| Bloque II: Termodinamica de las reacciones metalúrgicas. |
TEMA 2: RELACIÓN ENTRE LA VARIACIÓN DE ENERGÍA LIBRE Y LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO EN LAS REACCIONES METALÚRGICAS.- Isoterma de Van´t Hoff o Isoterma de la reacción. Presiones parciales de equilibrio. Presión de descomposición. Efecto de la temperatura sobre el equilibrio. Isócora de Vant´ Hoff. Variación de la presión de vapor con la temperatura: Ecuación de Clausius-Clapeyron.
TEMA 3.- APLICACIÓN DE LOS DIAGRAMAS ENERGÍA LIBRE-TEMPERATURA O DIAGRAMAS DE ELLINGHAN A LA EXTRACCIÓN DE LOS METALES. - Diagramas de formación de óxidos y sulfuros. Disposición general de las líneas. Cambios de pendiente. Determinación de otras líneas aplicando la Ley de Hess. Reducción directa e indirecta delos óxidos metálicos. Determinación gráfica de la constante de equilibrio. Escalas nomográficas auxiliares. |
| Bloque III: Procesos metalúrgicos generales. |
TEMA 4. TOSTACIÓN SIMPLE.- Descomposición por tostación simple de distintos compuestos. Descomposición de carbonatos y sulfatos. Diagramas ?Gº/T de descomposición de carbonatos y sulfatos. Cálculo termodinámico del equilibrio. Presión de descomposición.
TEMA 5. TOSTACIÓN A MUERTE DE SULFUROS. - Condiciones operativas: Caudal y presión de viento, caudal de alimentación, temperatura de operación . Condiciones termodinámicas de la operación. Diagramas de Energía Libre-Temperatura para la oxidación de sulfuros. Cálculo del equilibrio. Presión de escape de SO2. Tipos de hornos empleados
TEMA 6. TOSTACIÓN AGLOMERANTE Ó SINTERIZACIÓN. - Finalidad del carácter aglomerante. Descripción del proceso Hornos continuos de parrilla móvil, tipo Dwight-Lloyd.Características químicas y físicas de la carga. Parámetros de operación: Caudal y presión de viento, altura del lecho, velocidad de avance. Tostación aglomerante con nodulización previa.
TEMA 7. EXTRACIÓN DIRECTA DE UN METAL POR OXIDACIÓN DE SU SULFURO.- Fundamento termodinámico. Diferencia de afinidad del azufre por el oxígeno y por el metal. Posición relativa de las líneas en el diagrama ?Gº/T. Posibilidad de oxidación del metal obtenido. Casos de la conversión de matas de Cu y de Ni. Otras condiciones termodinámicas
TEMA 8. TOSTACIÓN SULFATANTE.- Interés de la tostación sulfatante. Obtención de óxidos o sulfatos por tostación de sulfuros según la temperatura de operación. Diagrama combinado ?Gº/T de formación de óxidos y sulfatos.
TEMA 9. TOSTACIÓN REDUCTORA. - Fundamentos y condiciones termodinámicas. Ventajas del empleo de prerreducidos. Aplicación a la obtención de esponja y prerreducidos de hierro.
TEMA 10. TOSTACIÓN CLORURANTE DE OXIDOS Y SULFUROS. - Objeto de la tostación clorurante. Obtención de un compuesto más soluble o más volátil. Agentes clorurantes. Comparación del poder clorurante de distintos cloruros metálicos según los datos termodinámicos. Tostación clorurante de Oxidos. Tostación clorurante de sulfuros. Aplicación a la eliminación de impurezas y a la recuperación de metales preciosos.
TEMA 11.- OTROS TIPOS DE TOSTACIÓN: Tostación carburante: Definición de la operación. Aplicación a la carburación del hierro en fase sólida dentro del Horno Alto.
TEMA 12. FUSIÓN SIN MODIFICACIÓN QUÍMICA. - Introducción. Separación de un metal de su ganga. Colada de un metal. Preparación de una aleación.
TEMA 13. FUSIÓN REDUCTORA. - Agentes reductores de los óxidos metálicos. Posibilidad termodinámica de reducción. Reducción del óxido y obtención del metal en fase líquida. Aplicaciones industriales: Horno Alto Siderúrgico. Water Jacket para los metales no férreos.
