The influence of calcium on technological properties and micropurity of steel castings

Influencia del calcio en las propiedades tecnológicas y la micropureza de las fundiciones de acero

El artículo analiza los parámetros tecnológicos, la micro-pureza y las propiedades mecánicas de las fundiciones de acero aleado con calcio. El efecto del calcio en el acero se analizó en muestras tomadas en el proceso de fundición de piezas pesadas y lingotes de un peso comprendido entre 40 000 y 60 000 kg. Las muestras para la determinación de la temperatura de liquidus y la temperatura de solidus de los aceros de fundición se analizaron mediante análisis térmico diferencial (ATD). La producción de aceros de baja aleación se realizó en las instalaciones EAF - ASEA-SKF y la producción de aceros de alta aleación en las instalaciones EAF - ASEA-SKF - SS-VOD. El calcio de pureza se añadía al acero mediante la inyección de un perfil relleno.

INTRODUCCIÓN

El calcio se añade al acero que es desoxidado por el aluminio con el fin de eliminar las pequeñas inclusiones de aluminato. Verma et al. [1], Lind y Holappa [2], Potter, Lind y Story [3, 4] afirman que la idea básica de esta tecnología es la conversión de las inclusiones de alúmina al tipo CA (C = CaO, A = Al₂ O₃ ), que son fluidas en las temperaturas dadas, se fusionan rápidamente y salen rápidamente de la masa fundida a la escoria. En el acero también se produce azufre formando sulfuro, por lo tanto, también es posible hacer modificaciones a las inclusiones de MnS a la transformación del tiempo. Kepka en su monografía [5] describe las pruebas de solubilidad realizadas por el calcio en el acero bajo la atmósfera de argón, cuando la presión de 1,36 MPa impide su evaporación y se encontró la solubilidad del hierro de Ca 0,032 % a la temperatura de 1 600 °C. Se demostró además que el carbono, el silicio, el aluminio y el níquel aumentan la solubilidad y que el cromo la disminuye. Los valores de solubilidad del Ca figuran en la Tabla 1.

Fruehan [6,7], Kepka[5] y Mitura, Landova [8] señalan las ventajas del tratamiento del acero con calcio:

• mejora de la fluidez, cambiando la morfología de las inclusiones no metálicas y aumentando la fase líquida [6,7]
• mejora del contenido de inclusiones gracias a la rápida salida de las inclusiones de la masa fundida a la escoria [6,7]
• minimización de los defectos superficiales [6,7]
• mejora de la maquinabilidad del acero a altas velocidades de corte [6-8]
• minimizar el riesgo de fisuración al recalentar cerca de la zona afectada por el calor de las uniones soldadas [5]
• prevenir el desgarro laminar [8]
• minimizar la sensibilidad de la micro tubería de alta resistencia (HSLA) debido al agrietamiento por hidrógeno (HIC), por ejemplo, acero para gases ácidos o tubería de petróleo [6,7] reducción de las diferencias de propiedades mecánicas tras la sección transversal [5]