Desoxidación del acero en la metalurgia secundaria

La desoxidación de acero con Al produce partículas sólidas de Al2O3, las cuales tienen generalmente una morfología poliédrica [1]. Éstas se presentan sobre un corte metalográfico como “clusters”, que son en realidad el reflejo de una red compleja de partículas o dendritas. La presencia de estas inclusiones en el producto puede afectar significativamente las propiedades mecánicas [2,3]. Además, estas partículas sólidas inter-espaciadas con metal líquido pueden depositarse en las paredes tanto de la buza que alimenta acero liquido de la cuchara al distribuidor así como en las boquilla en el molde de colada continua, disminuyendo su sección y obstruyendo consecuentemente el paso del metal [4]. Ya que la presencia de inclusiones en el metal líquido es inevitable, su separación y eliminación es esencial en la práctica de aceración. Frecuentemente, la flotación de inclusiones se promueve mediante una agitación controlada del metal líquido que favorece la coalición y coalescencia de partículas de Al2O3, sin embargo, el control de esta práctica es delicado y eventualmente se presentan desviaciones que conducen al problema de taponamiento [5]. Otra alternativa para flotar y consecuentemente eliminar inclusiones consiste en la modificación de la naturaleza de las inclusiones de Al2O3 remanentes en el metal líquido; la adición de Ca al acero líquido desoxidado con Al permite la reducción química parcial de los clusters de Al2O3 [6-9]. Si la química de la inclusión se modifica suficientemente el aluminato de Ca formado será líquido lo que facilita su separación del metal líquido y además su paso a través de boquillas y buzas. Las partículas líquidas se globulizan y preservan tal morfología hasta después de la solidificación. El tratamiento exitoso de modificación de las inclusiones de Al2O3 por Ca está estrechamente relacionado a los contenidos de S, O y Ca disueltos en el metal [10,11]. En lo que concierne a la concentración de Ca, ésta depende de varios factores tales como la forma y método de inyección, el tiempo disponible para que la reacción de modificación se aproxime al equilibrio, temperatura, composición del metal líquido y condiciones de agitación, es por ello que el tratamiento de acero líquido con Ca se ha vuelto una práctica usual durante la refinación secundaria. La aportación de Ca se realiza generalmente mediante la adición de CaSi, sin embargo otras alternativas emplean CaAl, CaC2 y CaFe como fuentes de Ca [12]. Estas últimas son apropiadas cuando se tratan aceros con restricciones en el contenido de Si.