Refractarios empleados en la colada continua y en el proceso de desgasificación al vacío

A. FOMBELLA GONZALEZ

UNINSA. — Aviles

74/4/0018A RESUMEN

SUMMARY

RÉSUMÉ

ZUSAMMENFASSUNG

Después de una breve introducción, se describen los distintos tipos de máquinas para la colada continua del acero. Desde un punto de vista metalúrgico, el autor hace mención del proceso de colada continua, así como de los elementos auxiliares para la misma. Posteriormente, se hace una detallada descripción de los materiales refractarios utilizados principalmente en las cucharas de colada y en las artesas. Finalmente, se da cuenta del proceso de desgasificación al vacío del acero y del tipo de refractarios utilizados en el mismo.

A brief introduction is followed by a description of the different types of machines for continuous casting of steel. From a metallurgical point of view, the author looks into the continuous casting process and the auxiliary elements associated with it. A detailed description is also made of the principal refractory materials used in ladles und tundisches. Finally, an account is made of the vacuum degasification process of steel and of the different types of refractories sed in the same.

Après avoir fait une brève introduction, on décrit les différents genres de machines pour la coulée continue de l'acier. Depuis un point de vue métallurgique, l 'auteur fait mention du procès de la coulée continue, ainsi que des éléments auxiliaires pour celui-ci. Plus tard, on fait une minutieuse description des matériaux réfractaires utilisés princi­palement pour les poches de coulée et pour las répartiteurs.

Finalement, on décrit le procès de dágazification au vide de l'acier et du genre de réfractaires utilisés dans ce procès.

Nach einer kurzen Einleitung werden die verschiednen Maschinentypen für Stahl-durchlaufguss beschrieben. Der Autor befasst sich, vom metallurgischem Standpunkt aus, mit dem Durchlaufgussverfahren, sowie mit dem dazu benötigten Behelfsmaterial. Weiterhin werden die in Gusspfnnen und Mulden vorwiegend verwendeten feuerfesten Materiale ausführlich beschrieben. Zuletzt wird der Vorgang der Vakuumentgasung des Stahls erlälautert, sowie die hierzu gebrauchten feuerfesten Materiale.

1. INTRODUCCIÓN

La irrupción en la técnica siderúrgica de la colada continua ha constituido una revolucionaria manera de fabricar slabs y palanquillas de acero, prescindiendo de los grandes y costosos trenes de laminar denom.inados desbastadores, y ha dejado abierta la optimista pers­pectiva de poder conseguir, en fechas venideras, la fa­bricación en directo y por colada, de los perfiles estruc­turales y de los tubos. Estos se fabricarán sin soldadura en máquinas rotativas, cuya puesta en producción se anuncia para 1975. Por todo esto, la colada continua simple y aparentemente fácil, ha tenido una gran aco­gida y un mayor éxito en el mundo siderúrgico, habién­dose extendido muchísimo, yendo a más cada día, por toda la geografía universal, tanto en los pueblos avanza­dos como en los subdesarrollados.

En España, la colada continua se ha difundido extra­ordinariamente y, habiéndose instalado la primera en el año 1960; en 1971 existían ya en funcionamiento 19 máquinas repartidas entre 15 empresas, y se habían firmado contratos para la instalación de bastantes más.

Una importante empresa española cuenta con tres máquinas capaces de producir en su conjunto 1.000.000 de Tn/año de palanquillas, con una marcha normal, y

en otra de las factorías de la misma entidad, ya están trabajando con una modernísima instalación de colada continua para producir slabs de sección 2.000 X 250 mm., a un ritmo anual de 350.000 Tm., ampliables posible­mente hasta las 450.000 Tn./año con coladas recuen-ciales. Los rendimientos de colada de esta instalación se estiman aproximadamente en un 96/98 %, lo que permite un abaratamiento sustancioso en los costos de producción. Otra segunda máquina será puesta en marcha dentro de un plazo prudente en la misma fac­toría.

Naturalmente que un proceso tan moderno y revolu­cionario habría de plantear nuevos problemas, y no son los de menor importancia aquellos que se han presen­tado en el campo de los refractarios, de los cuales se tratará más adelante.

2. TIPOS DE COLADA CONTINUA

Existen varios tipos, pero aquí sólo se describirán, de modo somero, las máquinas verticales y las curvas.

