Proces d’obtencio dels metalls: -Mineria: extracción del mineral d’un jaciment adequat i la seva preparacio, separant la part rica del metall d’altres que l’acompanyen.
Metal·lurgia: (conjunt de processos que porten a l’obtenció dels metalls ) separació del metall dels altres element amn els quals es troba combinat químicament Indústries Metal·liques: elaboracio del metall obtingut per a l’obtencio d’articles útils.

Entre tots els metalls el ferro i els seus derivats (hacer i fosa) han estat els que mes importancia historica han obtingut. Per aquest motiu la bracan de la metal·lurgia que es dedicaa la seva obtención te el nom de siderurgia de siderita (mineral del ferro)

També podem obtener metalls del reciclatge de productes usats (més economic)
Minerals: els metalls es troben als minerals combinats químicamente amb altres elements. Oxidsà metall + oxigenà Hematites Sulfursà metall + sofreà Galena
Carbonatsà Metall + carboni + oxigenà Magnesita
Per separar el etall dels altres elements amb que es combina cal utilitzar amb aplicacio d’elevades temperaturas en Forns adequats. Reducció: reacció química on l’element es combina amb l’oxigen per tal d’aillar el metall. Oxidació: reacció quimica combinación amb oxigen genera unòxid. El carbó ha es el mes utilitzat per a la reducción de metallas ja que presenta una gran capacitat de combinación amb l’oxigen i a mes la combustio aporta l’energia calorifica per elevar la temperatura del forn.
Un mineral esta format per una part aprofitable i rica en el metall buscat anomenada mena i per tant una altra no aprofitable perqué es molt pobra en metall anomenada ganga.
El Reimer process que cal aplcar dspres de l’extracció s’anomena enriquiment i consisteix a separar el Maxim posible la mena i la ganga.
Aliatges: producte obtingut a partir de la unió de dos o mes elements químics un dels dos metall i quue presenta les caracteristiques propies d’un metall. Els elements de l’aliatge modifiquen l0estructura cristal·lina del metall pur dificultant la mobilitat de les dislocacions. D’aquesta manera els ealiatges presenten una menor plasticitat i un augment de la duresa i resistencia mecànica i varia la temperatura de fusió. D’altra banda la modificación de l’estructura interna dificulta la mobilitat dels electrons lliures de l’enllaç meyàl·lic i disminueix així la conductivitat (termica i electrica). Aacerà Fe + C Lautóà Cu + ZnBronzeà Cu + Sn Cuproníquel à Cu + Ni Alpacaà Cu + Ni + Zn Invar Fe + Ni.
Solidificació dels aliatges Els metalls purs tenen un valor fix de emperatura de fusio: quan es refreda un metall pur i passa de líquid a solid la temperatura es manté constant mentre va solidificantlo, un solidificat la temperatura torna a disminuir .
La temperatura de fusió dels aliatges, en canvi, no es fixa: depén de les proporcions de cada element d’aliatge i es representa en un interval. Els aliatges de porcions eutectiques se solidifiquen a una temperatura constant. La temperatura de solidificació es la mes baixa de totes les possibles amb els components que formen la mescla. Es mes baixa que la mes baixa dels elements purs que formen l’aliatge. Son mescles finissimes i intimes de cristalls purs dels elements d’aliatge i són ideals per l’emotllament.
Els productes metal·lurgics férricsà Ferros, Acers (no aliats I aliats), Fosses… No fèrricsà Purs ( coure, alumini, plom, estany, Zn), Aliatges (Llautons, bronzes, aliatges lleugers d’alumini, alliatges ultralleugers de magnesi, aliatges de titani I niquel)
Aliatges del ferro: El ferro pur es un element quimic que no te gaires aplicacions industrials PF: 1539 Color: blanc grisos Densitas: 7,87g/cm3 Propietats: dúctil i mal·leable, bon conductor electric i magnetizable. Industrialment s’anomena ferro pur l’aliatge ferro-carboni quan el contingut d’aquest ‘ultim es inferior al 0.03%. Aquest material te alguna aplicació industrial que aprofita les deves propietats magnetiques, Fabricació de xapes nuclis transformadors electrics.
