A presentation which is part of the short course Defects in Long Products. Includes some of the typical shape, surface and inner defects in steel billets and blooms: porosity, cracks, macroinclusiones, slag patches, cold drops, double skin, etc.

1. Curso de autoaprendizaje
DEFECTOS EN PRODUCTOS
LARGOS
Instructor: Ing. Jorge Madías
Versión 1.0 Abril 2012

2. Curso DEFECTOS EN PRODUCTOS LARGOS
2
 Contenido
 Introducción al estudio de defectos
 Información y herramientas para el estudio de defectos
 Repaso de colada continua de palanquillas
 Defectos típicos en palanquillas, estudio de casos
 Repaso de proceso de laminación de productos largos
 Defectos típicos de barras, alambrón y perfiles; estudio de
casos

3. Defectos típicos en palanquillas,
estudio de casos3
 Defectos de forma
 Romboidicidad (Ovalidad)
 Abarrilamiento
 Defectos superficiales
 Poros superficiales (“pin holes”)
 Nata atrapada
 Gotas frías
 Doble piel / miniperforaciones
 Grietas longitudinales y depresiones
 Grietas transversales

4. Defectos típicos en palanquillas,
estudio de casos4
 Defectos internos
 Porosidad (“blow holes”)
 Porosidad central
 Segregación central
 Grietas “off-corner”
 Grietas de medio camino
 Macroinclusiones

5. Romboidicidad (fuera de escuadra)
 Cuando la diferencia entre
diagonales es de más de
6/8 mm o más de 1-2 %
 Usualmente acompañada
por grietas diagonales en
los ángulos obtusos (>90oC)
 Da lugar a problemas en el
desbastador
5

6. Romboidicidad
6
 Capa “chill” irregular, reflejando enfriamiento no
uniforme en el molde
 Más frecuente en aceros de medio carbono
 Conicidad
 Distorsión del molde a lo largo del uso
 Centrado del tubo dentro de la camida de agua
(no es un problema en las máquinas nuevas)

7. Abarrilamiento
 No tan común en
palanquillas pequeñas
7

8. Ovalidad
8
 Hay influencia de la presión de los rodillos
extractores
 También puede haber influencia de un enfriamiento
no homogéneo en el molde (las mismas causas que
dan origen a las grietas longitudinales y
depresiones)

9. Porosidad superficial
9
 Frecuente en aceros calmados al silicio manganeso
colados con buza calibrada y lubricación con aceite
 Podrían ser perjudiciales para el producto final si
 Están concentrados en una zona (“nido”)
 Son lo suficientemente profundos como para no
desaparecer en el horno de precalentamiento
 En las primeras pasadas de laminación el material se
ensancha libremente (no está contenido)

10. Porosidad superficial
 Pin holes en “cinturones” periódicos
10
Palanquilla de acero de bajo carbono, colada con buza calibrada
y lubricación con aceite

11. Porosidad superficial
11
 Aspectos mensurables
 Pin holes por dm2 (por ejemplo, en los 30 cm peores de
una palanquilla)
 Distribución al zara, periódica o en nidos
 Preferencia por cantos o caras
 Profundidad

12. Porosidad superficial
12
Muestra pulida
Palanquilla de acero de bajo carbono, colada con buza calibrada y lubricación con aceite
Nital Detalle de la formación de
Cascarilla en el interior

13. Porosidad superficial
13
Palanquilla de acero para barras de refuerzo, 130 x 130 mm, precalentada pero no
Laminada, debido a un cobble en el laminador

14. Porosidad superficial
14
Ver el desarrollo de cascarilla en el interior del “pin hole”, comparado con la palanquilla
sin precalentar

15. Porosidad superficial
15
Trozo de corte de tijera de material para barra de refuerzo de hormigón

16. Porosidad superficial
 Corte transversal
pulido de barra
 Nital
16

17. Porosidad superficial
17
 Humedad en el aceite o incorporada en el circuito de aceite
 Demasiado caudal de aceite
 Distribución inhomogénea en el molde
 Ranura de lubricación de mucho espesor (más de 1 mm)
 Ranura de lubricación parcialmente obstruida por
salpicaduras
 Variación brusca del nivel de acero en el molde
 Bomba pulsante
 Acero insuficientemente desoxidado

18. Porosidad superficial
 Caja compartimentada para control del aceite en
intersecuencia
18

19. Porosidad superficial
19
Distribución de aceite en cada compartimento de la caja (%)
Distribucióndepinholesenlazona
correspondienteacadacompartimento

