Experimental measurements of scale adhesion for a pre-oxidized steel charge

Mediciones experimentales de la adherencia de incrustaciones en una carga de acero preoxidado

En la práctica industrial, la carga se calienta antes del proceso de conformación y a menudo llega "fría" al horno. Esto significa que, tras salir de la fundición continua de acero, por diversas razones no se calienta inmediatamente, sino que se almacena. Esto provoca no sólo el enfriamiento de la carga, sino también su oxidación en la atmósfera del aire circundante. El artículo presenta la metodología de investigación y analiza los resultados de las mediciones de adherencia de una carga de acero preoxidado.

INTRODUCCIÓN

La cascarilla es un producto de una reacción de oxidación, que se forma generalmente en la superficie de un metal o de una aleación. Por regla general, la oxidación de los metales produce productos de oxidación sólidos en una amplia gama de temperaturas.

Las incrustaciones suelen tener una estructura multicapa. Se ha observado cierta regularidad en el hecho de que la capa exterior de la cascarilla es generalmente compacta y la capa interior es porosa. Esto puede indicar que, dentro de la capa exterior, la cascarilla es un policristalito compacto. Por tanto, los sustratos que reaccionan están separados por una capa continua de producto desde el inicio del proceso de oxidación. A bajas temperaturas, esto significa que la reacción se inhibe casi por completo. A temperaturas elevadas y altas, el proceso de oxidación continúa gracias a la difusión de uno o ambos sustratos reaccionantes a través de la capa de producto.

La oxidación es un proceso complejo que consta de muchos procesos elementales interrelacionados. El papel decisivo en el proceso de oxidación de metales y aleaciones lo desempeña la difusión de reactivos en la incrustación, que es uno de los procesos parciales más lentos que determinan la velocidad de la reacción total. Una capa del producto de reacción suele inhibir la velocidad del proceso de oxidación [1-3].

El propio proceso de oxidación depende principalmente de los procesos de transporte de la masa en la incrustación. Estos procesos pueden tener lugar a través de la red cristalina, a lo largo de los límites de grano o a través de macrodefectos (grietas y hendiduras). En el caso de la oxidación de una superficie metálica limpia, la formación de incrustaciones va precedida de procesos elementales sucesivos:

- adsorción física de gas

- quimisorción; y

- Qconversión de una capa de oxígeno quimisorbida en una capa de óxidos.

Estos procesos, especialmente a bajas temperaturas, tienen un impacto significativo en el curso y la velocidad de la reacción en la fase posterior de oxidación [1, 2].

El problema de la adherencia de la cascarilla al sustrato tiene una gran importancia tecnológica tanto en el proceso de laminación como en el tratamiento térmico de las cargas de acero. Las incrustaciones con alta adherencia son difíciles de eliminar y sus residuos en el núcleo provocan el deterioro de los productos laminados o tratados térmicamente.