ES2222912T3 - Proceso para fabricar productos de metal resistentes a la corrosion. - Google Patents
Proceso para fabricar productos de metal resistentes a la corrosion.Info
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Abstract
Un método para producir un producto ferroso resistente a la corrosión a partir de una palanquilla que comprende una masa de material particulado compuesta substancialmente de acero industrial en una camisa de acero inoxidable y que se calienta a una temperatura a la que la palanquilla se puede trabajar plásticamente, siendo proporcionado un primer agente de reducción presente en la camisa en forma gaseosa o de vapor a una temperatura substancialmente por debajo de los 800 °C, estando el método caracterizado porque comprende la etapa de proporcionar a la camisa un segundo agente de reducción en forma de un metal que tiene una mayor afinidad con el oxígeno que con el cromo.
Description
Proceso para fabricar productos de metal
resistentes a la corrosión.
La presente invención se refiere a un proceso
para fabricar productos de metal resistentes a la corrosión y a los
productos obtenidos con dicho proceso. La invención se puede
aplicar específicamente, aunque no necesariamente en forma
exclusiva, a productos que comprenden un núcleo central formado de
virutas de acero inoxidable o de carbono suave reciclado y que
tiene un chapado de acero inoxidable. Por ejemplo, la invención
también se puede aplicar a un producto que comprende un núcleo
formado a partir de mineral de hierro en polvo e incluso de otros
metales y minerales metalíferos en los cuales existen los problemas
identificados en la presente.
En esta descripción la expresión "virutas"
abarca los recortes originados en las operaciones de maquinado en
general e incluye los recortes originados en las operaciones de
torneado, perforación, moldeo y fresado de aceros industriales.
También pueden ser adecuados los recortes originados en otras
operaciones que incluyen algunas operaciones de estampado y
punzonado. A los fines de esta descripción, el término no incluye
solamente dichos recortes compuestos de virutas de material en bruto
sino también los recortes de virutas que han sido limpiadas y/o
procesadas de otro modo, por ejemplo, por los métodos descritos en
la presente, para hacerlas más adecuadas para formar una
palanquilla a partir de la cual se hacen productos chapados.
El término "acero industrial" describe
aquellos aceros de baja aleación que comúnmente se someten a
operaciones de maquinado incluyendo el acero dúctil (un término que
en sí mismo incluye acero al carbono), acero de forja y acero de
eje todos los cuales contienen cantidades significativas de
carbono.
Los antecedentes de la presente invención se
encuentran detallados en la descripción de la solicitud de patente
internacional nº PCT/GB94/00091. En dicha descripción se hace
referencia a descripciones de otras solicitudes de patente. Las
mismas se discuten adicionalmente más adelante y todas sus
revelaciones también se incorporan a la presente por
referencia.
Uno de los productos del proceso descrito en la
citada solicitud PCT/GB94/00091 que es potencialmente importante
desde el punto de vista comercial y técnico es una palanquilla que
incluye una camisa de acero inoxidable rellena con briquetas de
virutas de acero dúctil que se pueden calentar y trabajar para
obtener un producto acabado que tiene las propiedades deseables y un
acero dúctil de bajo costo pero que tiene un chapado de acero
inoxidable para una resistencia a la corrosión substancialmente
incrementada. Los intentos para producir dichos productos no han
sido tan exitosos como se esperaba originalmente y un objeto de la
presente invención es resolver por lo menos uno de los problemas
que ha contribuido a dicha falta de éxito.
En los numerosos experimentos que se han
realizado para intentar producir dichos productos, dichos
experimentos han demostrado persistentemente que se produce una
capa de óxido de cromo verde en la cara interna del chapado de acero
inoxidable y en la entrecara entre el chapado y el núcleo. Esta
capa verde se ha producido a pesar de que el examen metalográfico
del núcleo después del calentamiento y del laminado de la
palanquilla indica una reducción substancialmente completa de todos
los óxidos de superficie en la viruta y una fusión substancialmente
completa entre las partículas de la viruta. Cuando existe esta capa
verde la unión entre el chapado y el núcleo no resulta fiable.