20. Porosidad superficial
 Antes de la campaña  Después de la campaña
20

21. Porosidad superficial
21
 Colado con polvo colador
 Humedad en el polvo colador (debería ser menor que
0,5%)
 No deberían reutilizarse bolsas ya abiertas
 Cuidado con operaciones de limpieza en la plataforma

22. Porosidad interna
22
 Pueden estar presentes en todos los grados de acero y todas las técnicas de
colada
 Poros por CO + N2 + H2 comunes en aceros calmados al Si-Mn; poros por Ar
comunes en aceros calmados al aluminio
 Ar es insoluble en el acero líquido
Palanquilla
de120 x 120 mm
de acero de bajo
carbono
Planchón de ace-
ro de bajo C,
colado con inyec-
ción de Ar por
la barra tapón
Burbuja de argón
atrapada por el
gancho

23. Porosidad interna
23
 Localización dependiente del origen
 Poros por pérdida de solubilidad de CO + H2 + N2:
después de la capa “chill”, en la zona columnar
 Poros de argón: generalmente cerca de la superficie

24. Porosidad interna
24
 Evaluación
 Macroataque con HCl sobre el corte transversal, con
pulido grueso
 Conteo de poros por dm2
 Muestreo dependiendo del grado de acero
 Normas internas basadas en la experiencia propia
(rechazos de laminación o en clientes)

25. Estudio de caso: poros por hidrógeno
 Planta: Reducción Directa; HEA
110 t x 3; HC x 2; MCC x 2, seis
líneas cada una, 120 x 120 mm
 Lubricación con aceite, colado
con buzas calibradas
 Acero de bajo carbono
 Hervido en los moldes
 Alto nivel de acero detectado
por control automático de nivel
 Aumento en velocidad de
colada, hasta 4 m/min
 Cierre de cuchara y fin de
colada en las seis líneas
25

26. Porosidad interna
26
Superficie de la palanquilla
Interior de la palanquilla
Superficie de la
palanquilla
Interior de la palanquilla

27. Porosidad interna
27
 Comienzan después de la capa chill, cuando a
medida que solidifican los granos columnares, los
gases pierden solubilidad y superan la presión
ferrostática
 Finalizan cuando la presion ferrostática es mayor
que la presión de CO, N2 y H2
 No presentan formación de cascarilla
 Algunas veces están asociados a segregación en la
dirección de solidificación

28. Porosidad interna
28
 Evolución en la laminación
 Si sueldan durante la laminación, puede quedar una
línea de segregación (“ghost line”)
 Esto es usual en aceros con altos contenidos de
elementos segregables como S o P
 Se ha informado que se producen desgarros de
esquina en la laminación a dos calores

29. Porosidad interna
29
 pH2 + pN2 + pCO > Ps + Pf + 2/r
 donde
 Ps = presión atmosférica sobre la superficie del acero
líquido
 Pf = presión ferrostática en donde está el poro
  = tensión superficial del acero líquido en contacto con una
burbuja de gas de radio r

30. Porosidad interna
30
0
5
10
15
20
25
30
35
40
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
N2 (ppm)
aO(ppm)
H = 2 ppm H = 4 ppm H = 6 ppmC 0,10%
Mn 0,59%

31. Porosidad interna
31
 Minimización
 Suficiente desoxidación como para evitar
desprendimiento de CO sin llegar a tener clogging por
inclusiones parcialmente sólidas
 Precauciones con cal húmeda y cucharas y repartidores
con revestimiento nuevo
 Tener presente que la absorción del nitrógeno del aire
o del gas de agitado es más fuerte cuando el acero
está desoxidado y desulfurado

32. Estudio de caso: escamas y grietas en
alambrón de acero de corte libre
 ArcelorMittal Ruhrort
 1,3 Mt arrabio líquido
 22% aceros de corte libre
 Alto horno – Acería LD -
Horno cuchara – Colada
Continua de Tochos 385 x
265 mm – Colada Continua
de Palanquillas 130 x
130mm
 Escamas y grietas en
alambrón de ese acero
32

33. Estudio de caso: escamas y grietas en
alambrón de acero de corte libre
 Corte transversal
 Reactivo no revelado
 Límite entre zona chille y
granos columnares (“línea
de primera solidificación”)
 Antiguo canto de la
palanquilla
 Capa “chill” delgada em el
canto
 “Ghost lines” (poros
soldados)
33

