The influence of steel preheating level in the tundish on the primary structure of a continuously cast ingot

Influencia del nivel de precalentamiento del acero en la artesa sobre la estructura primaria de un lingote de fundición continua

El artículo presenta los resultados de las mediciones industriales realizadas en una máquina de fundición continua durante su funcionamiento normal. El objetivo de la investigación era determinar la influencia del nivel de precalentamiento del acero en el tamaño de determinadas zonas de cristalización de la estructura primaria del lingote.

INTRODUCCIÓN

La solidificación de los metales y sus aleaciones se define como un fenómeno de cambio de estado (de líquido a sólido) asociado a la emisión de una cierta cantidad de calor y a la formación de la estructura cristalina primaria en el camino de un proceso de cristalización física y químicamente complicado [1, 2]. El proceso de formación de la estructura primaria consta de dos subprocesos que se desarrollan sucesivamente:

- nucleación de la fase sólida

- crecimiento del núcleo hasta formar cristales.

Debido a la complejidad del proceso de solidificación y cristalización durante la colada de acero en el dispositivo CC, la estructura primaria de los lingotes continuos puede consistir en zonas de carácter diferencial (cristales congelados, cristal columnar, cristales equiaxiales). Desde el punto de vista de la calidad de los lingotes, lo importante es obtener una estructura primaria homogénea con los granos equiaxiales más pequeños en todo el volumen del lingote. Para obtener la calidad requerida de la estructura primaria de los lingotes es necesario identificar los parámetros del proceso que deciden sobre el rango de cada zona de cristalización en la superficie de la sección transversal de los lingotes. La identificación de estos parámetros permite controlar eficazmente el proceso de CC desde el punto de vista del tema tratado.

TEORÍA DE LA SOLIDIFICACIÓN Y CRISTALIZACIÓN

El cambio de estado físico de los metales y aleaciones, pero también la forma cristalográfica, se clasifican como transiciones de fase del primer tipo desde el punto de vista termodinámico. El rasgo característico de todas las transiciones de fase es la igualdad de la energía libre de Gibbs en los puntos de las transiciones. Si el punto de transición de fase es la temperatura, entonces a presión constante en el punto de transición la energía libre de Gibbs de la fase sólida emergente es igual a la energía libre de Gibbs de la fase líquida. Se ilustra el estado de equilibrio de las fases (véase la figura 1).