y Sub-Productos
3. Altos Hornos
4. Acería de Convertidores al Oxigeno
5. Estación de ajuste Metalúrgico.
6. Colada continua de planchones y palanquillas.

ACERO y su cambio de estructura cristalina

El acero se somete a un proceso de tratamiento térmico, donde se ve alterada su estructura cristalina, pero no así su composición química; por esta razón podríamos decir que el acero posee buenas propiedades mecánicas, dado que se logra obtener características mecánicas concretas para los materiales; a través de sucesivos calentamientos y enfriamientos para lograr la estructura cristalina que se desee.
Esta propiedad de tener diferentes estructuras de grano con la misma composición química se llama polimorfismo y es la que justifica los tratamientos térmicos. Técnicamente el poliformismo es la capacidad de algunos materiales de presentar distintas estructuras cristalinas, con una única composición química, el diamante y el grafito son polimorfismos del carbono. La α-ferrita, la austenita y la δ-ferrita son polimorfismos del hierro. Esta propiedad en un elemento químico puro se denomina alotropía.

Entre estas características están:

• Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está 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) o unidades ROCKWEL C (HRC), mediante el test del mismo nombre.

Tratamientos térmicos del acero
El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales está creado. Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil. La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecido.

Principales tratamientos térmicos:

• Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950ºC) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera.

• Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.

• Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenitización (800-925ºC) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas.

• Normalizado: Tiene por objeto dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.

Fuente: www.wikipedia.com

Laminador de Planos en Caliente

Los planchones que produce la Colada Continua son sometidos a laminación en caliente, con lo cual se reduce el espesor y aumenta su longitud.

El proceso comienza calentando el material en un horno con una capacidad de 150 toneladas/hora. Una vez alcanzada la temperatura requerida, los planchones son reducidos en su espesor, primero en un Laminador Trio, el que mediante pases sucesivos entrega un semilaminado de 25 mm (plancha gruesa), para pasar posteriormente al laminador continuo de seis marcos y obtener rollos de aproximadamente 8,5 toneladas de peso, cuyas dimensiones finales van de 725 a 1.050 mm de ancho por 1,8 a 12,0 mm de espesor.

Una parte de los productos obtenidos en este laminador, va directamente al mercado, tanto en forma de rollos o planchas, donde encuentra una gran aplicación en la industria, y la otra parte de rollos, continúa su proceso en el Laminador de Planos en Frío.

Fuente: www.infoacero.cl

Fuente: www.infoacero.cl

Otros Métodos de Deformación

Forjado
Conformado en caliente mediante la aplicación de grandes presiones:

• Intermitentemente (golpes)
• De forma continua (prensado)

Dos posibilidades: Forja libre (martillo y yunque) y Forja con estampa (matrices)
Efectos de la forja: eliminar cavidades y afinar el grano
Característica fundamental: aumento de la resistencia de las piezas

Extrusión


La extrusión es un proceso de formado por compresión en el cual el metal de trabajo
es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección
transversal.


Características principales:
- Necesidad de grandes fuerzas de prensado (de 2.000 a 20.000 Tn)
- Grandes reducciones de sección (20:1 en acero, hasta 100:1 en aluminio)

Se puede extruir una gran variedad de formas, especialmente en caliente; sin embargo, una
limitación de la geometría es que la sección transversal debe ser la misma a lo largo de toda
la parte.

• La estructura del grano y las propiedades de resistencia se mejoran con la extrusión.
• Son posibles tolerancias muy estrechas.
• Poco o ningún material de desperdicio.

Estirado

El estirado es una operación donde la sección transversal de una barra, varilla o
alambre se reduce al tirar del material a través de la abertura de un dado.
Existe:

•Estirado de barras
•Estirado de alambres

Laminado

El Laminado es el proceso de deformación más ampliamente usado industrialmente, consiste en reducir el espesor del material de trabajo mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos opuestos. Los rodillos giran para jalar el material de trabajo y a la vez apretarlo entre ellos; puede ser desarrollado tanto en frío como en caliente.

En la figura a continuación, se observan esquemas de varios procesos de laminado plano y de forma.

En este proceso se tiene una deformación volumétrica y también se produce deformación en la estructura del material, que indica si el material se ha endurecido o no. Este proceso requiere equipo pesado llamados molinos laminadores o de laminación.

