7) Desoxidación del Acero Líquido (Metalurgia Secundaria)

¿Por qué la eliminación del oxígeno residual es una de las etapas imprescindibles en la producción de acero?

Durante la solidificación del acero líquido en lingote o en colada continua, el oxígeno en exceso es liberado de la red cristalina del hierro y provoca defectos al reaccionar con el C, Mn, Si, etc., dando como resultado la formación de burbujas (principalmente de CO) y la consiguiente creación de un producto poroso y la presencia de inclusiones no metálicas no deseadas (FeO-MnO, SiO2, Al2O3, sulfuros, carburos, nitruros, etc.).

La formación de burbujas podría causar grietas en la piel solidificada durante la colada continua, incluso provocar la ruptura de la piel y la interrupción, en muchos casos desastrosa, del proceso de colada. Las inclusiones dañan las propiedades mecánicas, tales como la resistencia a la fatiga y al impacto o ductilidad en el caso de hojas muy finas.

8) ¿Por encima de qué temperatura del diagrama Fe-C hay que acabar siempre la laminación en caliente de un acero? ¿Por qué?

La laminación en caliente se realiza a una temperatura siempre superior a la temperatura de recristalización de 927 grados para proporcionar ductilidad y maleabilidad y que sea más fácil la reducción de área a la cual va a ser sometido ese acero.

Durante el proceso de calentamiento se debe tener en cuenta:

  • Una temperatura excesiva de calentamiento del acero puede originar un crecimiento excesivo de los granos y un defecto llamado “quemado” del acero que origina grietas que no son eliminables.
  • Una temperatura baja de calentamiento origina la disminución de la plasticidad del acero, eleva la resistencia de deformación y puede originar grietas durante la laminación.

9) ¿Cuál es el efecto de disminuir la temperatura final en un proceso de laminación en caliente?

No se permite la redistribución por difusión de las dislocaciones en bordes de grano y menos provocar la germinación y crecimiento de nuevos granos.

Disminuye la plasticidad del acero lo que eleva su resistencia a la deformación, aunque esto puede ocasionar grietas en la laminación.

10) Enumerar las materias primas que se cargan en el convertidor. ¿Cuál es la función principal de la chatarra?

  • El arrabio líquido: Se emplean de 865 a 950 kg de arrabio líquido por cada tonelada de acero producida
  • La chatarra: unos 150 kg por cada tonelada de acero líquido producido. TIENE ESPECIAL INCIDENCIA EN LA REGULACIÓN TÉRMICA DEL PROCESO (EFECTO REFRIGERANTE).
  • Las adiciones o fundentes: tienen la misión de obtener una adecuada composición y tipo de escoria para efectuar el afino, otra misión fundamental: rebajar el punto de fusión de la escoria, consiguiendo que sea suficientemente fluida para permitir que tengan lugar las reacciones químicas entre el acero y la escoria.
  • El oxígeno: debe ser de una pureza superior al 99.99 %, se inyecta a velocidad supersónica con una lanza.

11) El gas de horno alto ¿Forma parte de los entrantes o de los productos de un horno alto? ¿Por qué zona del reactor se produce en uno u otro caso su entrada o salida?

El gas de horno alto forma parte de los productos del horno alto. Su salida se produce por el tragante y está formado por CO, CO2, N2 y H2.

12) De los posibles tres óxidos de hierro, ordenar de más fácil a más difícil oxidación dentro del horno alto.

Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe

13) En el horno alto tienen lugar dos tipos de reducción: directa e indirecta. ¿Cuál de esos dos mecanismos ocurre en cotas inferiores de la cuba? ¿Por qué motivo?

En las cotas inferiores se da la reducción DIRECTA. El oxígeno entra directamente por las toberas, mientras que en la zona superior del horno alto se produce la reducción a través del CO que se ha desprendido anteriormente.

14) Considerando el acero como material básico para aplicaciones estructurales, detallar cuáles son aquellas propiedades que más le favorecen y cuáles le perjudican más.

Favorables:

  • Alto límite elástico.
  • Alta resistencia
  • Alargamiento
  • Dureza
  • Excelente soldabilidad
  • Nivel elevado de reciclabilidad
  • Trabaja dentro de un gran margen de temperaturas.

Perjudiciales:

  • Se oxida fácilmente
  • Peso específico elevado
  • Posee conductividad eléctrica
  • Baja resistencia al fuego.

15) La carga de un horno alto se introduce de modo estratificado por su parte superior denominada tragante, ¿por qué motivo?

Para asegurar la permeabilidad y permitir que los gases puedan escapar hacia la parte de arriba del horno. De esta forma los gases podrán atravesar la zona cohesiva a través de los poros del coque.

Si introdujésemos la carga de manera no estratificada y homogéneamente, al llegar esta a la zona cohesiva formaría una capa cohesiva sobre el coque y los gases no podrían circular hacia arriba a través del material.

16) ¿Cuáles de los siguientes elementos de aleación son capaces de modificar las características mecánicas del acero con pequeñas cantidades y no están siempre?

Ti, V, Nb, Y B – Ti, Mn, B y S – V, Nb, B y P

El objetivo es: el afino de grano, formación de precipitados, endurecimiento por precipitación.

17) ¿Cuáles son los mecanismos principales de endurecimiento de los metales?

  • Formación de soluciones sólidas
  • Reducción del tamaño de grano
  • Endurecimiento estructural o por precipitación
  • Endurecimiento por acritud (Deformación en frío)