Comparación de tipos de desoxidantes: a base de aluminio, silicio y compuestos

Por Steel Refining Materials
deoxidizeraluminumsiliconcomposite deoxidizer
Comparación de tipos de desoxidantes: a base de aluminio, silicio y compuestos

La desoxidación es el primer paso fundamental en la producción de acero limpio, y la elección del tipo de desoxidante moldea todo lo que sigue: la morfología de las inclusiones, el rendimiento de colada y las propiedades mecánicas finales. Las tres categorías amplias de desoxidantes utilizados en la siderurgia moderna son los a base de aluminio, a base de silicio y las formulaciones compuestas (multicomponente). Cada tipo tiene características distintas de química, costo y rendimiento que lo hacen adecuado para familias específicas de grados de acero y configuraciones de proceso.

Los desoxidantes a base de aluminio incluyen lingotes de aluminio, alambre de aluminio y productos de aluminio con núcleo de acero. El aluminio tiene la mayor afinidad por el oxígeno entre los elementos desoxidantes comunes, lo que lo convierte en el desoxidante de un solo elemento más efectivo. Las inclusiones de alúmina resultantes son sólidas a las temperaturas de siderurgia, lo que significa que no se deforman durante el laminado y pueden convertirse en puntos de iniciación de grietas si no se eliminan del baño. Por esta razón, el calmado con aluminio típicamente es seguido de un tratamiento con calcio para modificar los cúmulos de alúmina en aluminatos de calcio líquidos que son más fáciles de flotar. La desoxidación a base de aluminio es el estándar para productos planos, grados automotrices y cualquier aplicación que requiera un contenido de oxígeno total muy bajo.

La desoxidación a base de silicio utiliza ferrosilicio o silicio metálico y produce inclusiones a base de sílice que son menos agresivas que las de alúmina. La desoxidación con silicio solo es suficiente para muchos grados de acero al carbono y estructurales donde los requisitos de contenido de oxígeno son menos estrictos. Las inclusiones son líquidas a las temperaturas de laminado, lo que reduce su nocividad en el producto final. La desoxidación con silicio también es preferida para los aceros eléctricos calmados con silicio donde el aluminio debe minimizarse. La contrapartida es que el silicio es un desoxidante más débil que el aluminio, por lo que permanecen niveles de oxígeno residual más altos en el acero, y es posible que no se alcancen los objetivos de limpieza final para aplicaciones exigentes con silicio solo.

Los desoxidantes compuestos combinan aluminio y silicio (y a veces otros elementos como calcio o bario) en un solo producto diseñado para aprovechar las fortalezas de ambos enfoques. El componente de silicio proporciona una desoxidación inicial rápida que reduce la actividad de oxígeno a un nivel donde el aluminio puede entonces actuar eficientemente, reduciendo el consumo total de aluminio y generando una población de inclusiones mixta que es más fácil de controlar para la colabilidad. Los desoxidantes compuestos son particularmente efectivos para las operaciones de colada continua donde el control consistente de inclusiones es esencial. También simplifican el manejo de materiales al reducir el número de adiciones separadas que el operador necesita realizar. Para muchos siderúrgicos, los desoxidantes compuestos representan el mejor equilibrio de rendimiento, costo y simplicidad de proceso.