Change of mould flux properties during continuous casting of ferritic stainless steel

Cambio de las propiedades del fundente del molde durante la fundición continua de acero inoxidable ferrítico

Durante la fundición continua de acero inoxidable, el rendimiento del polvo del molde es un factor clave en este proceso. El contenido de Cr en el acero es de hasta un 18 %, la alta resistencia a la corrosión del acero se mejora con la adición de Al, hasta un 4 %. El objetivo del trabajo era estudiar el cambio en las propiedades físicas del polvo de moldeo, debido a las reacciones entre el Al del acero con el SiO₂ del fundente del molde durante la fundición continua. Con el fin de identificar el cambio en la capacidad de lubricación de la escoria de fundición con el tiempo, en función del aumento del contenido de alúmina en la escoria. Sobre la base de estos resultados, se determinó el polvo de fundición más adecuado para la fundición continua de acero inoxidable ferrítico con alto contenido de aluminio.

INTRODUCCIÓN

Los fundentes de molde desempeñan un papel fundamental en la colada continua de acero [1]. Los polvos se introducen en la parte superior de la superficie del metal fundido, donde forman una capa sinterizada, después una capa pastosa y, finalmente, una piscina de escoria líquida (fundente). La escoria líquida de la piscina fundida se infiltra en el canal del molde/filamento y lubrica el revestimiento de acero recién formado. La mayor parte del primer líquido que entra en el canal se congela en el molde de cobre y forma una película de escoria sólida y vítrea. La capa de escoria líquida controla la lubricación y la capa de escoria sólida controla la transferencia horizontal de calor [2].

La composición del polvo de colada depende de la composición del acero. Las características esenciales del polvo de colada son: el punto de fusión, la temperatura de cristalización y la viscosidad, que afectan a la transferencia de calor, la capacidad de lubricación y el consumo de fundente. Los fundentes de molde [3] suelen estar compuestos de aproximadamente un 70 % de CaO y SiO₂, 0-6 % de MgO, 2-6 % de Al₂O₃, 2-10 % de Na₂O(+K₂O), 0-10 % de F con adiciones variables de TiO₂  ZrO₂, B₂O₃, Li₂O y MnO. Se añaden partículas de carbono en forma de coque, negro de humo y grafito para controlar la velocidad de fusión. La basicidad, (% CaO / % SiO₂ ) se sitúa en la gama de 0,7 a 1,3. Los fundentes ácidos son vítreos, tienen una alta conductividad térmica y una buena capacidad lubricante. Los fundentes básicos tienden a cristalizar, tienen baja conductividad térmica y poca capacidad lubricante.

EFECTO DEL ÓXIDO DE ALUMINIO

El aumento del contenido de Al₂O₃ en el fundente líquido afecta a T_liq, T_sol y a la viscosidad, lo que a su vez se traduce en reducciones del consumo de polvo y de la lubricación suministrada [4].