Solidificació del ferro: segons com es distribueixen els atoms d’un metall quan es troba en estat solid donen lloc a diferents estructures de la seva xarxa cristal·lina i pertant materials amb diferents propietats. Varietats al·lotropiques: diferenst estructures cristal·lines es que es pot solidificar un metall. Varietat delta: als 1539 la temperatura es mante constant mentre tota la massa passa a la fase solida.
Varietat Gamma: la temperatura continua baixant lentament find que als 1390 es torna a mantenir constant mentre tota la massa canvia la seva estructura cristal·lin. Varietat Beta: continua despres el descens de temperatura fins als 900 i la temperatura es manté constant fins a canviar l’estructura.
Varietat Alfa: hi ha un descens de temperatura fins als 750 l’estructura torna a canviar i s’obte alfa la qual es conserva fins que s’arriba a temperatura ambient.
Aliatges Ferro-Carboni. En els aliatges de ferro amb carboni el ferro pot trobarse en una de les seves formes al·lotropiques i el carboni pot adoptar diverses formes: carboni put, carbur de ferro, grafit...les doferens combinacions de factors i la velocitat de refredament en el proces de solidificació i la proporcio total de carboni de l’aliatge donen lloc al que s’anomenen constituents dels aliatges ferro-carboni: Ferritaà Ferro alfa Cementitaà carbur de ferro Perlitaà 86 ferrita 13 cementita Austeninaà ferro gamma Martensitaà Ferro alfa. Els productes dsiderurgics: acers i foses: Aliatges ferro mes carboni à Acers ( no aliats al carboni, aliats) à foses (blanca, Grisa (laminar, esferoidal ductil, nodular mal·leable). Es consideren acers els aliatges de ferro amb contingut de carboni compres entre 0,1 i 1,76 i es consideren foses quan el contingut de carboni oscil·la entre 1,76 i 6,67 i a més contenen silici. A la pràctica el contingut de carboni de les foses oscil·la entre el 3 i el 4,5%. Forja: proces que serveix per a donar forma als metalls i que consisteis a situar una massa solida de metall calent entre les dues meitats d’un motlle o matriu i aplicar-hi esforços de compressió fins que adopta la seva forma. L’emmotllament: consisteix a introduir el metall en la fase l’iquida a l’interior d’un mnotlle tancat i desemmotllar-lo un cop solidificat.
En general es pot dir que l’hacer es forjable i don a temperatures elevades (>1400) en canvi la fosa no es forjable, fon a temperatures mes baixes (<1130) i es pot emmotllar molt be. Els acers amb mes baix contingut en carboni no son aptes per a tractaments térmics com el tremp pero si que admeten la cementació. Son barats i fàcls de soldar i de mecanitzar amb eines de tall. Els acers amb continguts mitja i alt de carboni son mols adequatsper als tractaments térmics I per aquelles aplicacions que requereixen molta resistencia mecànica. Les foses contenen el carboni en forma de carbur de ferro (fossa blanca) o en forma de grafit (fosa grisa) segons quina sigui la forma del grafit quan s’observa al microscopi la fosa grisa pot ser: Laminar, Nodular, Esferoidal.Siderurgia processos d’obtencio del ferro colat i de l’hacer: L’obtenció de l’hacer i les foses és un procés que consta de dues fases. La primera comença amb l’obtenció del ferro coalt a l’alt forn. El ferro coalt conté un alt contingut de carboni i impuresses, com el sofre o el fòsfor que cal eliminar. Per aicò en una segona fase si el que es vol es obtenir foses el ferro colat de forn alt es porta a uns altres forns com ara els de cobilot, on s’afina fins obtenir la fosa desitjada. Després s’abocara en motlles per obtenir les peces desitjades.En canvi, si es vol obtenir hacer en la segona fase el ferro vcolat en estat encara liquid es porta als convertidors on s’eliminen part del carboni i les impureses fins obtenir laminatge, se n’obtindran diverses formes comercials. Obtenció del ferro colat: l’alt forn l’alt forn esta format per una estructura d’hacer recoberta interiormenr per material creàmic refractari. Te forma de dos tronc de con units per la part mes ampla amb uns 30 m d’alçaria i uns 6 metres de diametre maxim. Per la part inferior s’introdueix aire calent a pressió