Las verticales estaban concebidas para fundir piezas con secciones relativamente grandes y a bajas veloci­dades. Los aceros en este caso fluían en vertical desde

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REFRACTARIOS EMPLEADOS EN LA COLADA CONTINUA.

la artesa y de ésta pasaban a través de un molde de cobre refrigerado por agua, en el que se le restaba calor, hasta que se pudiera producir una superficie sólida sobre la cinta de acero colado. El descenso de esta ban­da se prolongaba por una segunda zona de enfriamien­to, en la cual se completaba la solidificación total de la barra. Un sistema de rodillos, colocados más abajo, sujetaban aquella regulando su velocidad de descenso hasta conducirla a la zona de cortes. Los trozos obte­nidos son recibidos en una cesta basculante que va de­positando las distintas barras sobre unos caminos de rodillos que las trasladan a su destino.

Este sistema vertical tenía como inconveniente prin­cipal la gran altura que había de darse a los edificios dadas las grandes dimensiones de estas máquinas.

Con las máquinas de colar en curva se resolvieron los problemas de altura antes citados, ya que el corte se puede efectuar sobre la barra en posición horizontal.

Finalmente, las máquinas de colar de coquilla acoda­da facilitaron aún más el uso de edificios y dispositivos de menor altura, ya que la barra de acero, al emerger de la coquilla de cobre, adopta la curvatura de éste recortando la altura de recorrido del arco.

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FIG. 1.—Esquema de colada continua vertical.

'" Cuchara

^r/esa [Turjd/s/f)

FiG. 2.—Esquema de colada continua curvada.

Las figuras 1, 2 y 3 nos muestran con claridad los distintos tipos de máquinas para la colada continua.

3. PROCESOS DE COLADA CONTINUA

Este empieza en la unidad de fusión, y requiere un cuidado y una atención más rigurosa que la seguida en la práctica corriente.

La temperatura adecuada para el acero que se va a colar en continuo es menor que la requerida en el sis­tema convencional, referidos ambos casos a aceros de igual tipo. Sin embargo, al utilizar la colada continua y para evitar solidificaciones prematuras en la artesa, se requiere sustancialmente colar el acero a tempera­turas más altas de las normales, para poder compensar con este exceso de calor las pérdidas que durante el proceso se producirán inevitablemente. Esto también puede obligar, en ocasiones, a un precalentamiento pre­vio de las cucharas y a un revestimiento de las mismas, que será el más adecuado al caso.

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FIG. 3.^—Esquema de colada continua curvada.

La práctica de la desoxidación es algo más compleja que en el sistema convencional, y un elevado contenido en aluminio afecta a la fluidez del metal y, en algunos aceros, las reacciones producidas en la buza terminan con un prematuro cese de la colada. Por estas circuns­tancias, la desoxidación mediante siliciuro de cal es la más frecuentemente utilizada.

3.1. CUCHARAS

Son tres los tipos de cuchara de colada utilizados hasta la fecha.

a) Cucharas de colada por el fondo, con sus dispo­sitivos de tapón y de buza de acuerdo con el modelo conocido.

Dentro de este mismo sistema de colada por el fondo de la cuchara existe la variante del cierre deslizante, que está adquiriendo un rápido desarrollo por una serie de ventajas que se expondrán más adelante.

b) Cucharas de colar a sifón, que van provistas de un tubo introducido en el refractario y por el cual sale el acero líquido al vaciar la cuchara basculada.

c) Cucharas provistas de un tabique que no llega al fondo de la misma, pero que impide, al vaciar la cu­chara dur¿mte la colada, la salida de la escoria con el acero.

La elección del tipo de cuchara depende de varias causas. Por ejemplo, la corta duración del tapón puede ser un inconveniente en las cucharas convencionales si la colada se alarga más tiempo del calculado, si bien en la actualidad este problema va resultando menos preocupante al poderse contar con refractarios de más alta calidad.

Los sistemas de cuchara b y c permiten regular mejor la salida del caldo de la cuchara y su entrada en la artesa, pero resultan más caros a causa de los me­canismos que para su vuelco, etc., se hacen necesarios, y a cuya carestía contribuye la conservación de los mis­mos recipientes.