TEMA 14. FUSIÓN OXIDANTE. - Oxidación selectiva de las impurezas según la posición relativa en el diagrama ?Gº/T. Aplicación al afino del arrabio y al refino pirometalúrgico del Cu blister,
TEMA 15. FUSIÓN ESCORIFICANTE. - Generalidades. Gangas, fundentes y escorias. Separación por fusión escorificante de la ganga. Características operativas de las escorias Estructura ionica de las escorias silicatadas. Oxidos ácidos y óxidos básicos.Indices de una escoria. DIAGRAMAS TRIANGULARES DE ESCORIAS. Representación de las propiedades de las escorias. Isotermas de fusión y líneas de isoviscosidad Propiedades geométricas de los diagramas triangulares. Aplicación al cálculo de cargas.
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| Bloque IV: Procedimientos metalúrgicos extractivos. |
TEMA 16. SIDERURGIA. FABRICACIÓN DEL HIERRO EN EL HORNO ALTO. - Descripción y partes de que consta. Funcionamiento. Transformaciones en la columna sólida descendente y en la columna gaseosa ascendente Reacciones químicas e intercambio térmico en las tres zonas operativas Justificación físico-química de las mismas Curvas de Chaudron y Curva de Boudonard .
TEMA 17. FABRICACIÓN DEL ACERO. GENERALIDADES.- Oxidación selectiva de las impurezas según su afinidad relativa por el oxígeno. El problema de la eliminación del fósforo. Procedimientos ácidos y básicos El efecto negativo del azufre. Imposibilidad de su eliminación en el procedimiento ácido. Dificultades y limitaciones en los procedimientos básicos Otros problemas: grado de oxidación al final del periodo. Efectos negativos del oxígeno y nitrógeno. Necesidad de desoxidar. Adicción de ferroaleaciones Aceros efervescentes y aceros calmados. Adiciones de Al, Ti y otros. Microinclusiones.
TEMA 18.FABRICACIÓN DE ACERO EN CONVERTIDOR. PROCEDIMIENTOS BESSEMER, THOMAS Y LD.- Descripción del aparato y su funcionamiento. Peculiaridades distintivas. Exigencias de composición del arrabio. . Mecanismo de eliminación del fósforo. Marcha de la operación: Fases de la misma.
TEMA 19. FABRICACIÓN DEL ACERO EN HORNO DE SOLERA. PROCEDIMIENTO SIEMENS-MARTIN. - Fabricación del acero en horno de solera con precalentamiento del aire y del combustible. Disposición del horno y de los regeneradores de calor. Flexibilidad en la alimentación de chatarra y arrabio. Mecanismo de oxidación, escoria-metal, de las impurezas., Marcha de la operación: Duración del proceso. Fases del proceso. Control de la composición a lo largo de la operación. Calidad del acero. Comparación con los procedimientos de convertidor.
TEMA 20. FABRICACIÓN DE ACERO EN HORNO ELÉCTRICO DE ARCO CON DOBLE ESCORIA. - Facilidad de instalación. Flexibilidad de alimentación de materias primas. No necesidad de elementos termógenos. Ventajas del procedimiento de doble escoria. Eliminación de impurezas en la etapa de escoria básica y oxidante. Eliminación del azufre en la etapa de escoria básica y reductora. Reducción de las exigencias de desoxidantes. Reducción del contenido de microinclusiones y Nitrógeno. Aplicación a la fabricación de aceros finos.
TEMA 21. METALURGIA DE LOS SULFUROS DE COBRE Y NIQUEL. - Tostacion de concentrados. - Afinidad relativa del hierro, cobre y níquel por el oxígeno y el azufre. Descripción del proceso. Fusión para mata: Fusión escorificante de concentrados tostados. Fusión directa de concentrados crudos. Conversión de matas de cobre ó niquel: Convertidor horizontal Peirce-Smith.Fases del proceso. Obtención del metal blanco y del cobre blister. Dificultades para la obtención del níquel metálico en el convertidor horizontal. Convertidor vertical T.B.R.C.
TEMA 22. REFINO DEL COBRE Y DEL NIQUEL. Refino pirometalúrgico: Oxidación selectiva de las impurezas del cobre blister en horno de reverbero. Enfriamiento lento controlado de la mata de níquel. Refino electrolítico: Descripción general de las celdas. Disposiciones eléctricas. Sistema Walker. Parámetros y marcha de la operación. Purificación de la solución.Recuperación de lodos anódicos.
TEMA 23. METALURGIA DEL ALUMINIO.- Preparación de la alúmina: proceso Bayer. Electrolísis de la alúmina en baño fundido: Disposición de las distintas partes de la celda.Alimentación de corriente. Anodos continuos Söderberg o tipo PB. Electrolito. Reacciones electroquímicas. Descripción del proceso. Parámetros de operación. Efecto anódico. |
JOSÉ APRAIZ, FABRICACIÓN DEL HIERRO, ACERO Y FUNDICIONES. TOMOS 1 Y 2 , URMO,