34; ANÁLISIS DE DEFECTOS SUPERFICIALES EN UN PRODUCTO DE ACERO EN EL PROCESO DE LAMINACIÓN EN CALIENTE". Para solucionar estos problemas, en primer lugar, se requiere un conocimiento profundo del proceso de fabricación de la chapa de acero, de modo que podamos realizar un análisis de los defectos críticos. parámetros en el desarrollo de defectos y así conocer las causas del problema.
OBTENCIÓN DE MATERIA PRIMA PARA LA
- Concentración del mineral de hierro
- Peletización
- Reducción directa
- Chatarra y su preparación
Aunque se producen grandes variaciones debido a las diferentes características minerales (por ejemplo, el fósforo puede alcanzar el 0,3% y el manganeso el 2,0%), la composición típica de los sinterizados y pellets de América del Norte se muestra en la Tabla 1.1. El otro material de hierro más utilizado es la chatarra; Representa aproximadamente el 50% de la carga de los hornos eléctricos.
PROCESO DE FABRICACIÓN DE ACERO EN
Horno de arco eléctrico
- Forma de carga del horno de arco eléctrico
En los hornos de arco de calentamiento directo la fusión se realiza debido al calor del arco eléctrico generado entre los electrodos y la carga metálica. El horno se asienta sobre correderas 4, las cuales tienen forma de arco para hacer más cómoda la descarga del metal; El metal fundido sale por el canal 5 con la ayuda de una transmisión eléctrica o hidráulica 6, que inclina el horno.
- Válvulas deslizantes
El resultado final es un mejor comportamiento al agrietamiento del acero con una ligera reducción en la vida útil del molde. Se debe llegar a un compromiso entre el coste de la lingotera y la calidad del producto.
Preparación de la lingotera y de la placa base (stool)
El caudal de acero del crisol disminuye una vez finalizada la fundición. La tasa de solidificación del acero se puede expresar mediante la siguiente fórmula.
Agrietamiento de lingotes de conicidad invertida
TIPOS DE ACEROS
Aceros no calmados
Parte del hierro y el manganeso se oxidan en la superficie de la piel y forman la espuma o escoria del lingote. Cabe señalar que las altas temperaturas o un contenido excesivo de FeO interfieren con el progreso de la reacción de la lluvia.
Aceros efervescentes de núcleo calmado
Las curvas típicas para el crecimiento de la capa de óxido se muestran en la Fig. La Figura 10.7 muestra inclusiones de óxido de aluminio obtenidas de la parte superior del lingote (cola del rodillo). Realizamos un espectro (Apéndice 15) de la parte central de la grieta, que se puede ver en la Figura 1 0.8.
LAMINACIÓN EN CALIENTE
Proceso de laminado
- Rodillos de laminación
En los puntos de contacto de la pieza con los rodillos surgen la tensión normal (N) y la fuerza de fricción (T). La diferencia en el ancho de la sección transversal de la pieza en bruto antes y después de la rotación se llama flash. Dependiendo del sentido de giro de los rodillos, estas laminadoras pueden ser de recorrido parcial directo o reversibles.
Proceso de laminación en caliente de lingotes
- Pasos del proceso de laminación en caliente de lingotes
El funcionamiento del laminador continuo requiere una determinada relación de velocidad para evitar que se formen o se estiren bucles metálicos entre las cajas. En los laminadores semicontinuos, las cajas de impacto y parte de las cajas de fregado forman un grupo continuo, y las otras cajas están dispuestas en línea o por etapas (Fig. 5.5d). A continuación se detallan cada uno de los pasos del proceso de laminación en caliente.
ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE DEFECTOS
Introducción
A lo largo de los años, el uso de herramientas estadísticas ha demostrado ser la forma de lograr el control de calidad. En primer lugar se realizó la recolección de los informes de producción del mes de julio de 1998, para posteriormente realizar un conteo. Una vez recogidos estos datos, se elaboró un informe de cada uno de los errores con su frecuencia durante el mes de julio.
Diagrama de pareto
En el presente caso se utilizó la verificación por defectos de láminas de acero en los molinos en caliente 1 y 2 de la producción total del mes de julio (ANEXO 1. Para realizar un análisis más profundo de las fisuras superficiales se utilizó un diagrama de Pareto de acero Se construyeron tipos en los que se destacó la aparición de grietas superficiales en el proceso de laminación en caliente del molino 1, donde aparece este defecto, así mismo se realizó el estudio para los aceros en los que apareció con mayor frecuencia el defecto de óxido primario (ANEXO 4).
