Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
ESTUDIO DE LA EVOLUCIÓN DE LA CRISTALIZACIÓN EN POLVOS COLADORES A
DIFERENTES CONDICIONES DE TEMPERATURA.
L. Santini (1) , A. Martín (1) , E. Benavidez (1) , E. Brandaleze (1) y C. González Oliver (2)
(1) Departamento de Metalurgia & DEYTEMA. Facultad Regional San Nicolás, Universidad Tecnológica Nacional.
Colón 332 – (2900) San Nicolás, Argentina.
(2) Centro Atómico Bariloche, CNEA-Universidad Nacional de Cuyo.
Av. Bustillo km 9,6 – (8400) Bariloche, Argentina.
E-mail (autor de contacto): ebrandaleze@frsn.utn.edu.ar
RESUMEN
La cristalización del polvo colador, en el proceso de colada continua de aceros constituye un factor de
control de la velocidad de solidificación en el molde. Tanto el diseño como la selección de un polvo colador
dependen de los parámetros de operación, de las propiedades físicas a alta temperatura y de la tendencia a
la cristalización de los mismos.
Conocer la cinética de cristalización de estos materiales requiere de la realización de ensayos de
laboratorio debido a la complejidad del proceso que impide la extracción de muestras en forma directa. Por
tal razón se recurre a la preparación de capas de material fundido y templado. Luego, dichas capas son
tratadas térmicamente a diferentes condiciones de temperatura y tiempo. La determinación de la proporción
de cristales y la caracterización de las fases presentes se realiza mediante técnicas de microscopía óptica y
electrónica. En este trabajo, se presentan resultados de un método de determinación de la tendencia a la
cristalización desarrollado con el objeto de caracterizar un polvo colador de aplicación industrial y que
además proporciona información para la elaboración de las curvas CCT o TTT del material.
Palabras clave: cristalización, polvos coladores, microestructura, propiedades físicoquímicas.
1. INTRODUCCIÓN
En el proceso de colada continua de aceros, es deseable que el polvo colador luego de su fusión proporcione
una lubricación adecuada a lo largo del molde [1]. Este hecho depende de la solidificación parcial del polvo,
que de no ser la adecuada, puede incrementar las fuerzas de fricción provocadas por el contacto sólido/sólido
(acero/molde) ocasionando defectos superficiales en el producto, problemas de pegado e incluso
perforaciones de línea. Por otra parte, para minimizar las grietas longitudinales, es necesario reducir la
extracción térmica creando una cristalización en la delgada capa del polvo colador. Por esta razón, resulta de
alta relevancia conocer la evolución de la cristalización de los mismos a las diferentes condiciones que
pueden desarrollarse durante el enfriamiento en el molde.
Los polvos coladores son esencialmente mezclas de SiO2, CaO, Na2O y CaF2 con adiciones menores de
Al2O3 y MgO. En general la principal fase cristalina que precipita es la cuspidina (3CaO⋅2SiO2⋅CaF2).
Nagata y colaboradores en [1], informan resultados sobre el comportamiento de los mecanismos de
precipitación de dicha fase sobre la base del sistema ternario de escorias CaO–SiO2–CaF2 y hallaron que la
cuspidina precipita fuera del campo de cristalización primaria de la misma, justificando la formación de esta
fase metaestable a partir de considerar que la coordinación de los iones F - en la escoria vítrea, sería similar a
la que se presenta en CaF2. En trabajos previos Mills [2, 3] ha descrito, realizando ensayos de difracción de
rayos X sobre, que otras fases cristalinas pueden desarrollarse en los polvos coladores en función de la
composición química.
También se han informado en diversos trabajos, avances realizados por los autores [4, 5] en la determinación
de la cristalización de polvos coladores de diferentes composiciones químicas y su relación con las
propiedades físicoquímicas desarrolladas a las temperaturas de aplicación.
En este trabajo se presenta un estudio de la evolución de la cristalización de un polvo colador a través de la
aplicación de diferentes tratamientos térmicos, la identificación de las fases presentes y la evaluación del
proceso de cristalización. Esto proporciona importante información para poder determinar posteriormente las
curvas de precipitación en función de la temperatura y el tiempo.
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