Definición
El acero efervescente se llama así porque el proceso de su fabricación produce pequeñas burbujas en la masa del líquido, como si estuviera fermentando o reaccionando químicamente.
Esta reacción química se produce por la combinación de gases que se desprenden del acero fundido y reaccionan con el óxido de hierro y el carbono. Este proceso de desprendimiento de gases es lo que causa la efervescencia, también conocida como desoxidación del acero.
La desoxidación es el proceso de eliminar el exceso de oxígeno del metal fundido. Se realiza añadiendo materiales con alta afinidad por el oxígeno, cuyos óxidos son gaseosos o forman escorias fácilmente. Este proceso elimina parte o la totalidad del oxígeno de la masa fundida durante la fabricación del acero.
Acero Efervescente
- Llamado así por el desprendimiento de burbujas durante su fabricación.
- Se genera por desoxidación del acero.
- Se realiza la desoxidación para minimizar pérdidas y mejorar el control del proceso.
- Se realiza este proceso para evitar orificios cuando el acero se enfría.
- El acero efervescente contiene: Manganeso, Silicio y Alumnio.
- Clasificación: Muertos, Semi Muertos, Bordeados y Tapados.
- Su contenido de carbono es inferior al 0.25%.
Desoxidación del acero efervescente
Los metales que no se oxidan fácilmente, como el níquel, el cobalto, el molibdeno y el cobre, se pueden agregar al horno durante la fusión del acero. Esto se debe a que estos metales tienen un alto punto de fusión y se pueden agregar al acero sin que se oxiden.
Los aceros líquidos contienen oxígeno disuelto, pero la solubilidad del oxígeno en el acero disminuye con el enfriamiento. A medida que el acero se enfría, el exceso de oxígeno puede causar orificios o precipitar FeO.
Para evitar estos problemas, se han desarrollado varias estrategias para la desoxidación del acero. Esto se puede lograr añadiendo agentes desoxidantes metálicos a la masa fundida antes o después de la sangrada. También se puede utilizar un tratamiento al vacío, en el que el carbono disuelto en el acero actúa como desoxidante.
Composición del acero efervescente
La desoxidación del acero conlleva la eliminación del exceso de oxígeno del metal fundido. El procedimiento implica la adición de materiales con alta afinidad por el oxígeno, cuyos óxidos son gaseosos o forman escorias fácilmente. La desoxidación del acero generalmente se realiza agregando Manganeso, Silicio y Aluminio, o raramente agregando Cromo, Vanadio, Titanio, Zirconio y Boro.
Este proceso de desoxidación del acero fundido para crear acero efervescente, muestra una paradoja. Al aumentar la concentración de desoxidante en la masa fundida por encima de algún valor crítico, tiene lugar la reoxidación del acero. En este artículo se examinan algunos ejemplos de reoxidación del acero mediante la adición de desoxidantes habituales (Silicio y Aluminio).
Tipos de acero efervescente
Hay cuatro tipos, que van desde completamente desoxidados a levemente desoxidados: muertos, semi muertos, bordeados y tapados. Pero hay que tener en cuenta que ninguno de los tipos es mejor que el otro, ya que cada uno es útil en su propio sentido.
Acero muerto
El acero muerto es un acero que ha sido completamente desoxidado mediante la adición de un agente desoxidante antes de la colada. Esto significa que, durante la solidificación, no se produce desprendimiento de gas.
Se caracteriza por su alta homogeneidad química y ausencia de porosidades de gas. Se denomina “muerto” porque solidifica sin burbujas de gas. Para identificarlo, se le marca con una “K”.
Acero semi muerto
El acero semi muerto o semielaborado es un acero que ha sido parcialmente desoxidado. Esto significa que, durante la solidificación, se produce un cierto desprendimiento de gas.
La porosidad que se produce elimina la tubería que se encuentra en el acero muerto y aumenta su rendimiento a aproximadamente un 90% en peso. El acero semi-matado se utiliza comúnmente para acero estructural con un contenido de carbono entre 0,15 y 0,25% de carbono, ya que está laminado, lo que cierra la porosidad.
Acero con borde
El acero con borde, también conocido como acero de calidad para estirado, es un acero que no ha sido desoxidado. Esto significa que, durante la solidificación, se produce un desprendimiento de gas significativo.
El desprendimiento de gas provoca pequeños orificios en la superficie que luego se cierran en el proceso de laminación en caliente. Este tipo de acero se utiliza para la producción de alambres y cables.
Acero tapado
El acero tapado es un acero con borde que ha sido parcialmente desoxidado durante parte del proceso de solidificación. Esto se puede hacer cubriendo la lingotera o agregando un agente desoxidante.
La parte superior del lingote 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.
Propiedades mecánicas del acero efervescente
Los lingotes resultantes tienen una capa superficial muy pura debido a la ausencia o práctica ausencia de un agente desoxidante durante la producción de acero, lo que permite que se forme monóxido de carbono a partir del oxígeno y el carbono de la mezcla.
El contenido medio de carbono del acero efervescente es normalmente inferior al 0,25%. También se le denomina acero para trefilado y suele usarse para procesos en frío como conformado, recalcado y doblado. Es por ello que el acero efervescente se emplea para grandes requisitos superficiales; suele usarse en perfiles, chapas finas y alambres.
Los aceros estructurales que han sido fabricados mediante un proceso que genera acero efervescente, contienen entre un 0,15 y un 0,25% de carbono y son generalmente semimuertos. En acero semi-matado, el objetivo es producir metal libre de espiráculos y tuberías superficiales.
Veamos en detalle sus propiedades
Resistencia a la tracción
El acero efervescente tiene una resistencia a la tracción relativamente alta. Esto se debe a que las cavidades en la superficie del lingote aumentan la resistencia del acero a la tracción.
Ductilidad
Este material tiene una ductilidad relativamente baja. Esto se debe a que las cavidades en la superficie del lingote pueden provocar la fractura del acero.
Tenacidad
El acero efervescente tiene una tenacidad relativamente alta. Esto se debe a que las cavidades en la superficie del lingote pueden absorber energía y evitar la propagación de las grietas.
Aquí finaliza el artículo sobre “Acero efervescente”, pero en Aceropedia, la enciclopedia del acero, todavía tienes mucho por investigar. Y, si necesitas saber el precio de algunos materiales, puedes solicitarlo en Max Acero.
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