Studies of changes in the activity of dissolved oxygen in the simulation of ferromanganese filtration

Estudios de los cambios en la actividad del oxígeno disuelto en la simulación de la filtración de ferromanganeso

El artículo trata de la solución de un problema urgente relacionado con el proceso de refinado por filtración de ferroaleaciones. A partir de los datos obtenidos, se comprobó que la combinación del proceso de filtración con la fundición garantiza el flujo de la masa fundida refinada directamente a la cavidad del molde y la eliminación parcial o completa de la oxidación secundaria. Para identificar el mecanismo subyacente del refinado por filtración, se simuló la interacción del metal líquido con el filtro en su canal de poros separados. Se calculan y confirman en la práctica los principales parámetros tecnológicos del proceso considerado.

INTRODUCCIÓN

El proceso de fundición de ferroaleaciones va acompañado de una importante contaminación de la aleación procesada con inclusiones no metálicas. Está relacionada con la mayor multiplicidad de escorias que en la siderurgia y con la elevada concentración de elementos en la aleación que tienen una fuerte afinidad por los gases. Los estudios metalográficos muestran que las ferroaleaciones contienen las mismas inclusiones que el acero, pero en cantidades muy superiores.

Además, hay que tener en cuenta que, debido a las bajas concentraciones de oxígeno que se alcanzan durante estos procesos, el potencial químico del oxígeno en el metal (μО₂ o Ро₂) llega a ser significativamente inferior al potencial químico del oxígeno en las fases en contacto con el metal: la atmósfera, la escoria y el revestimiento refractario. Como resultado, el oxígeno se transfiere de estas fases al volumen del metal [1]. Este proceso se desarrolla cuando la masa fundida se mantiene en un recipiente, pero especialmente durante la colada. En este caso, el grado de oxidación depende del tamaño de la superficie específica de contacto del chorro de metal con la atmósfera de aire y de la duración de este contacto.

Así, durante la producción y la colada de aceros para bolas y otros tipos de aceros, el contenido de oxígeno y nitrógeno en los lingotes aumenta de 1,5 a 2 veces, lo que contribuye a una contaminación importante del acero con inclusiones. Como señala V. P. Luzgin [2], un rasgo característico del proceso de oxidación secundaria es la contaminación del metal refinado con inclusiones no metálicas, el monóxido de carbono inestable de los desoxidantes y el deterioro de las propiedades mecánicas y otras propiedades de servicio del metal procesado.

Como resultado de la oxidación secundaria, no sólo aumenta el contenido de oxígeno, sino también su actividad [3]. Esto indica que una parte importante del oxígeno que entra en el metal no interactúa inmediatamente con el elemento desoxidante, es decir, la masa fundida está sobresaturada de estos elementos, pero el grado de saturación no alcanza el valor que garantiza la formación de inclusiones.