Para evitar las pérdidas de calor por conducción a través de las paredes del refractario, en algunos casos, se coloca un aislamiento entre aquél y la virola de acero de la cuchara, pero esto motiva un mayor des­gaste del revestimiento, optándose por esta circunstan­cia, en algunas acerías por suprimir el aislante, com­pensando las mayores pérdidas de calor con el calen­tamiento previo de la cuchara, utilizando para ello mecheros de fuel o de gas. En ciertas ocasiones se re­curre a mantener estos mismos sistemas de calentamien­to durante la colada.

3.2. ARTESA

Situada entre la cuchara y el molde es un elemento de capital importancia, y a cuyo comportamiento du­rante el trabajo hay que atribuir el mayor o menor éxito de la operación.

Su labor se centra en tres funciones :

a) Regular la entrada del acero líquido en el molde. b) Conducir con seguridad el acero al molde. c) En las coladas múltiples, distribuir el acero con­

veniente a cada rama.

4. REFRACTARIOS

Ya se ha dicho anteriormente que la colada con­tinua exige unos refractarios de excepción para poder llevar a cabo y con éxito su misión, pues no podemos olvidar que tanto las cucharas como las artesas están expuestas a temperaturas más altas que las convencio­nales, y también, que el tiempo de permanencia del acero fundido y de la escoria en contacto con las pare­des de estos recipientes es superior al soportado' por los mismos en los sistemas ortodoxos de coladas.

En resumen general, cabe decir, para las cucharas, que un refractario de 37/39 % de A\.¿0,„ con una poro­sidad abierta menor del 18 %, de una densidad apa­rente superior a 2,15 y una elevada refractariedad, es muy aconsejable para estos menesteres, si bien añadi­remos que para el ladrillo porta-buzas, el contenido en Al.O,, debería de ser del 50 al 60 % de Al,0, .

Se recomienda colocar piezas refractarias de mayor contenido de Al̂ O.̂ en las paredes de las cucharas que, por su especialísima función, tuvieran que resistir du­rante más tiempo el acero líquido, soportando su influjo y el de las escorias.

Es conveniente recordar, que la precisión dimensio­nal de las piezas conformadas es de capital importan­cia y lo mismo cabe decir respecto a las aristas y caras, las cuales deben ser lo más perfectas posibles, y estar exentas de alabeos, para lograr un buen ajuste al pro­ceder al montaje de las mismas. El mortero de unión a emplearse debe ser el mínimo posible y de la misma composición que el refractario al que sirve de ligazón. Su granulometría ha de ser muy fina y debe manifestar cierta tendencia a la dilatación, con el fin de lograr una estanqueidad en el recipiente lo más perfecta posible.

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de un modo tal que no se dé lugar a la presencia de líneas débiles por las cuales pudiera penetrar el acero y la escoria, provocando un gran efecto corrosivo que haga peligrar la vida del recipiente. Se insiste en la importancia de un secado gradual y prolongado de toda la obra acabada. La presencia de agua puede dar lugar a serias explosiones con proyección del metal y de la escoria con daño para los operarios y las instalaciones. La importancia que una mano de obra hábil, experi­mentada y responsable, tiene en la vida de una cuchara y de una artesa es grandísima, por eso es muy conve­niente el poder contar con personal competente que se ocupe de una misión tan importante.

En el caso de la artesa, los refractarios utilizados para recubrir al bastidor metálico que conforma a la misma, se dividen en varios tipos, cuyas especificaciones, en general, responden a unas características bien definidas. La figura 4 nos muestra un aspecto de una artesa de las que habitualmente se utilizan en colada contiua.

En algunas artesas, entre la capa de refractarios pro­piamente dicha y el bastidor metálico, se coloca un material aislante que ha de poseer un Ta interesante, así como buena resistencia a la corrosión y a la compre­sión. Su misión, como fácilmente se comprenderá, no es otra que la de evitar en lo posible las pérdidas de calor.

En otros tipos de artesas el aislante se sustituye por un refractario denominado de seguridad y cuyas carac­terísticas aproximadas son las que nos muestra la ta­bla L

Sobre las anteriores hiladas del refractario de segu­ridad, se colocan otras de una calidad mejorada y que responde a las características expuestas en la tabla IL

REFRACTARIOS EMPLEADOS EN LA COLADA CONTINUA...

TABLA I

Contenido en AUO3 máximo 28 % Densidad aparente mínima , 2 Contenido en álcalis máximo 1,5 % Porosidad abierta máxima (% en volumen) 17

" total máxima (% en volumen) . 20 Resistencia C. B. T 20

" a la comp, en frío mínima (Kg/cm^) _. 350

Refract, bajo carga en caliente (̂ 'C) ... > 1.350 Refractariedad C. S 28/29 Tolerancias en las dimensiones ± 1 % Tolerancias en las dimensiones menores

100 mm +1,5 mm.