En la figura a continuación, se observan ejemplos del cambio de estructura de un metal al pasar el laminado en caliente. A la izquierda, un acercamiento de un lingote con los granos no uniformes; mientras que a la derecha el proceso del cambio microestructural.

En su mayoría el laminado se hace en caliente debido a que por este proceso se da una gran cantidad de deformación, para dar la forma deseada del material. Los metales laminados en caliente están normalmente libres de esfuerzos residuales y sus propiedades son isotrópicas. Las desventajas en caliente son que el producto no puede mantenerse dentro de las tolerancias y la superficie presenta una capa de óxido característica. La deformación plástica en caliente se realiza llevando el material a altas temperaturas. Estos procesos permiten la modificación de la estructura metalográfica y el tamaño de grano.

El trabajo empieza con un metal fundido en forma de lingote, salido de la colada continua y recién solidificado. Aún caliente, el lingote se coloca en un horno donde permanece varias horas, hasta alcanzar una temperatura uniforme en todo el cuerpo, para que pueda fluir normalmente durante el laminado.

Para el acero la temperatura de laminación está alrededor de los 1200°C.

Compañía Siderúrgica Huachipato S.A.

Huachipato es una Industria Siderúrgica, única en su tipo en Chile. Es una compañía integrada, esto quiere decir, que elabora sus productos a partir de materias primas básicas presentes en la naturaleza, como material de hierro, carbón y caliza, lo que garantiza acero de alta pureza y calidad controlada.

Sus productos, son conocidos por Productos CAP, de la Compañía Siderúrgica Huachipato S.A., una empresa líder en calidad e innovación que cuenta con la más avanzada tecnología para proveer las soluciones en acero que apoyan el crecimiento del país.

Desde su fundación en 1950, la capacidad de producción de la Compañía ha aumentado en más de ocho veces, llegando hoy a 1.450.000 toneladas de acero líquido, con lo cual consolida su liderazgo en el mercado nacional.

Cubre las necesidades de importantes sectores de la economía del país: minería, industria metalmecánica, construcción y elaboración de envases de hojalata. Además los productos CAP están presentes en exigentes mercados internacionales.
Cerca de 2400 personas trabajan directamente en la Compañía, la que a su vez, ofrece un importante espacio de desarrollo a muchísimas pequeñas y medianas empresas que la proveen de insumos y servicios.
A la constante capacitación y entrenamiento de sus trabajadores, Huachipato suma inversión en tecnología y equipamiento de avanzada, compatibles con un desarrollo sustentable. De este modo, mantiene la excelencia en sus procesos y logra calidad creciente en sus productos en un marco de respeto por el medioambiente.

La Compañía Siderúrgica Huachipato S.A. produce en su Laminador de Planos en Caliente una variedad de productos que pueden ser entregados en rollos o en planchas cortadas.

Sus aplicaciones son:

• Fabricación de tubos y perfiles para construcción estructural
• Acero de alta resistencia y baja aleación, para estructuras remachadas, apernadas o soldadas
• Acero estructural de uso general
• Acero para cilindros soldados para gases licuados de petróleo
• Acero para embutir
• Acero según composición química

Procesos de Deformación

Son los tratamientos en los que se somente los materiales a operaciones de deformación. Estos procesos pueden ser: Proceso de Deformación en Frío o Proceso de Deformación en caliente.

La deformación en frío produce un aumento en la dureza y la resistencia a la tracción de los metales y aleación, disminuyendo su plasticidad y tenacidad. El cambio de su forma se debe a la deformación de los granos y a las tensiones que se originan, cuando un metal ha recibido este tratamiento se dice que tiene acritud.

La deformación en caliente se produce cuando la deformación se efectúa a temperaturas por encima de la recristalizaciòn. Mediante este tratamiento pueden obtenerse grandes deformaciones sin que se produzca acritud. Cuando se efectua este procedimiento:

• No hay endurecimiento
• •Es ilimitada la deformación plástica
• El trabajo en caliente es adecuado para el conformado de piezas grandes
• Se realiza por encima de la temperatura de recristalización•
• Se requiere menor potencia para deformar el metal
• Las propiedades de resistencia son generalmente isotrópicas debido a la asusencia de una estructura orientada de granos creada en el trabajo en frío

Una de las aplicaciones más utilizadas de la Deformación en Caliente, es el Laminado. El Laminado en Caliente, es utilizado en la Compañía Siderúrgica de Acero Huachipato.