8
Acería
JUL-SEPT 2022 l ASOCIACIÓN TECNOLÓGICA DEL HIERRO Y EL ACERO l AISTMEXICO . COM
4- Efecto del nitrógeno e hidrógeno sobre la formación de poros
Estudios previos señalan que los poros suelen presentarse por un aumento en la concentración de gases ( N 2 , H 2 y CO ), cuando la presión total de estos supera la presión externa se generan burbujas de gas , resultando en una expulsión de los mismos fuera de la zona interdendrítica durante la solidificación del acero formando los poros ( ver figura 4 ) ( LIN , 2011 ):
2σ
P Burbuja = P H 2
+ P CO + P N 2
> P s + P f
+ — (~ 0.03atm ) = 1.05 ~ 1.1atm
Donde : P S = Presión atmosférica en la superficie del acero líquido en el molde de colada continua
Pf = Presión ferroestática en la zona del poro σ = Tensión superficial del acero líquido en contacto con la burbuja de gas de radio “ r ”
La solubilidad del [ H ], [ N ] y [ O ] en el acero líquido durante su fabricación , a una temperatura entre 1630 a 1530 ° C desde el horno de fusión y metalurgia secundaria , puede alcanzar valores de 25 ppm , 450 ppm , 0.22 % ( Turkdogan , 1996 ) respectivamente de cada gas , por lo tanto , existe la posibilidad de altos niveles sobre todo de hidrógeno en el acero líquido .
Por lo tanto , tomando como base la presión crítica 1.05 a 1.1 atm requerida para formar un poro en el material , niveles por arriba de 8 ppm de hidrógeno deben evitarse en la fabricación de barra redonda ( ver figura 5 ).
Figura 4
Copper Mold
Resolidified Flux
Oscillation Mark
Contact Resistances
Air Gap
Nozzle
Nozzle
Support Roll
Water Spray
Roll
Flux
Rim Submerged Entry Nozzle Flux Powder
Entrainment
Ferrostatic Pressure
Bulging
Roll Contact
Gas Bubble
Liquid Flux
Argon Bubbles
Molten Steel Pool
Solidifying Steel Shell
Nozzle Port
Inclusion particles and bubbles
Representación esquemática del proceso de colada continua ( Thomas , 2001 ).
Jet
Figura 5
Izquierda , solubilidad del hidrógeno y nitrógeno en el acero . Derecha , efecto combinado del hidrógeno y nitrógeno en la formación de poros ( A . Romero , 2018 ) ( LIN , 2011 ).
5- Caracterización del defecto y su posible origen
Se caracterizaron 2 defectos principalmente : poros superficiales libres de polvo lubricante y poros subsuperficiales acompañados por depresiones longitudinales ( ver figuras 6 , 7 y 8 ) y en base a la validación de hipótesis se llegó a la conclusión que el origen de los poros en este caso fue por hidrógeno en el acero líquido .
Figura 6
Poros superficiales y depresiones longitudinales .
Figura 7
Dimensión de poros superficiales y depresiones longitudinales .
Figura 8
Dimensión de poros subsuperficiales y depresiones longitudinales .