En el lugar de la artesa, donde el chorro de acero que sale de la cuchara incide con más fuerza, conviene si­tuar un refractario con mayor contenido en AUO^, aproximadamente del 60 %, con lo cual se obtiene más seguridad durante el trabajo de la colada continua.

Las restantes características para estos tipos de pie­zas, deben de ser como las que nos muestra la tabla III.

En la colocación de las piezas se debe utilizar un mortero muy fino y de características muy similares a las que posee el material refractario que se trata de unir, procurando siempre que las juntas resulten mini­mizadas. Los morteros de fraguado químico se compor­tan bien en tales menesteres.

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FiG. 4.—Artesa,

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TABLA II

Contenido en AUO..̂ máximo , 57/40 % Densidad aparente mínima 2,15 Contenido en álcalis máximo 1,3 % Porosidad abierta máximo (% en volu­

men) , 17 Porosidad total máxima (% en volu­

men) 20 Resistencia C. B. T 25

a la comp, en frío mínima (Kg/cm*-̂ ) 400

Refract, bajo carga en caliente CO > 1.440 Refractariedad C. S , ... 33 Tolerancias en las dimensiones ± 1 %

" " " " menores 100 mm ±1,5 mm.

TABLA III

Contenido en AI2O3 máximo 60% Densidad aparente 2,35/2,4 Porosidad abierta máxima (% en volumen) 18

*' total máxima (% en volumen) . 22 Resistencia C. B. T 30

" a la comp, en frío, mínima (Kg./cm^) 400

Refract, baja carga en caliente ("C) ... > 1.500 Tolerancia en las dimensiones , ± 1 %

" " " " menores 100 mm , ± 1,5 mm.

Refractariedad (cono pirométrico equi­valente) mínima C. S. 36 1.805"C

Finalmente, la superficie de desgaste debe ir cubierta por una masa refractaria de naturaleza básica y cuya composición y características son las siguientes :

SiO, 9/10 % A I Ä ... 6/8 % Fe,0 , 9/10 %

Cr ,0 , 9/14 % CaO 2,00 MgO 55-60 Alcalis 1 % Refractariedad C. S 38 Fraguado , Químico - Cerámico. Granulometría 0/3 mm. Agua de amasado 10 %

Estos productos son muy resistentes a la abrasión y soportan muy bien el ataque del acero y la escoria, eliminando toda posible infiltración.

Esta masa se coloca después de limpiar la artesa ayudándose mediante una paleta de albañil y respe­tando un espesor de 20 mm. El producto endurece en

caliente con rapidez, siendo aconsejable un secado con el soplete de gas para eliminar toda la posible hu­medad residual que pudiera tener.

En algunas coladas continuas de palanquill?,, se suele utilizar una masa de alto contenido en alúmina como elemento de protección. En otras, se emplean rasillas del 37/40 % de AI2O3 de 16 mm. de espesor, las cuales son sustituidas fácilmente por otras nuevas después de realizada la colada.

Las tapas de la artesa se construyen con una masa apisonada de 40 % de Al̂ O.̂ , densidad aparente de 2 a 2,05 y una porosidad total del 28 %.

La salida del metal líquido de la artesa se regula mediante un mecanismo conveniente, en cuya deta­llada descripción no se pretende entrar, si bien se ha de mencionar aquéllas partes del mismo que, por estar en permanente contacto con el caldo, necesitan ser fabricadas de refractario.

FiG. 5.—Tapón y tubo en una sola pieza para cierre de la artesa.

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REFRACTARIOS EMPLEADOS ÊN LA COLADA CONTINUA.

Así, tenemos, los tubos que rodean al vastago me­tálico y en cuyo extremo va colocado el tapón que determina el cierre de la buza. En la actualidad, el conjunto de tubos y de tapón ha sido sustituido pre­ferentemente por una sola pieza, según se indic'a en la figura 5, fabricada por presión isostatica y cuyas características son las que se señalan en la tabla IV.