Gráficos de control
- Gráfico de control para grietas superficiales en el molino 1
- Gráfico de control para óxido primario en el molino 2
Con esta herramienta estadística, la estratificación, se pudo determinar cómo la relación entre la producción y el número de defectos por oxidación primaria fue más significativa en el molino 2. El primer paso para crear un gráfico de control fue elaborar una tabla que contuviera los defectos. debido a defectos superficiales en el molino 1 para cada día del mes de julio de 1998. El primer paso para crear el cuadro de control fue preparar una tabla que contenga los defectos primarios de oxidación en el molino 2 para cada día del mes de julio de 1998.
Diagrama causa- efecto de lshikawa
Para elaborar el diagrama se identificó primero el problema con mayor número de defectos, que serían grietas superficiales y óxidos primarios en la chapa de acero en el proceso de laminación en caliente siendo el acero el que presenta mayor frecuencia. Se concluye que el problema de las grietas superficiales es más prevalente en el acero 6076 en el que se centrará el trabajo, para determinar las causas de la aparición de este tipo de defecto. El enfoque que se tomará para atacar las posibles causas que contribuyen a la formación de grietas superficiales en el acero 6076, que es un acero bajo en carbono, y en el acero 2082, que es donde la ocurrencia de oxidación primaria es más crítica, se basa en el diagrama causa-efecto de este capítulo.
Tipos de grietas superficiales
- Grietas longitudinales en aristas
- Grietas de estallado
- Grietas de fragilidad en caliente
- Líneas
Son grietas que se encuentran en la parte redondeada de los bordes del producto o muy cerca de ellos y son paralelas al eje longitudinal del producto. El defecto se presenta como una o varias discontinuidades en el material, situadas en la superficie del producto y en el mismo sentido de rotación. Son grietas transversales al eje longitudinal del producto situadas al final de las marcas de vibración.
Mecanismos de formación
Seguimiento de Coladas
- Introducción
- Seguimiento de horno eléctrico y vaciado
- Seguimiento de análisis químicos
- Seguimiento de las fosas de recalentamiento
- Seguimiento de secuencias de lingotes
- Seguimiento de la descartadora de rollos
Cuando el primer llenado de la segunda lingotera está por completarse, comienza la inyección de aluminio (Aluminio) para la primera lingotera (Ver Figura 7.9). Cuando finaliza el proceso de inyección de aluminio, se realiza el segundo llenado de la primera lingotera (segundo llenado) y cuando se llena la lingotera un par de centímetros por debajo del borde de la lingotera, se agrega polvo exotérmico y se vierte el aluminio. .Se termina el molde primero de la varilla (Inicio Completo) (Ver Figura 7.1 0). El formato cuenta con diagramas de barras para agregar a las observaciones realizadas sobre la calidad superficial de cada uno, también cuenta con un diagrama de plataforma para establecer el número de barras correspondiente.
Conclusiones de seguimiento de coladas
Las observaciones realizadas en este proceso variaron ampliamente desde óxido, decapado deficiente, manchas de aceite hasta grietas superficiales, que es el foco de este trabajo. Para este proceso se utiliza el formato de fundición (Anexo 12), en el cual se muestran los diagramas de rodillos alargados donde se realizarán las observaciones, es decir, se marcan las zonas donde aparecieron las grietas superficiales. Una vez analizadas todas las posibles causas de las grietas superficiales en los distintos procesos, el estudio se centrará en el posible efecto que las inclusiones de aluminio pueden tener en la aparición de las grietas superficiales.
ANÁLISIS DE INYECCIÓN DE CINTA DE ALUMINIO
La inyección de la cinta de aluminio que se encuentra en los aceros 6076 tiene como finalidad calmar la efervescencia del acero para evitar la segregación de gases, aunque esto puede provocar la aparición de aluminatos en la pieza. Para lograr este objetivo, la inyección de la tira de aluminio debe penetrar hasta el fondo del molde. El propósito de este capítulo es determinar la penetración del aluminio en el molde.
Anális is térmico de l comportamiento de la cinta de aluminio dentro
- Caso simplificado de sistemas con resistencia interna
- Ecuación para diferentes geometrías
- Solución del análisis térmico de la cinta de alum inio
- Conclusiones
El coeficiente calculado aquí se utiliza para calcular el tiempo de fusión de la cinta de aluminio. El volumen de cinta de aluminio utilizado para realizar el análisis se calculó a partir de la sección transversal de la cinta y una unidad de longitud de 25,4 mm (1". A partir de estos parámetros, se calculó el tiempo de fusión de la cinta de aluminio. es igual a tfusión = 5,28 seg.
Esfuerzos en columnas
En consecuencia, una columna esbelta empotrada en un extremo y libre en el otro extremo tiene sólo una cuarta parte de la resistencia al pandeo de una con pivotes extremos de la misma longitud. 9 describe la carga crítica de la correa, que está directamente relacionada con la longitud de la correa de aluminio.
Fuerza de empuje
Conclusiones
La Figura 10.3 muestra los límites de grano de una muestra obtenida de la parte superior del lingote (cola del rodillo). En la Figura 10.6 se pueden observar óxidos, silicatos y sulfuros en la muestra obtenida de la parte inferior del lingote (la punta del cilindro). La figura 10.8 muestra un primer plano de una inclusión dentro de una grieta; la muestra se obtuvo de la parte superior del lingote (cola del rollo).
En la Figura 10.9 se observan inclusiones de MnO y Al2O3, la muestra se obtuvo de la parte superior del lingote (cola del rollo). En la figura 10.1 O se observa una inclusión de silicio en el medio de la figura; la muestra se obtiene de la parte inferior del lingote (punta del rollo).
CARACTERIZACIÓN DE ÓXIDOS
Tipos de óxidos y sus respectivos mecanismos de formación
- Oxido aborregado
- Oxido de agua tipo 3
- Oxido de recocido
- Oxido sin agua (Estación 3)
- Parche de óxido (óxido laminado)
- Introducción
- Oxidación del hierro a altas temperaturas
- Efectos provocados por el contenido de oxígeno
- Curvas de oxidación .. .. .. .. . ... .................. ... .. . ..... .. ..... ... ... .... 1 03
- Defectos en el óxido ..... .. ...... ... .. ... .. ........... .. .. .. .. ...... ....... .. . 1 06
ANÁLISIS METALOGRÁFICOS
Introducción
El presente análisis metalográfico tiene como objetivo descubrir la naturaleza de las grietas superficiales utilizando el microscopio óptico Hyls y los microscopios electrónicos de barrido de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Autónoma de Nuevo León y el Centro de Investigación y Estudios Avanzados IIPN (CINVESTAV). Este estudio pretende conocer los posibles elementos que aparecen en las grietas superficiales, y de esta manera saber con certeza en qué parte del proceso se producen estas formaciones.
Análisis de muestras en microscópio óptico
La figura 1 0.2 es una lasca, ubicada en la parte superior del lingote (cola del rollo). La Figura 10.4 muestra una diferencia entre una placa laminada en caliente sin decapar y otra placa decapada, obtenida de la cola del rollo (parte superior del lingote). En la Figura 10.5 se observan inclusiones de alúmina (AI203) obtenidas de una muestra de la parte superior del lingote (cola del rollo).
Análisis de microscópio electrónico de barrido (SEM)
Se realizó un espectro (Apéndice 18) de la inclusión encontrada en el centro de la Figura 10.1 O. En la Figura 1 0.11 se observa una inclusión baja en azufre en la caja, la muestra se tomó del extremo de la varilla (roll end). Se realizó un espectro (Apéndice 19) a partir de la inclusión que se encuentra en el recuadro de la Figura 10.11.
Conclusiones del análisis de muestras
Esto indica que la formación de grietas se produce por la acumulación de óxido de aluminio en la parte superior de la barra, por lo que el proyecto se centró en la inyección de la tira de aluminio, realizando un estudio detallado de este proceso de inyección. Diseño y construcción de un mecanismo para asegurar el centrado del chorro de acero líquido para evitar salpicaduras en el fondo de las paredes de la lingotera. Una vez implementado y aplicado el cambio en la sección transversal de la cinta de aluminio, se realiza un análisis metalográfico con el microscopio de barrido (SEM) para verificar la reducción de inclusiones de alúmina en la lámina laminada. caliente encima del lingote (cola del rollo).
