El acero desoxidado (también conocido como acero muerto) es acero al que se le elimina parte o todo el 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 espiráculos o precipitar FeO . Por ello, se han desarrollado varias estrategias para la desoxidación . Esto se puede lograr añadiendo agentes desoxidantes metálicos a la masa fundida antes o después de su extracción, 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 se añaden 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 dentro de la escoria producida por el tratamiento de desoxidación del acero. La escoria se puede eliminar, eliminando así el oxígeno disuelto del baño de acero líquido.
Hay cuatro tipos, que van desde completamente desoxidados hasta ligeramente desoxidados: muertos , semimuertos , con borde y tapados . [2] Tenga en cuenta que ninguno de los distintos tipos es mejor que el otro, ya que cada uno es útil en sí mismo. [3] [ necesita actualización ]
El acero calmado es acero que ha sido completamente desoxidado mediante la adición de un agente antes de la fundición, de modo que prácticamente no hay desprendimiento 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 "muerto" porque se solidificará silenciosamente en el molde, sin que salga gas. Está marcado 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 del grano , evitando así el crecimiento del 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 profundos defectos de contracción de la tubería . Para minimizar la cantidad de metal que debe desecharse debido a la contracción, se utiliza un molde vertical grande con una tapa caliente . Los lingotes típicos de acero calmado tienen un rendimiento del 80% en peso. [3] [ necesita actualización ]
Los aceros comúnmente matados incluyen aceros aleados , [4] aceros inoxidables , [4] aceros resistentes al calor, [4] aceros con un contenido de carbono superior al 0,25%, aceros utilizados para forjas , aceros estructurales con un contenido de carbono entre 0,15 y 0,25%, y algunos aceros especiales en los rangos más bajos de carbono. [5] También se utiliza para cualquier fundición de acero . [6] Tenga en cuenta que la disminución del contenido de carbono aumenta los problemas con las inclusiones no metálicas . [7] [ necesita actualización ]
Las tecnologías de colada continua y de colada en tiras han reemplazado en gran medida a las técnicas de colada con lingotes en los últimos tiempos. Mediante estos métodos, se mata todo el acero y los rendimientos resultantes se acercan al 96%.
El acero semiacabado es principalmente 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 semiacabado se utiliza comúnmente para acero estructural con un contenido de carbono entre 0,15 y 0,25% de carbono, porque está laminado , lo que cierra la porosidad. También se utiliza para aplicaciones de dibujo . [4] [8] [ necesita actualización ]
Características de los aceros SEMI MUERTOS.
Al acero con borde, también conocido como acero de calidad para trefilado , se le agrega poco [9] o ningún agente desoxidante durante la fundición, lo que hace que el monóxido de carbono se desprenda rápidamente del lingote. Esto provoca pequeños agujeros en la superficie que luego se cierran en el proceso de laminación en caliente . Otro resultado es la segregación de elementos; casi todo el carbono, fósforo y azufre se mueven hacia el 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 inferior al 0,25%, un contenido de manganeso inferior al 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, embutición. 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 reborde, pero a mitad de la solidificación el lingote está cubierto. Esto se puede hacer cubriendo literalmente la lingotera 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. También hay menos segregación de impurezas. [8] [ necesita actualización ]
El rendimiento del acero con reborde y remate es ligeramente mejor que el del acero semiacabado. Estos tipos de aceros se utilizan comúnmente para láminas y tiras de metal debido a su excelente estado superficial. [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 ]