Se piensa que los óxidos de cromo en el tubo de
acero inoxidable forman una barrera entre el núcleo de virutas
comprimidas y el acero inoxidable. Esta barrera se forma durante el
calentamiento y el posterior laminado en caliente e impide la unión
entre el núcleo y el chapado en el producto final. Para superar
este problema los esfuerzos han estado dirigidos a reducir o evitar
la formación de óxidos de cromo en el tubo de acero inoxidable. Una
técnica que ha sido utilizada trata de limitar el contenido de
óxido/oxígeno original dentro del tubo, antes de que comience el
calentamiento. La solicitud PCT/GB94/00091 revela una técnica que
trata de eliminar los óxidos de superficie en las virutas haciendo
pasar las virutas a través de un horno de tipo reducción directa
similar a los hornos utilizados en la producción de esponja de
hierro reducido directamente en la producción de acero. El equipo y
la instalación necesarios para este proceso resultan costosos.
En otra técnica descrita en la solicitud
PCT/GB94/00091, se suprime la ecuación Boudouard adoptando las
etapas dirigidas a asegurar que haya presencia de gases reductores
en la palanquilla durante todo el calentamiento. Dichas etapas
incluyen la adición de aditivos a la viruta que generan gases
reductores en la palanquilla cuando la misma se calienta. Los
aditivos no deberían dejar cantidades significativas de depósitos
sólidos que posteriormente aparecerían como inclusiones que
afectarían a la calidad del producto final. Los aditivos propuestos
incluyen urea y cloruro de amonio.
Hasta la fecha, las dos técnicas citadas
precedentemente han sido utilizadas conjuntamente.
Sin embargo, a pesar del uso de estas técnicas,
se ha seguido produciendo cierto grado de oxidación. Aunque el
producto final con frecuencia es generalmente aceptable para
determinados fines, el nivel de piezas rechazadas debido al grado
imprevisible de la unión entre el núcleo y la camisa durante el
laminado sigue siendo inaceptablemente alto desde un punto de vista
comercial. Las piezas rechazadas presentan un esparcimiento
excesivo del chapado durante el proceso de laminado. Esto impide
seriamente el laminado eficiente del producto al limitar la
reducción por pasada de laminado a solamente ligeras trazas. Esta
limitación provoca un excesivo enfriamiento del producto que a su
vez reduce la resistencia de la unión y limita el número de tamaños
y formas que se pueden laminar. También se puede poner de manifiesto
una unión imprevisible entre el núcleo y el acero inoxidable cuando
se alarga el núcleo, que en ciertos casos, puede sobresalir del
centro de la palanquilla. Cuando esto sucede, se evita el laminado
adicional y la palanquilla debe ser desechada. Este problema se ha
resuelto soldando longitudes cortas de tubo de acero dúctil (de
unos 100 mm de largo) a cada extremo del tubo de acero inoxidable
(que generalmente es de unos 200 cm de largo). Los extremos de
acero dúctil se cierran doblados hacia adentro antes de cargar la
palanquilla dentro del horno. Estos extremos de acero dúctil actúan
de dos formas.
El coeficiente de expansión del acero inoxidable
es mayor que el del acero dúctil lo que hace que el tubo se separe
del núcleo debido a la expansión diferencial. No hay ninguna
separación significativa entre las partes extremas de acero dúctil
y el núcleo. Los extremos de acero dúctil por lo tanto forman con
el núcleo un tipo de "tapón" en cada extremo de la palanquilla.
Asimismo, el núcleo de acero dúctil comprimido se suelda muy
fácilmente a los extremos del tubo de acero dúctil durante el
laminado inicial, lo que evita que el núcleo salga de la
palanquilla durante el laminado. La utilización de estos extremos
de acero dúctil se describe detalladamente en la solicitud de
patente internacional nº PCT/GB90/01437. No se sabe lo efectivos que
son estos tapones para evitar la entrada de gases oxidantes dentro
de la palanquilla ya que el núcleo inicialmente todavía es poroso.
Tal vez solamente las partes extremas del tubo de acero inoxidable
se oxidan debido al oxígeno atmosférico que penetra en las partes
extremas de la palanquilla.