TABLA IV

C ... 26 % A l A 58 " SiO, '. 12 " Otros 2 " Deisidad aparente 2,44 gm/cc. Porosidad aparente 14 %. Resist, a la compresión en

frío 210 Kgs/cm^ Conductibilidad térmica .. 0,103 cal/cmVseg/cm.^'C. Expansión térmica 13 X 10"''cm/cm."C Resistencia a los cambios

bruscos de temperatura A 1.288"C. 50 ciclos -comportamiento excelente.

A 1.510"C. 50 ciclos - c Comportamiento excelen­

te.

Las propiedades más acusadas de este refractario son entre otras : Su elevada resistencia a la oxidación y a la erosión, sobre todo en los aceros de alto manganeso y azufrosos, no experimentando grietas ni originando desconchados.

Tampoco esta calidad de refractario experimenta efec­to alguno al choque térmico, lo que le permite ser reuti-lizado después de frío.

Por las razones que se acaban de exponer, puede ser empleado indistintamente en la colada en secuencia o en la intermitente.

La buza, constituye la otra parte complementaria del cierre de la artesa y está hecha de la misma clase de refractario que la unidad tubo-tapón antes citada. Su forma queda recogida en la figura 6, y corresponde al modelo denominado buza sumergida, en razón a su cometido, y concebida con el fin de evitar en todo lo posible, auxiliándose de una cubierta de escoria sinté­tica protectora, las oxidaciones del metal líquido, las cuales pueden dar lugar a sopladuras y a grietas longitu­dinales y trasversales que harían peligrar la calidad del slab colado.

Con esta clase de buzas, se reduce la oxidación del aluminio añadido al acero líquido, bien con intención de evitar las sopladuras en la piel del acero o para tratar de hacer menor el tamaño de grano del metal. Por otro lado, la oxidación del aluminio podría dar lugar a la formación de alúmina, la cual al quedar atrapada a causa de la solidificación del caldo, pudiera dar lugar a incrustaciones, las cuales perturbarían la calidad del producto acabado.

También se fabrican buzas a partir de cuarzo fun­dido y molido, con el cual se prepara una barbotina que se vacía en moldes de yeso. Posteriormente las piezas coladas, después de secas, se cuecen. Como es sabido,

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ùohJe SalídcL

de/chorro YA de acero

FiG. 6.—Tipo de buza sumergible para colar slabs.

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el cuarzo fundido no experimenta apenas dilataciones y por lo tanto soporta con éxito el choque tér­mico, ahora bien, su empleo en la colada continua del acero tiene las limitaciones que los contenidos en Mn y S del caldo imponen.

Los límites máximos admitidos para el Mn en el acero son de 1,4 % en la colada única y del 0,8 % en la colada en secuencia. Si el Mn rebasa estas cifras no es aconsejable utilizar la buza de cuarzo y hay que em­plear las buzas de grafito antes señaladas.

La buza va soportada por el portabuzas (fig. 7), cuyas características podrían ser similares a las indicadas para la pieza de la artesa que soporta el choque del caldo vertido desde la cuchara.

Quedan por comentar las piezas refractarias a través de las cuales se insufla gas argón para agitar el baño y conseguir una temperatura uniforme del acero en la cuchara, pues aun teniendo una cuchara bien precalen-tada, se encuentran en la misma zonas de acero a temperaturas diferentes, dándose además el caso de que el metal que está más próximo al fondo de la cu­chara, y que será colado en primer lugar, es el más frío, por lo cual puede originar la obstrucción de la buza interrumpiendo la colada. Los dos sistemas de insuflar argón, para tratar de hacer más homogénea la temperatura del baño, se didiven en : insuflacción su­perior a través de una serie de tubos refractarios termi­nados en un tapón y que penetran en el baño según se indica en la figura 8. El gas pasa a través de los tubos y del tapón de alta alúmina, apisonada alrededor de una red de tubos, burbujeando en el caldo agitándolo para igualar su temperatura.

Algunos aceristas sustituyen el tapón apisonado por uno de cerámica cocida, el cual va provisto de un agu­jero en el centro del tapón de 12 a 15 mm. de diámetro.

Cuando la inyección de argón se realiza por el fondo de la cuchara, el Cas se canaliza a través de un ladrillo de lavado fijado en la parte inferior del recipiente, y situado lo más lejos posible del tapón de cierre de la cuchara, con el fin de evitar que la intensidad del bur­bujeo inmediato pueda bañar al mencionado tapón de cierre. En los casos en que el lavado de la cuchara con argón, se realice por el fondo a través del ladrillo antes citado, es necesario inspeccionarlo después de cada co­lada con sumo cuidado, para asegurarse de que se en­cuentra en perfectas condiciones y no haya nada que temer en cuanto a posibles perforaciones. Es muy con­veniente extremar esta atención, ya que por razones de su trabajo, puede experimentar un fuerte desgaste, que de no ser advertido y corregido previamente, puede motivar serios accidentes y averías.

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FiG. 8.- -Soplado can argón para igualar las temperaturas en las distintas zonas de la cuchara.

FIO. 7.—Ladrillo portabuzas para la colada continua de slabs.

JULIO-AGOSTO 1974

El 12 % de toda la producción mundial de acero se cuela en la actualidad en colada continua y habida cuen­ta de las enormes ventajas que este sistema representa, el cual no llega a producir más del 4 al 5 % de mermas del metal colado, cifra muy baja si se compara con los sistemas tradicionales y que influye muy seriamente sobre el precio de coste del producto, hará que cada día se imponga más este moderno sistema de colada de amplias posibilidades, y que acaso llegue a alcanzar tal grado de perfección, que haga posible la colada en con­tinuo de perfiles de acero, simplificando así enormemen­te el proceso de fabricación de estos productos.

Como es natural, los productos refractarios han de ir estrechamente ligados a esta nueva técnica, la cual de­mandará, como es lógico, otros tipos de refractarios distintos de los convencionales, habida cuenta de que un aumento en la temperatura del acero líquido dismi­nuye la resistencia a la erosión y corrosión del revesti­miento refractario de las cucharas, elevando la canti­dad de partículas ocluidas en el caldo.

La figura 9 expresa la relación existente entre la tem­peratura del acero en la artesa y las inclusiones que éste arrastra.

La buza de cierre deslizante para colar el acero por el fondo de la cuchara, cuya idea es muy antigua, se ha vuelto a actualizar alcanzando muchísimo éxito, gracias al notable desarrollo de los refractarios idóneos al caso, dotados de alta refractariedad y de una gran per­fección física en el acabado de los mismos.

Entre las ventajas más sobresalientes obtenidas con el empleo de la buza deslizante, cabe citar:

La posibilidad de precalentar las cucharas de colada hasta L400''C haciendo de este modo innecesario sobre­calentar el baño en el horno de fusión, lo que a su vez se traduce en el empleo de menos tiempo en la prepa-

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REFRACTARIOS EMPLEADOS EN LA COLADA CONTINUA.

FiG. 9.— Influencia de la temperatura del caldo en las inclu­siones.

ración del caldo y, por tal motivo, se logran ahorros de electrodos (caso del Horno Eléctrico), de refractarios, de energía y de mano de obra con aumentos sustancio­sos en la producción de acero al reducirse el ciclo de su preparación. Este procedimiento permite regular en la cuchara, con cierta precisión, el gasto del metal fun­dido, ofreciendo a los metalurgistas un amplio panora­ma de posibilidades de orden tecnológico, y de las cua­les haremos descripción más adelante al referirnos a los tratamientos en la cuchara.

El diseño y la leyenda en el mismo impresa, son un claro exponente de la finalidad y el funcionamiento de la buza deslizante.

La figura 10 nos muestra un tipo de buza corredera, en la que las piezas números 2, 3, 4 y 5 se fabrican a partir de circón, alúmina, o de espinela, siendo desti­nadas las de esta última clase a los aceros eferves­centes.

La placa fija 3 y la deslizante 4 que roza con la anterior, en los procesos de cierre, apertura o de regu­lación, se recomienda fabricarlas a base de un corindón de baja porosidad para hacerlas más duraderas a la erosión y a la corrosión, junto a unas estructuras que

PORTA-BUZAS (40/60 % AI2O3)

BUZA DE LA CUCHARA

PLACA FIJA 9 0 % AI2O3

PLACA CORREDERA 90 % AI2O3

COLECTOR DE ALTA ALUMINA

FiG. 10.—Cierre por corredera.

favorezca la resistencia al choque térmico de estas pie­zas, las cuales tienen que quedar muy bien terminadas por rectificado, etc., para que no ofrezcan problemas durante su funcionamiento, dada la índole de su trabajo, asegurando una estanqueidad total en la posición de cierre, lo que exige una horizontalidad y una lisura de la superficie perfectas.