34. Estudio de caso: desgarro en los cantos
34

35. Estudio de caso: desgarro en los cantos
35
 Planta: ISCOR Newcastle (hoy ArcelorMittal
Newcastle)
 Alto horno – BOF – MCC de tochos de 305 x 215
mm
 Laminación a palanquillas de 115 x 115 mm
 Desgarro en los cantos
 <0,20 %C: Hidrógeno (contenido de humedad de
adiciones)
 >0,60 %C: Nitrógeno (resoplos, aporte de
recarburantes, chorro abierto)

36. Estudio de caso: desgarro en los
cantos
Estación
lluviosa y
rechazos en
laminador de
palanquillas
36

37. Estudio de caso: desgarro en los
cantos
Humedad en
las adiciones
(%) y
rechazos de
palanquillas
laminadas
debido a
desgarros en
los cantos (%),
día a día
37

38. Estudio de caso: desgarro en los cantos
 Contribución de cada adición a la humedad agregada al acero (promedio
semanal) para tres grupos de aceros
38
Grado de
acero
Recarbu-
rante
FeMn AC FeMn BC SiMn FeSi Al
C<0,2 2,2 50,3 3,1 34,2 5,3 4,9
0,2-0,6 C 5,9 76,9 0 10,2 5,2 1,8
C>0,6 43,6 2,3 0 50,7 3,4 0

39. Grietas transversales
 Usualmente en o cerca de los
cantos de las palanquillas
 En o cerca de una marca de
oscilación
 Ubicación aleatoria o en los
cantos correspondientes al
radio interno de la máquina
 Generalmente no son visibles,
a menos que la palanquilla
sea granallada, arenada o
decapada
39

40. Grietas transversales
 Palanquilla de 130 x 130 mm para barra de refuerzo de hormigón,
colada con buza calibrada y lubricación con aceite, luego de arenado
40

41. Grietas transversales
 Palanquilla de acero de
corte libre SAE 12L14
 Grieta transversal
intergranular en
marca de oscilación
41

42. Grietas transversales
 Barra redonda de acero de corte libre SAE 12L14
42
Evolución de las grietas transversales durante la laminación

43. Grietas transversales
43
Barra redonda de acero de corte libre SAE 12L14
Corte transversal; ataque con reactivo de Oberhofer; evolución de grieta transversal

44. Grietas transversales
44
 Observación de palanquillas decapadas, arenadas o
granalladas
 Localización preferencial (radio interno o aleatoria)
 Radio interno: enderezado a temperatura demasiado baja
 Aleatoria: originada en el molde, puede ser fricción
 Estudio completo, si es necesario:
 Fractura enfriando la muestra con nitrógeno líquido
 Observación de la superficie de fractura a simple vista, con
lupa estereoscópica y en microscopio electrónico de barrido
 Estudio metalográfico

45. Grietas transversales
45

46. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro46
 Planta:
 Reducción directa, Horno eléctrico de arco, MCC de
palanquillas de cinco líneas
 Colado con buza calibrada y lubricación con aceite
 Barras de refuerzo de hormigón y alambrón
 Desarrollo de alambrón de alta trefilabilidad con
boro, aprovechando el bajo tenor de N2 debido a
uso de hierro esponja en la carga
 Problema de grietas transversales

47. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro47
 Maquina de colada continua
 5 líneas, 120 x 120 mm, radio 6,7 m
 Molde: 800 mm largo, cobre cromado; triple conicidad
 Oscilación mecánica
 Lubricación con aceite
 Separación entre marcas de oscilación: 16 mm

48. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro48
 Enfriamiento secundario: tres zonas
 Zona 1: comienza 60 mm por debajo del molde; largo 300
mm
 Zona 2: largo 2.200 mm
 Zona 3: largo 1500 mm; 6 rocidadores en cada cara
 Condiciones de enfriamiento para aceros al boro:
 1 l/kg distribuido entre las zonas 1 y 2
 Zona 3 eliminada luego de reducir velocidad de colada a
2 m/min (estándar 2,6 m/min)

49. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro49
 Grietas transversales:
 En marcas de oscilación profundas
 Cuando se colaba el mismo acero sin boro, había
marcas de oscilación profundas pero no se veían
grietas
 Aparación aleatoria, mayoritariamente en las caras
laterales
 Sin signos de fricción, pegado o miniperforaciones en
la superficie de la palanquilla

50. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro50
 Metodología
 Estudio de palanquillas con grietas
 Revisión de literatura pertinente
 Modelado matemático

51. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro
 Analisis químico de una muestra con grieta
51
C(%) Mn(%) Si(%) P(%) S(%) Cu(%) Sn(%) As(%) Al(ppm) N(ppm)
Nb
(ppm)
V
(ppm)
Ti
(ppm)
B
(ppm)
0,056 0,35 0,09 0,008 0,011 0,019 0,007 0,011 < 5 78 20 40 < 5 52
N2: combustometría; Al, Ti: Espectrómetro de absorción atómica
Otros elementos: Espectrómetro de emisión óptica

52. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro52
Marca de oscilación
Grieta transversal
Cascarilla
Ataque con Nital

53. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro
 Oxidación interna en el extremo de la grieta
53
Ataque con Nital Análisis EDS de óxidos globulares

54. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro
 Aspecto en el microscopio electrónico de barrido
54
Segunda fase no identificada en
algunos bordes de grano

55. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro
 Ataque con reactivo de Béchet Beaujard
55
Profundidad de grieta: 2.7 mm
Capa chill: más delgada marca de oscilación

56. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro
 Análisis EDS de algunas microinclusiones
seleccionadas al azar
56
Normal para aceros calmados al Si-Mn-Al y tratados con Ca
Microinclusion MgO Al2O3 SiO2 S CaO TiO2 MnO
1 7 45 25 24
2 8 36 1 24 30
3 8 39 26 27
4 7 39 24 30
5 8 39 28 25
6 7 30 3 25 2 32
7 3 7 34 1 29 3 24
8 2 7 35 1 24 2 28
9 3 10 42 29 2 15
10 3 8 34 29 2 23
11 2 8 36 3 25 2 23
12 2 9 38 1 29 2 20

57. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro57
 Curvas de ductilidad – este estudio
Simulador termomecánico Gleebe
Ensayos de tracción en caliente
Precalentamiento de las probetas
a 1350 oC

58. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro58
Yamamoto et alii.
Acero B: sin boro
Acero C: con boro
Chown et alii.
Gleeble
B 40 ppm
N 90 ppm

59. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro59
 Las grietas transversales han sido relacionadas con
granos austeníticos grandes (“blown grains”), con
propagación de la grieta a lo largo de los brodes
de los granos
 El grano es mayor en la base de las marcas de
oscilación y de las depresiones, debido a las
temperaturas más elevadas por causa de la
pérdida de contacto con el molde
 Marcas de oscilación menos profundas son
preferibles

60. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro60
 Pasos desde el crecimiento anormal de los granos hasta
el agrietamiento:
 Crecimiento anormal de los granos, temperatura superficial
de la linea 1350 ºC
 Precipitación de sulfuros en borde de grano
 Cuando la temperatura bajó lo suficiente, precipitación de
nitruros [AlN, BN, Nb (C, N)]
 Luego, o simultáneamente, nucleación y crecimiento de ferrita
proeutectoide, con pérdida de ductilidad
 Si eI tamaño de grano austenítico es grande, la ferrita
proeutectoide es laminar (la grieta propaga más fácil)
 La temperatura de precipitación de BN depende de los
contenidos de B y N

61. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro
 K=[%X] x [%Y] (producto de solubilidad)
 [ ] elementos disueltos en el acero, en equilibrio con nitruros o
carburos, X elemento metalico; Y: C o N
 Para B = 41 ppm y N2 = 78 ppm
61
544
102,310781041 
K

62. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro62

63. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro
 Curvas de ductilidad: Diferencia
entre superficie y centro de la
palanquilla
 Efecto de la velocidad de
enfriamiento sobre la
precipitación de nitruro de boro
63

64. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro64
P4P3P1 P2
P5
Identificación de
puntos graficados
2 ZONAS DE ENFRIAMIENTO SECUNDARIO
970
770
Temperatura [ºC]
700 2500 4500 6500 8500 10500
1170
1370
1570
Avance [mm]
P1 ( 0, 60)
P2 (20, 60)
P3 (40, 60)
P4 (60, 60)
P5 ( 0, 0)
P4
1050 ºC
P1
P2
P5
Velocidad de colada 2,1 m/min

65. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro65
Velocidad de colada 2,1 m/min