que fa possible la combustió del carbo i es reculles el ferro colat i les escories. Les materies primeres que intervenen en l’alt forn son el mineral de ferro concentrat, el carbo de coc i la pedra calcaria. Mineral de ferro: aporta el ferro oxidat que, un cop reduit, obtindrem en la forma de ferro colat. L’oxigen del mineral es combina amb el carboni i sortirà per la part superior del forn en forma de doòxid de carboni. El mineral tammé aporta impureses formades per silice que obtindrem deparades del ferro en forma d’escoria. Carbó de coc: el cabro de coc no te prou poder calorific per aconseguir les altres temperatures necessaries per obtenir ferro liquid. Per aquest motiu s’utilizta el carbo de coc obtingut a partir de la destil·lacio de l’hulla. El carbo de coc actua com a combustible per obtenir elevades temperatures i aporta carboni necesari per a la reducció. Pedra calcària: es combina amb el silici del mineral i forma el compost CaSIO3, que es el principal component de l’escoria. Aquest compost sura damunt el ferro fos perqué te una densitat inferior. L’escoria estreta de l’alt forn té un aprofitament posterior en la fabricació de ciment, de formigo i d’aillants termics en la industria. El proces d’obtencio consisteix en la introducció de les materies primeres en capes succesives per la boca superior del forn. La combustió del carbo de coc per la generacio d’altes temperatures s’aconsegueix gracies a la injeccio d’aire calent a la base del forn. Periodicament es va entraient el ferro colat per un orifici en la part inferior del forn i l’escoria per un altre orifici mes elevat que l’anterior. Dins del forn es distingueixen 4 zones: Zona de deshidratacio: aporx 400º el contingut d’humitat que puguin tenir les materies primeres s’eliminara en forma de vapor d’aigua. Zona de reducció: aprox 700º el monoxid de carboni en forma de gas produit per la combustio del carbo de coc, puja el forn i es combina amb l’oxigen del mineral format per dioxid de carboni i ferro reduit, El dioxid de carboni en forma de gas surt emb els fums per la part superior del forn. Zona de Carburació:aporx.1200 el carboni es combina amb el ferro formant l’aliatge fèrric. Zona de fusió: aprox 1800 es produeix la fusió del ferro que s’escolaen forma liquida en el fons del forn. La combinació de la calcària amb el silice del mineral forma l’escoria que queda surant damunt del ferro colat. Els gassos que surten del forn emb un alt contingut de pols no poden deixar-se escapar lliurement a l’atmosfera perque son molt contaminants. Son sotmesos a un procés de depuracio que n’extreu la pols i a un posterior aprofitament energetic en unes instalacions anomenades intercanviadors de calor: l’elevada temperatura dels gassos es utilitzada per escalfar l’aire que posteriorment s’injectara a l’alt forn. El ferro colat a l’alt forn es un aliatge de ferro i carboni amb un contingut del 4% de carboni, el 2% de silici i quantitats menors de fòsforsofre i oxigen. Obtenció de l’acer: Per obtenir hacer a partir de ferro colat hi ha dues instal·lacions diferents: Convertidor d’oxigen: Es un recipienr de forma cilindrica i de tronc conic a la part superior amb un revestiment interior de ceramica refractaria i obert amb una boca de càrrega per la part superior. El proces comença amb la càrrega del convertidos amb ferro colat en fase líquida faralla i calç. Tot seguit s’introdueix una llança (refrijerada per un circuit d’aigua) que injecta oxigen pur a pressió damunt el líquid. Els canvis que es produeixen en el convertifos fan disminuir el contingut de carboni i la proporcio d’impureses del ferro colat. El carboni del ferro colas es combina amb l’oxigen en una reacció que despren calor. El silici es combina amb l’oxigen i posteriorment l’oxid de silici es combina amb el calç i forma part de l’escoria, el fosfor es combina amb l’oxigen i posteriorment amb el calç per formar part de l’escoria. Amb el calor produida en les dues primeres reaccions s’acosegueis mantenir tota la masa en fase liquida sense necessitat d’una font de calor externa. El proces es por anar regulant segons l’aspecte de les