Este tipo de cierre presenta ventajas de tipo econó­mico al permitir la reutilización en más de una ocasión de algunas de las piezas que lo integran, y existe la im­presión de que su desarrollo se producirá rápidamente porque a las ventajas antes anotadas hay que añadir :

— La facilidad del montaje sin problemas de secado.

— La rápida puesta en obra mejorando las condiciones de trabajo.

— El cierre automático por mecanismo de presión re­gulada, que se mantiene constante durante toda la colada con mando a distancia, lo que constituye una mayor segurirdad para el personal empleado.

5. TRATAMIENTOS METALÚRGICOS EN LA CUCHARA

Las exigencias cada vez mayores en la pureza de los aceros, ha motivado una serie de tratamientos poste­riores del metal líquido en la cuchara, tales como insu­flación de gas, tratamiento bajo vacío, post-desulfura-ción y defosforación, dando lugar con ello a un despla­zamiento del afinado final practicado en el horno de fusión, hacia su realización en las cucharas de colada, con lo que se da lugar al nacimiento de una nueva téc­nica denominada La Metalurgia en la cuchara, pasando ésta de ser un recipiente auxiliar de transporte y colada a reactor de un proceso metalúrgico verdaderamente importante.

La desgasificación en la cuchara va acompañada casi siempre de una insuflación de gas. Esta cuchara debería de estar revestida en la zona de escorias de piezas re­fractarias de alta alúmina o de circón.

El soplado con gases inertes, no sólo equilibra la tem­peratura del acero líquido en la cuchara, según se dijo anteriormente, sino que además arrastra a los gases per­judiciales, provoca la flotación de las inclusiones y pro­porciona un acero más homogéneo, a la vez que favore­ce le desulfuración, a causa de la agitación que motiva.

En el afinado bajo vacío, procedimiento de reciente adopción, el acero previamente fundido en el horno eléctrico y recibido en un recipiente revestido de alta alúmina o básicos, es insuflado con O2 hasta lograr un afinado correcto.

En la postdesulfuración se provoca una fuerte escori-ficación del refractario, y para paliar este efecto, se re­curre al empleo de piezas de magnesia muy puras, de elevada densidad y resistentes al choque térmico o tam­bién al uso de refractarios de alta alúmina.

6. TRATAMIENTO AL VACIO

6.L AFINO DEL ACERO FUERA DEL HORNO

La pureza de un acero está ligada a su contenido en inclusiones, gases y segregaciones. Los óxidos alteran la resistencia a la fatiga del metal. El S influe en la duc-

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tilidad y las segregaciones en la calidad de las piezas fundidas y forjadas.

Los procesos de afino al vacío tienen por objeto anu­lar las acciones perniciosas antes citadas, basándose en la reducción de la presión parcial del CO, en la refusión y en la solidificación racional.

Hay varios procedimientos para afinar el acero en el vacío y de ellos citaremos el DH, RH.

Por efecto del vacío el H^ se elimina fácilmente; el N2, por su tendencia a formar nitruros estables, resulta más difícil de separar del metal líquido, y el O2 ofrece dificultades intermedias entre uno y el otro gas. De to­dos modos, el empleo de un vacío < 10 Torr, deja el contenido en O2 sin influencia peligrosa y elimina par­cialmente al H2 y Na contenidos en el caldo.

El acero desgasificado a 10^^/10"^ Torr, sólo contiene de H2 una cantidad inferior a p. p. m., no presenta problemas de copos y las segregaciones se reducen no­tablemente.

Mediante el vacío, se puede practicar la desoxidación del acero por el C, cuya acción reductora se acentúa no­tablemente hasta el punto de que puede restarle a 1.600'C al O2 al AI2O3, a una presión inferior a 2,3 Torr. Igual les ocurre a los óxidos de Si y de Mg bajo la influencia combinada con el vacío y ello determina la volatilización del Mg, mientras que el Si y el Al pasan al baño de acero.

También es posible descarburar el metal mediante el oxígeno y el vacío sin apenas oxidar al acero, y esto nos lleva a poder producir coladas con el 18 % de Cr a ni­veles del 0,02 % de C a la presión de 0,1 atm. y sin pérdidas sustanciales de Cr.

El tratamiento al vacío del acero exige para éste una temperatura a la salida del horno de l.yiO'^C, y a causa de ello se ha podido observar que la vida del re­fractario se reducía en un 33 % respecto a la marcha normal.

Los procedimientos RH y DH permiten el precalen-tamiento del sistema de desgasificación con lo que se disminuye el esfuerzo del horno.

Se ha modificado la geometría de la cuchara de vacío para mejorar sus condiciones de trabajo, cambiándole el fondo esférico por otro cónico y revistiéndola con mag­nesia-cromo.

Durante el proceso se cuida la cantidad de escoria y se hace notar que la contracción de las piezas es una de

las principales causas del ataque que la escoria realiza por las juntas de las piezas de refractario.

Los revestimientos de 10 al 20 % de CraOg propor­cionan buena estabilidad dimensional, no habiéndose comprobado en ellos penetración del acero, mostrándose muy resistente al contacto del metal y no presentando prácticamente desgaste.

Como consecuencia de la reducción que experimen­tan ciertos óxidos que forman parte de la escoria y por el efecto del vacío, se forman en ocasiones, y depen­diendo del índice CaO/SiOa de la escoria, ciertos compuestos de bajo punto de fusión y de gran fluidez que se filtran por los poros del revestimiento, reaccio­nando con éste y pudiendo llegar a formar forsterita 2MgO-Si02, en el caso de que la escoria sea de natura­leza acida, la cual, con su cambio volumétrico, puede llegar a provocar el agrietamiento de las piezas, dismi­nuyendo de forma ostensible su duración.

Si se forma merwinita 3 CaO-MgO-2Si02 los empujes son más débiles y la vida del revestimiento se alarga.

Para evitar la formación de forsterita, se puede enri­quecer la escoria en AI2O3, provocando así la aparición de espinela, AlaOg-MgO, que forma una capa protectora de las piezas refractarias, impidiendo su desgaste y logrando la mejor resistencia para una relación AI2O3/ /SÍO2 en la escoria superior a 0,8. Sobre estas ideas se han obtenido en los reactores DH duraciones de 1.000 coladas para la parte inferior de la cámara de vacío; de 2.000 coladas para la parte superior y de 250 coladas para el tubo sumergido.

También se obtienen mejores resultados con los re­vestimientos al aumentar el índice CaO/SiOa-

El buen comportamiento de las piezas de magnesia-cromo nace de la formación de una espinela muy estable Cr203-MgO, que resiste el efecto del vacío mejor que la magnesia, de aquí la conveniencia de utilizar piezas de ligazón directa de magnesia-cromo.

Hay una tendencia para fabricar refractarios de Cr203-Al203 y MgO que se espera tendrán éxito.

Se debe de poner el mayor cuidado al realizar la obra de mampostería en la solera de la cámara de vacío, teniendo siempre bien presente la dilatación del refrac­tario, para evitar empujes que puedan distorsionar la estructura debilitando la obra. Es muy recomendable disponer de todos los medios que eviten la mínima en­trada de escoria en la cámara de vacío.

JULIO-AGOSTO 1974 329

Largii nueva teja de barro cocido Peso : 3,5 kg Recubrimiento : 13,5 por m2 Proporción media no cubierta : 35,2

Estos dobles ajustes especialmente profundos, al mismo tiempo que permiten una gran facilitad de colocación, proporcionan una estanqueidad perfecta, incluso en las pendientes menos inclinadas (11°, o sea 20 cm por metro), en las condiciones atmosféricas más desfavorables.

El barro cocido, material noble y sano, preserva su armazón contra la condensación ; ofrece colores matizados y naturales, claros u oscuros.

Su epidermis de gres conservará la pátina del tiempo, facilitando el envejecimiento natural del tejado.

Ese corte generoso, que recuerda el de la teja Canal, confiere al tejado un volumen armonioso.

Largila, nueva teja de barro, es el fruto de largas investigaciones de la Empresa "Tuileries Lartigue & Dumas".

Este producto recibe un control riguroso permanente.

Tuileries Lartigue et Dumas Grupo Gilardoni Domicilio social : 52, route de Pessan 32001 AUCH - FRANCIA Teléfono : (62) 05.00.15/05.02.41 Telex 52867 Tuiltoi Auch Fábricas : Auch - Agen - Gan

Sx? Cupón que se ha de cortar y enviar a Tuileries Lartigue & Dumas, 52, route de Pessan 32001 AUCH - FRANCIA Deseo recibir gratuitamente su documentación teja Largila.

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330 BOL. SOC. ESP. CERÁM. VIDR., VOL. 13 - N.*' 5