laminación
Otro punto a considerar al simular el proceso de laminación
es el comportamiento de la capa de óxido que cubre la superficie del acero. En la Fig. 5 se presentan las diferentes
morfologías que se encontraron en los aceros identificados
como E a H. La principal diferencia en estas muestras es la
composición base del acero dado que las cuatro cintas se
procesaron siguiendo la misma secuencia de reducción;
sin embargo, tanto la morfología como las dimensiones de
la costra son diferentes. En la Fig. 11 se muestra el cambio
en espesor calculado para la lámina identificada como E,
en ella se puede observar el rápido crecimiento inicial de la
superficie libre óxido del acero producto del uso de los dos
cabezales de descascarado de que dispone la línea (localizados a las distancias de 10 y 12 m) [42]. El crecimiento se
calculó con los parámetros de la Ec. (1) utilizando coeficientes disponibles en la literatura [19,20], la disminución en
espesor del óxido se supone que es igual a la del acero. Es
interesante observar que el espesor final predicho por el
modelo de alrededor de 5 μm, Fig. 12, es semejante al de la
cinta E, Fig. 5, pero apenas la mitad del de las otras cintas.
Es posible suponer que la diferencia en los espesores de
las costras que se muestran en la Fig. 5 se deba a una mayor tasa de crecimiento en los aceros F y G que contiene
una mayor cantidad de Mn, sin embargo, esto no debe ser
la causa en aceros con Si, como el H, puesto que la presencia de fayalita (2FeO•SiO2) reduce la tasa de crecimiento del óxido al evitar la difusión del hierro [43]. Si la diferencia en espesor no es atribuible a cinéticas de crecimiento
más elevadas, la otra opción sería la del incremento en la
resistencia mecánica de la costra de óxido. Esto sería viable, puesto que si la capa está formada con menores contenidos de wustita, ésta sería más difícil de deformar y no
tendría razón suponer que el óxido se deforma en la misma
proporción que el acero, sin embargo, no se cuenta con
evidencia de que esta suposición sea correcta.
Espesor (mm)
Espesor (μm)
dα/dγ
Tamaño de grano (μm)
Reducción total (%)
Distancia (m)
Figura 11. Variación de los tamaños de grano austenítico (dγ) y ferrítico (dα), así como su
cociente (dα/dγ) en función del espesor de las cintas de acero al carbono.
Figura 12. Cambios en el espesor del óxido formado en el acero identificado como E.
Conclusiones
Se estudió la microestructura obtenida en muestras de las
láminas producidas en la línea compacta y se observó la reducción del tamaño de grano ferrítico en aceros al carbono
al reducirse el espesor de la cinta, atribuida al incremento
en la tasa de nucleación. Se observó una mayor reducción
en el tamaño de grano en muestras de un acero microaleado al niobio, lo que se atribuye a la supresión de la recristalización de la austenita durante su procesamiento en
caliente.
Se observó que tanto la morfología como el espesor del
óxido formado en la superficie de la lámina se ven afectados por la composición química del acero, sin embargo no
se cuenta con evidencia para atribuir este fenómeno a factores relativos a la cinética de crecimiento o a la resistencia
mecánica de la capa.
Se determinaron los parámetros que permiten simular los
cambios de temperatura durante la laminación en caliente de aceros al carbono. La validez de las suposiciones se
confirma al obtener una buena correlación entre las temperaturas predichas por el modelo y las obtenidas por los
pirómetros instalados en las líneas de laminación. Las predicciones estructurales y de temperatura se utilizaron para
determinar el esfuerzo promedio requerido para deformar
al acero en cada paso y se compararon con los valores calculados a partir de la suposición de fricción adhesiva en
el entrehierro. La correlación entre ambos valores fue alta
en el acero al carbono, pero no para el acero microaleado,
pues el modelo no contempla la acumulación de deformación entre pases.
32 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO