Hierro y Acero Edicion 24 | Page 6

acería acería Desgaste en Recubrimientos Duros en el Transporte Neumático de Hierro de Reducción Directa Dora Martínez1, Alberto Pérez1, Abraham Velasco2 y Ricardo Viramontes3. Doctorado en Ingeniería de Materiales, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León. A. P. 074F C. U. San Nicolás de los Garza 66450 N. L. México. 2 Corporativo Nemak, S. A. de C. V., N. L., México. 3 HyL, División de Tecnología de HyLSA, S.A. de C. V., N. L., México. 1 M uestras de recubrimientos duros (alto cromo-alto carbono) fueron ensayadas separadamente para determinar la resistencia a la erosión por múltiples impactos de pelets de hierro de reducción directa (HRD) en una máquina de erosión a alta temperatura. El volumen de desgaste y observaciones microscópicas fueron utilizadas para evaluar el mecanismo de erosión a diferentes ángulos de impacto. Como resultado de esta experimentación, se obtuvieron correlaciones de los parámetros microestructurales con la resistencia al desgaste. Esto deberá ayudar para evaluar los principales mecanismos del daño de la tubería empleada en el transporte neumático a alta temperatura de pelets de HRD en condiciones de operación industrial en diferentes direcciones y determinar la resistencia al desgaste de nuevas aleaciones de recubrimientos. Palabras clave: Desgaste, Erosión a Alta Temperatura, Transporte Neumático, Recubrimientos Metálicos. INTRODUCCIÓN El fierro esponja o hierro de reducción directa (HRD) es obtenido por la reducción del mineral de hierro en reactores con atmósferas de hidrógeno y monóxido de carbono. La composición típica del HRD es 90% mínimo de hierro. El resto está formado por residuos como silicio, calcio y carbono. Actualmente el fierro esponja necesita ser transportado de los reactores de reducción directa a los hornos de acería. La transportación puede ser por tren, camiones o bandas transportadoras. Una alternativa es el transporte neumático de las partículas en caliente 6 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO a los hornos de acería, esto significa ahorro en tiempo y energía, de otra manera tendría que esperarse al enfriamiento de las partículas para después ser transportadas y después calentarse en los hornos. Para que este proceso se justifique, en ahorro de energía, la transportación deberá realizarse a temperaturas alrededor de 400 a 800 °C. Las partículas transportadas son formadas por pelets de fierro esponja arriba de 12 mm en diámetro y partículas de polvo menores de 2µm. de diámetro. La razón de transporte se espera que esté en el orden de 100 a 400 tons. por hora y las distancias son de 60 a 600 metros [1, 2]. El transporte neumático de fierro esponja en caliente a altas temperaturas y dentro de atmósferas reductoras es una tarea difícil. La tubería está sujeta a esfuerzos térmicos, ataque por corrosión, desgaste erosivo y desgaste abrasivo [3, 4]. El carbono contenido en el HRD, ya sea en forma libre o combinado formando carburo de hierro (Fe3C) tiende a reaccionar con el aire, generando calor en una reacción exotérmica donde las temperaturas pueden alcanzar temperaturas hasta 1600 °C. Por lo anterior, es necesario utilizar una atmósfera inerte o reductora [5]. El principal requerimiento del transporte no es únicamente el transportar entre dos puntos, sino preservar el valor intrínseco asociado con el contenido metálico, temperatura y tamaño de partícula del fierro esponja. Los materiales a ser seleccionados para la línea de transporte deberán resistir primero la corrosión por el gas de transporte. Así mismo, los materiales deberán ser resistentes a la erosión producida por las partículas, y a los esfuerzos térmicos asociados con los cambios de temperatura. Existe un número limitado de aleaciones que puedan