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Acero Efervescente

Definición

El acero efervescente es llamado de esta forma debido a que el proceso por el cual es fabricado desprende pequeñas burbujas de la masa de un líquido, por efecto de la fermentación o de una reacción química. Dicha reacción química es la combinación del desprendimiento de gases, y al reaccionar con el óxido de hierro y el carbono, lo que genera que se liberan grandes cantidades de gases, que causan este proceso de efervescencia, también conocido como desoxidación del acero.

La desoxidación es 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. Es un proceso que elimina parte o la totalidad del oxígeno de la masa fundida durante el proceso de fabricación del acero.

Acero Efervescente

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Desoxidación del acero efervescente

La desoxidación también es importante antes de alear el acero con metales fácilmente oxidables como el cromo, el titanio y el vanadio, para minimizar las pérdidas y mejorar el control del proceso. Los metales que no se oxidan fácilmente, como el níquel, el cobalto, el molibdeno y el cobre, se pueden agregar al horno para aprovechar las altas velocidades de calentamiento. De hecho, la aleación siempre tiene efectos térmicos en la producción de acero.

Los aceros líquidos contienen oxígeno disuelto después de su conversión a partir de 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 causar orificios o precipitar FeO. Por 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 sangrarla, o mediante un tratamiento al vacío, en el que el carbono disuelto en el acero es el desoxidante.

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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).

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Tipos de acero efervescente

Hay cuatro tipos, que van desde completamente desoxidados a levemente desoxidados: muertos, semi muertos, bordeados y tapados. Pero se tiene que tener en consideración que ninguno de los distintos tipos es mejor que el otro, ya que cada uno es útil en su propio sentido. Por lo que no tiene sentido hacer una comparación de desempeño entre ellos, ya que los propósitos de cada uno son diferentes.

El acero muerto es un acero que ha sido completamente desoxidado mediante la adición de un agente antes de la colada, 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 se “mata” porque se solidificará silenciosamente en el molde, sin burbujas de gas. Está marcado con una “K” para fines de identificación.

El acero semi muerto o semielaborado es principalmente acero desoxidado, pero el monóxido de carbono deja una porosidad tipo espiráculo distribuida por todo el lingote. La porosidad elimina la tubería que se encuentra en el acero muerto y aumenta el rendimiento a aproximadamente un 90% en peso. El acero semi-matado se usa 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.

El acero con borde, también conocido como acero de calidad para estirado, es producido utilizando un proceso que genera un acero efervescente, y tiene poco o ningún agente desoxidante agregado durante la fundición, lo que hace que el monóxido de carbono se desarrolle rápidamente del lingote. Esto provoca pequeños orificios en la superficie que luego se cierran en el proceso de laminación en caliente.

El acero tapado comienza como acero con borde, pero en parte del proceso de solidificación se tapa el lingote. Esto se puede hacer cubriendo literalmente 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.

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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.

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