66. Estudio de caso: palanquillas de acero
de bajo carbono con boro66
Velocidad de colada 2,6 m/min

67. Estudio de caso: palanquillas de
acero de bajo carbono con boro67
 Conclusiones
 Las grietas se produjeron a alta temperatura en las
marcas de oscilación
 Se generan por la falta de ductilidad debajo de los
1050 oC (precipitación temprana de BN debido al alto
contenido de nitrógeno)
 Zonas críticas: a la salida del molde y a la salida de la
segunda zona de enfriamiento secundario (baja
ductilidad y alta velocidad de deformación plástica)

68. Estudio de caso: palanquillas de
acero de bajo carbono con boro68
 Recomendaciones
 Bajar el contenido de nitrógeno (menor temperatura de
precipitación del BN)
 Bajar profundidad de marcas de oscilación (menos
amplitud, tiempo negativo menor)
 Tres zonas: zona crítica a la salida del molde
 Alta velocidad de colada: menor longitud de línea
bajo condiciones críticas

69. Doble piel /miniperforaciones
 Falta de lubricación,
general o localizada
 Pegado de la piel
solidificada al molde
 Sangrado
 Pinchadura
69

70. Doble piel / miniperforaciones
 Palanquilla de 130 x 130 mm para barras de refuerzo de
hormigón Ø 25 mm
70

71. Doble piel / miniperforaciones
 Palanquilla de 100 x 100 mm de acero de corte libre, colada con buza
calibrada y lubricación con aceite a 4 metros/min
71

72. Doble piel
 Palanquilla de acero de bajo carbono, colada con buza calibrada
 y lubricación con aceite
72
Corte longitudinal
Muestra
pulida
Ataque con
reactivo de
Oberhofer
Formación
de
escama
durante
laminación

73. Doble piel
73
 Evolución durante la laminación
 Formación de escamas; puede haber cascarilla entre la
escama y el metal base
 Decarburación debido a la cascarilla y al pequeño
espesor
 Cierta penetración de oxígeno

74. Doble piel
74
 Soluciones
 Relación con la distribución de aceite, la calidad del
mismo, etc.
 Casi las mismas recomendaciones que para los pin
holes

75. Miniperforaciones: mecanismo
75

76. Miniperforaciones: soluciones
76
 Soluciones
 Sobrecalentamiento
 Velocidad de colada
 Parámetros de oscilación
 Caso palanquillas de 100 x 100
 para velocidades de colada de 2,9 a 3,2 m/min (2007) los
conteos de doble piel dan 0 a 10 por palanquilla
 para velocidades 3,8 a 4,5 m/min (2008) dan 88 a 445
por palanquilla

77. Macroinclusiones
77
 Frecuentes en el colado con buza calibrada
 La adaptación de tubo cuchara-repartidor en
máquinas viejas no es simple
 La protección con gas inerte entre el repartidor y el
molde muchas veces es mas simbólica que efectiva
 Se requieren buenos materiaels, buen diseño, pocas
salpicaduras, como para soportar secuencias largas
sin perder efectividad

78. Macroinclusiones
78
 También es malo: apertura de la válvula de
cuchara mediante lanceo; turbulencia en la zona de
impacto
 Las macroinclusiones no son críticas en muchos
productos largos, pero reflejan la calidad de la
operación
 Son críticas en alambrón para trefilación, aceros
para resortes, aceros para construcción mecánica

79. Macroinclusiones
79
 Evaluación
 Macroataque con 50% HCl en caliente sobre corte
transversal con pulido intermedio
 Conteo de macroinclusiones por dm2
 Muestreo dependiente del grado de acero
 Norma interna basada en la experiencia propia
 Esta evaluación no tiene mayor sentido en el colado con
buza sumergida (salvo una situación de crisis)

80. Macroinclusiones
 Observación en microscopio óptico, bajo luz polarizada
80
Silicato de manganeso, for mado por reoxidación del acero

81. Macroinclusiones
 Separación de inclusiones mediante ataque electrolítico del acero
(slime method)
81
Aluminatos de calcio y magnesio originados por emulsificación
de escoria en el repartidor. Seserva el rechupe, reflejando que
las macroinclusiones solidificaron después que el acero

82. Macroinclusiones
 Palanquilla de acero de medio carbono para perfiles.
Colado con buza calibrada y lubricación con aceite
82
Macroinclusión de silicato de manganeso con precipitación de agujas de rodonita
Origen probable: reoxidación. Micorscopio óptico, ataque con nital
Campo brillante Campo oscuro Luz polarizada

