Modification of oxygen and sulphur inclusions in steel by calcium treatment

Modificación de las inclusiones de oxígeno y azufre en el acero mediante tratamiento con calcio

En el artículo se discuten los resultados de los exámenes de los cambios en la deformabilidad de las inclusiones de oxígeno y azufre en el acero estructural procesado con calcio. Los resultados obtenidos implican la influencia positiva de los aditivos de calcio en los cambios de geometría de las inclusiones de oxígeno y azufre relacionados con la modificación de su composición química.

INTRODUCCIÓN

Las inclusiones no metálicas son consecuencia inevitable de los procesos de elaboración del metal y son fases extrañas siempre presentes en el metal sólido y líquido. Las inclusiones tienen una forma diferente y un tamaño de varios a varios cientos de micrómetros (de diámetro). Se distribuyen aleatoriamente en la matriz del metal base y forman una fase de dispersión en fase líquida y en fase sólida metálica.

Las inclusiones no metálicas pueden afectar directamente a las propiedades funcionales de los metales, especialmente del acero, que es un material de construcción de uso común. La reducción del contenido de partículas de dispersión no metálicas en el metal y la introducción de un proceso de modificación son métodos importantes para reducir sus efectos desfavorables. La modificación es un proceso que consiste en añadir a un baño de metal una pequeña cantidad de sustancia (es decir, un modificador) que cambia las propiedades físico-químicas de las inclusiones. Los modificadores son sustancias metálicas que cambian las partículas sólidas de óxido y sulfuro del baño de acero por inclusiones líquidas en metal líquido.

En este artículo se presentan y discuten los resultados de las modificaciones de las inclusiones de óxido y sulfuro en acero con calcio, especialmente en lo que respecta al cambio de su forma y deformabilidad.

MODIFICACIÓN DE LAS INCLUSIONES DE ÓXIDO Y SULFURO

La afinidad química del calcio con el oxígeno es mayor que con el azufre y, a la temperatura de 1873 K, los óxidos son más estables que los sulfuros [1]. Si el calcio reacciona con el azufre y no con el oxígeno, la actividad del oxígeno en un acero líquido a la temperatura de 1873 K debería ser unas 19 veces inferior a la actividad del azufre [2], una condición muy difícil de alcanzar.

En consecuencia, se supone que la primera reacción tras la introducción del calcio en el acero líquido es la oxidación del calcio.