El acero desoxidado (también conocido como acero calmado) es un acero al que se le ha eliminado parte o la totalidad del oxígeno de la masa fundida durante el proceso de fabricación del acero . Los aceros líquidos contienen oxígeno disuelto después de su conversión a partir del hierro fundido, pero la solubilidad del oxígeno en el acero disminuye con el enfriamiento. A medida que el acero se enfría, el exceso de oxígeno puede provocar sopladores o precipitar FeO . Por lo tanto, se han desarrollado varias estrategias para la desoxidación . Esto se puede lograr añadiendo agentes desoxidantes metálicos a la masa fundida antes o después de sangrar, o mediante un tratamiento al vacío, en el que el carbono disuelto en el acero es el desoxidante.
El aluminio, el silicio y el manganeso son los elementos más utilizados para la desoxidación del acero. [1] Normalmente, el aluminio se añade en forma de pellets o alambre, mientras que el silicio y el manganeso en forma de ferroaleaciones. Los productos de reacción obtenidos tras la desoxidación del baño de acero líquido son respectivamente alúmina, sílice y óxido de manganeso:
Los productos de la reacción de desoxidación se distribuyen en la escoria producida por el tratamiento de desoxidación del acero. La escoria se puede desnatar, eliminando así el oxígeno disuelto del baño de acero líquido.
Hay cuatro tipos, que van desde completamente desoxidados a ligeramente desoxidados: muertos , semimuertos , con borde y tapados . [2] Tenga en cuenta que ninguno de los diversos tipos es mejor que el otro, ya que cada uno es útil en su propio sentido. [3] [ necesita actualización ]
El acero calmado es un acero que ha sido completamente desoxidado mediante la adición de un agente antes de la fundición , de modo que prácticamente no se produce evolución de gas durante la solidificación . Se caracteriza por un alto grado de homogeneidad química y ausencia de porosidades de gas . Se dice que el acero está "calmado" porque se solidificará silenciosamente en el molde, sin que salgan burbujas de gas. Se marca con una "K" para fines de identificación. [4]
Para la fundición de lingotes , los agentes desoxidantes comunes incluyen aluminio , ferrosilicio y manganeso . El aluminio reacciona con el gas disuelto para formar óxido de aluminio . Los precipitados de óxido de aluminio proporcionan el beneficio adicional de fijar los límites de grano , evitando así el crecimiento de grano durante los tratamientos térmicos . Para aceros del mismo grado, un acero calmado será más duro que un acero con borde. [5]
La principal desventaja del acero calmado es que sufre defectos de contracción profunda en las tuberías . Para minimizar la cantidad de metal que debe desecharse debido a la contracción, se utiliza un molde vertical grande con una parte superior caliente . Los lingotes típicos de acero calmado tienen un rendimiento del 80% en peso. [3] [ necesita actualización ]
Los aceros comúnmente desoxidados incluyen aceros aleados , [4] aceros inoxidables , [4] aceros resistentes al calor, [4] aceros con un contenido de carbono mayor a 0,25%, aceros utilizados para forjados , aceros estructurales con un contenido de carbono entre 0,15 y 0,25%, y algunos aceros especiales en los rangos de carbono más bajos. [5] También se utiliza para cualquier fundición de acero . [6] Tenga en cuenta que la disminución del contenido de carbono aumenta los problemas con inclusiones no metálicas . [7] [ necesita actualización ]
En los últimos tiempos, las tecnologías de colada continua y de colada en banda han sustituido en gran medida a las técnicas de colada de lingotes. Mediante estos métodos, se desoxida todo el acero y los rendimientos resultantes son cercanos al 96%.
El acero semicalmado es en su mayoría acero desoxidado, pero el monóxido de carbono deja una porosidad tipo soplador distribuida por todo el lingote. La porosidad elimina la tubería que se encuentra en el acero calmado y aumenta el rendimiento a aproximadamente el 90% en peso. El acero semicalmado se usa comúnmente para acero estructural con un contenido de carbono entre 0,15 y 0,25% de carbono, porque se lamina , lo que cierra la porosidad. También se usa para aplicaciones de trefilado . [4] [8] [ necesita actualización ]
Características de los aceros SEMI-QUITADOS.
El acero con borde, también conocido como acero de calidad para trefilado , tiene poco [9] o ningún agente desoxidante añadido durante la fundición, lo que hace que el monóxido de carbono se desprenda rápidamente del lingote. Esto provoca pequeños orificios de soplado en la superficie que luego se cierran en el proceso de laminado en caliente . Otro resultado es la segregación de elementos; casi todo el carbono, fósforo y azufre se mueven al centro del lingote, dejando un "borde" casi perfecto de hierro puro en el exterior del lingote. Esto le da al lingote un excelente acabado superficial debido a este borde de hierro, pero también forma la composición más segregada. La mayoría del acero con borde tiene un contenido de carbono por debajo del 0,25%, un contenido de manganeso por debajo del 0,6% y no está aleado con aluminio, silicio y titanio . Este tipo de acero se utiliza comúnmente para doblado en frío , conformado en frío, estampación en frío y, como su nombre lo indica, trefilado. Debido a la falta de uniformidad de los elementos de aleación, no se recomienda para aplicaciones de trabajo en caliente . [4] [6] [8] [ necesita actualización ] [10]
El acero revestido comienza como acero con borde, pero a mitad de la solidificación, el lingote se revestido. Esto se puede hacer cubriendo literalmente el molde del lingote o agregando un agente desoxidante. La parte superior del lingote luego forma una capa sólida de acero, pero el borde del resto del lingote es más delgado que en un acero con borde. Además, hay menos segregación de impurezas. [8] [ necesita actualización ]
El rendimiento del acero con borde y tapado es ligeramente mejor que el del acero semicalmado. Estos tipos de aceros se utilizan comúnmente para chapas y tiras de metal debido a su excelente estado de superficie. [8] [ necesita actualización ] También se utiliza en la mayoría de las aplicaciones de trabajo en frío. [6]
Debido a los procesos de producción, a medida que el contenido de carbono del acero con borde y tapa aumenta por encima del 0,08 %, la limpieza disminuye. [11] [ necesita actualización ]