83. Macroinclusiones
 Palanquilla de acero de
medio carbono para
perfiles; colado con buza
calibrada y lubricación
con aceite
83
Macroinclusión de silicato de manganeso con precipitados de cristobalita
Probable origen: reoxidación. Observación en MEB
Mapeo de sílice Mapeo de manganeso Mapeo de hierro

84. Macroinclusiones
 Alambrón de acero de bajo carbono, corte longitudinal pulido
84
Silicato de manganeso, alargado durante la laminación

85. Macroinclusiones
 Alambrón de acero de bajo carbono, Ø 5,5 mm
85
Silicato de manganeso, alargado durante la laminación

86. Macroinclusiones
86
Corte transversal pulido de alambrón de acero de bajo carbono, sin ataque
Macroinclusión emergiendo a la superficie del alambrón, dando lugar
a un defecto superficial

87. Macroinclusiones
87
 Minimización
 Tomar muestras de la banda de inclusiones
 Caracterizar las macroinclusiones de acuerdo a su
forma, precipitados, aspecto bajo luz polarizada
 Análisis EDS
 Definición del origen, teniendo en cuenta datos de
proceso, antecedentes, literatura
 Definir programa de acciones
 Evaluar resultados

88. Macroinclusiones
88
 Formación
 Las macroinclusiones se pueden formar en todas las
etapas de la producción del acero líquido: horno,
cuchara, repartidor y molde
 Pero las que aparecen en las palanquillas
generalmente se forman en el repartidor o en el molde

89. Macroinclusiones
89
 Reoxidación
 En los aceros calmados al Si-Mn, se trata usualmente
de silicatos de manganeso vítreos, homogéneos o con
precipitados
 Comparadas con las microinclusiones del mismo acero,
tienen mayor proporción de los desoxidantes débiles
(Si, Mn) y menor proporción de los desoxidantes fuertes
(Al,Ca)

90. Macroinclusiones
 Reoxidación
 Modelo de Farrell y Hilty
90

91. Macroinclusiones
 Reoxidación
 Si el chorro es uniforme, lo
más crítico es lo que sucede
por debajo del menisco
91

92. Macroinclusiones
92
 Emulsificación de escoria
 Formación en la zona de impacto del chorro, favorecida
por
 Pasaje de escoria colada tras colada
 Descenso de nivel de acero en el repartidor
 Baja inmersión del tubo cerámico
 Turbulencia

93. Macroinclusiones
93
 Emulsificación de escoria
 Se puede reproducir el fenómeno en modelos
hidráulicos, con agua y querosén o aceite
 Se pueden probar de esta forma cambios de diseño
para minimizar la emulsificación
 Los inhibidores de turbulencia buscan eliminar el
problema
 Los diques y tabiques no impiden la emulsificación

94. Macroinclusiones
 Emulsificación de escoria: Modelo de agua, efecto inhibidor de
turbulencia
94

95. Macroinclusiones
 Emulsificación
 Modelo de agua: Cambio de cuchara
95

96. Macroinclusiones
 Emulsificación de escoria
 Caja de colada para máquina de colada continua de palanquillas
de 6 líneas
96

97. Macroinclusiones
97

98. Macroinclusiones
98
 En colado con buza sumergida
 No se encuentran macroinclusiones al azar en cualquier
corte transversal
 No son tan usuales las macroinclusiones de reoxidación
 Juega un papel el desprendimiento espontáneo o
inducido de depósitos en el asiento de la buza o la
cabeza de la barra tapón
 Común en aceros calmados al aluminio con rango de azufre

99. Macroinclusiones
99

100. Nata atrapada
 El atrape de escoria es
un defecto superficial (a
veces también
subsuperficial)
 Las consecuencias son
 Necesidad de
acondicionamiento
 Chatarreo de la
palanquilla afectada
 Defectos en el laminado
 Rotura en últimas pasadas
(alambrón)
100

101. Nata atrapada
 Si la reoxidación es muy
grande, las
macroinclusiones que se
reúnen en la superfice del
menisco forman una nata
 La nata si es líquida
trabaja como un polvo
colador
 Pero si precipita una fase
sólida, es propensa al
atrape
101