mostres que es van obtenint. Un cop l’hacer te les proporcions de carboni, silici i fosfor desitjades es cola en uns motlles o recipients adequats. L’escoria que roman al convertidos sera extreta posteriorment i aprofitada com a fertilitzant dels camps de conrreu especialment per la seva riqueda en fosfor. El forn Electric: consisteix en un recipient d’hacer refrigerat esternament per un circuit d’aigua i recobets internament per ceramica refractària. Aquest recipient es tanca amb una coberta que disposa de tres electrodes de grafit als quals els es aplicat un fort corrent electric trifasic. Dins del forn s’introdueix el ferro colar, la ferralla oxidada i el calç. Com el ferro colat i la ferralla son conductors reben eldescarregues electriques en forma d’arcs voltaics des dels electrodes amb la qual cosa n’augmenta la temperatura. Un cop tenim la composició de l’hacer dins els marges desitjhats, es cola, be en motlles o recipients adequats o be directament en una instal·lacio especial anomenada colada continua per a la seva transformació posterior en productes semielaborats. El forn electric permet un control molt precis de la temperatura i de la composició de l’acer. Tractaments Tèrmics: Els tractaments termics consisteixen a sotmetre l’hacer a uns canvis controlats de temperatura per tal de variar les proporcions dels seus constituents. Els tractaments termics es utilitzats son el tremps, el revingut, la recuita i el normalitzat. Per aplicar aquests ttractaments ahí ha dos valors de temperatura molt importants la temperatura AC1, o aquella a la qual comença a apareixer el constituent austenita i la temperatura AC3, o aquella a la qual tota la massa d’hacer s’ha transformat en austenita. El valor d’AC1 es de 723 en tots els casos pero el valor d’AC3 varia segons la proporcio de carboni que contingui l’hacer. El tremp: S’aplica el tremp quan vols aconseguir un hacer amb una elevada duresa i resistencia mecànica. Consistex a obtenir un hacer fotmat per una gran proporcio de martensita. Com que la martensita s’obte per refredament rapid de l’austenita, el tractament consisteix en: (1) Escalfament de l’hacer fins que tota la massa es transformi en austenita. Segons el tant per cent de carboni, la temperatura a que cal arribar sera mes alta o baixa. (2) Refredament rapid per assegurar que tota l’austenita es transforma en martensita. Per aconseguir el tremp de la peça cal redredar-la a una velocitat lleugerament superior a la mínima. En alguns casos, pero, es poden produir deformacions o esquerdes pr aplicacio de velocitats de refredament excessives. Per aconseguir les diferents velocitats de refredament s’utilitzen diferents mitjans de refredament on se submergeixen les peces que cal tractar: Aigua. Olis minerals. Plosm fos. Mercuri. Sals foses. Aire a temperatura ambient. Aporta fragilitat i duresa a l’hora. Revingut:consisteix en un escalfament a la temperatura inferior als 723 i un refredament posterior a l’aire. D’aquesta manera s’aconsegueix incrementar la temnacitat i reduir les tensions de l’hacer trempat. Això si, a costa d’una disminucio de la duresa, de la resistencia mecanica i del limit elastic. La recuita: segons la temperatura maxima de tractament i la velocitat de refredament es distingeixen diferents tipues de recuita: (1) Recuita de Regeneracio: per a acers amb un contingut de carboni >0,6% (2) Recuita globular supercrítica: per a acers aliats per a eines. La temperatra macima es superior a la deformacio d’austenita. (3) Recuita d’estovament: es un tractament identic al revingut pero que s’aplica a peces que no han estat previament trempades. (4) Recuita contra acritud: per eliminar l’acritud produida en els processos de conformacio en fred. Recuita: s’utilitza quan es vol disminuir la duresa i incrementar la plasticitat d’un hacer per pod-lo deformar i treballar facilment. En general consisteis en un escalfament a temperatura elevada i un refredament lent. Normalitzat: Consisteix en un escalfament fins a la temperatura d’austenitzacio i un refredament a l’aire (a velocitat mes lenta que el tremp pero mes rapida que la recuita).