102. Nata atrapada
 La composición de la nata
depende de la composición
del acero y de la inyección
de aluminio, si existe
 Hay una relación entre
Mn/Si en el acero y
MnO/SiO2 en la nata
 Esta relación más el
contenido en Al2O3 definen
las propiedades de la nata
102

103. Nata atrapada
103

104. Nata atrapada
104

105. Estudio de caso
105
 BOF x 2 – MCC de tochos de 6 líneas, 190 x 190
mm
 Lubricación con aceite, buzas calibradas
 Inyección de aluminio en el molde

106. Estudio de caso
106

107. Estudio de caso
107

108. Estudio de caso
108

109. Atrape de polvo colador
109
 Para el atrape de polvo colador pueden jugar
 Las propiedades del polvo
 La modificación de esas propiedades por cambios en
la composición química del polvo por interacción con el
acero o la buza o en la temperatura a nivel del
menisco
 Ejemplo: formación de perovskita en aceros al titanio,
menisco frío
 Turbulencia (baja inmersión de la buza, rotura de buza,
alta velocidad de colada, agitado electromagnético
excesivo)

110. Atrape de polvo colador
 Las propiedades interfaciales (por ejemplo, un elevado tenor
de azufre o de oxígeno en el acero líquido disminuye la
tensión interfacial con el polvo fundido)
110

111. Gotas frías
 Cantos, caras
 Aisladas / abundantes
 Laminadas / chatarreadas
 Escamas
 Se ha informado de roturas en
últimas pasadas en laminación
de alambrón de 5,5 mm
atribuidas a gotas frías
 No es común en colado con buza
sumergida
111

112. Gotas frías: estudio de caso
112
 Planta basada en HBI – HEA – CCM de
palanquillas de 150 x 150 mm
 Colado con buza calibrada y lubricación con aceite
 Laminación en otras plantas y en terceros
 Defecto catalogado como “atrape de escoria”
 Todos los grados de acero afectados
 Las medidas clásicas contra el atrape de escoria no
dieron resultados

113. Gotas frías: estudio de caso
113

114. Gotas frías: estudio de caso
114

115. Gotas frías: estudio de caso
115
 Posible mechanismo (sugestión de Dr. Schwerdtfeger):
 Formación de salpicaduras a nivel del menisco
 Acumulación en los ángulos del molde o adhesión a las paredes
 Atrape de aceite en las acumulaciones de gotas
 El conjunto de gotas, con algo de aceite, se cae por su propio
peso, por el movimiento del molde o por operaciones de limpieza
 Se incorpora eventualmente a la cáscara que esta solidificando
 El aceite atrapado explota

116. Gotas frías: estudio de caso
116

117. Porosidad Central / segregación central
117

118. Porosidad Central / segregación central
118

119. Porosidad Central / segregación
central
 Estructura columnar  Estructura columnar equixiada
119

120. Porosidad Central / segregación central
120

121. Ejercicio
 Explique el mecanismo de formación de los poros
internos y las razones para que nazcan y mueran a
una distancia definida de la piel de colada
 Remita la respuetsa a
jorge.madias@metallon.com.ar
121

122. Lecturas adicionales
 Chaos at the meniscus - the genesis of defects in continuously cast steel billets
 Chapter 21 - Surface defects on continuously cast strands
 Continuous casting of clean steel billets for high carbon wire rod
 Continuous casting of leaded steel by bloom caster
 Effect of some technological factors of continuous casting process on quality steel
billets
 Eliminación de atrape de escoria y gotas frías en colada continua de palanquillas
de acero
 Formación y atrape de escoria en el molde en colada continua de tochos
 How the rhomboidity problem was solved at DDS
 Inclusions originating from reoxidation of liquid steel
 Influence of the mold wear on the quality of continuously cast specialty steel billets
 Investigation of strand surface defects using mould instrumentation and modeling
122

123. Lecturas adicionales
 Macrosegregation behavior in continuously cast high carbon steel blooms and billets
at the final stage of solidification in combination stirring
 Macrosegregation in continuously cast high carbon PC 115 steel billets
 Mejoras en la limpieza macroinclusionaria de aceros calmados al silicio –
manganeso
 Modelling of tundish slag entrainment during ladle changes
 Mould - strand interaction in continuous casting of steel billets. Part II Lubrication and
oscillation mark formation
 Optimization of a five-strand billet caster with an unshrouded tundish-to-mould
stream
 The cause and improvement of longitudinal cracks on continuously cast blooms of
welding rod steel
123