Otra ventaja de usar los extremos de tubo de
acero dúctil es que los mismos facilitan la entrada de la
palanquilla en los rodillos, particularmente en la primera
pasada.
El hecho de cortar y soldar los extremos de los
tubos de acero dúctil a los tubos de acero inoxidable supone
tiempo. Asimismo, se requieren soldaduras de buena calidad para
evitar que las mismas se rompan durante el laminado en caliente lo
que a su vez provocaría la oxidación y, a veces, el desechado de la
palanquilla. Resumiendo, las desventajas de las técnicas descritas
precedentemente incluyen:
- \bullet
- un horno de reducción costoso necesario para pre-reducir las virutas;
- \bullet
- un nivel comercialmente inaceptable de piezas rechazadas debido a la unión imprevisible durante el laminado;
- \bullet
- limitaciones en los tamaños y las formas que se pueden laminar con las palanquillas;
- \bullet
- el costo añadido de soldar los extremos de acero dúctil sobre los tubos de acero inoxidable.
Se considera que la impredictibilidad de las
técnicas descritas para evitar la oxidación se debe a la secuencia
de eventos que tienen lugar durante el calentamiento de la
palanquilla.
En la fase inicial de calentamiento tanto el
NH_{4}Cl como la urea generan volúmenes considerables de gases
reductores en la franja de temperaturas que oscila entre 200ºC y
alrededor de 500ºC. Estos gases son expulsados de las palanquillas
como llamas que son visibles en el horno en esta franja de
temperaturas. Estas llamas generalmente cesan bruscamente cuando
todo el NH_{4}Cl o la urea ha emitido gases y se ha completado la
reacción. Tanto el NH_{4}Cl como la urea se agotan bien debajo de
los 600ºC. Una vez agotados, ninguna de estas substancias genera
presión positiva dentro de la palanquilla.
Por encima de los 500 y aún de los 600ºC todavía
hay gases reductores presentes de la reacción dentro de la
palanquilla pero se considera que dichos gases se difunden
gradualmente fuera de la palanquilla. Asimismo, el volumen de
dichos gases reductores residuales se puede reducir rápidamente por
una reducción en la temperatura lo que provoca una repentina
contracción en el volumen de los gases dentro de la palanquilla.
Esta reducción del volumen tiene el efecto de aspirar los gases que
están presentes en la atmósfera del horno y que generalmente,
aunque no siempre, son oxidantes.
Los restantes gases reductores residuales pueden
ser insuficientes para neutralizar cualquier gas de oxidación
dentro de la palanquilla. En la franja de temperaturas que oscila
entre 800 y 1.250ºC se considera que el gas reductor es
principalmente CO. La palanquilla es especialmente susceptible de un
enfriamiento brusco cuando se saca fuera del horno entre los 10 y
15 segundos antes de entrar en el laminador. En este momento, puede
producirse una oxidación significativa desde los extremos de la
palanquilla especialmente si los mismos están abiertos a la
atmósfera.
Por lo tanto, se han identificado y examinado
tres fases de temperaturas durante el calentamiento de las
palanquillas. La primera fase de temperaturas oscila entre la
temperatura ambiente hasta una temperatura justo por encima de los
500ºC. Cuando el aditivo es NH_{4}Cl o urea, se genera un gas
reductor que depura y purga el oxígeno residual y algunos óxidos
del sistema a fin de suprimir la ecuación Boudouard. De otro modo,
esto crearía un equilibrio de gases de oxidación de hasta 800ºC. Se
ha descubierto que el NH_{4}Cl es el agente de reducción más
efectivo en la primera fase de temperaturas aunque el mismo
reacciona durante una parte relativamente corta del ciclo total de
calentamiento, a medida que el mismo se disocia inicialmente en
amoníaco y ácido clorhídrico por debajo de los 300ºC. El ácido
clorhídrico es un agente de reducción/detergente y el amoníaco se
disocia en hidrógeno y cloruro a alrededor de 500ºC. Por encima de
esta temperatura el amoníaco se agota completamente. Diversos
experimentos, en los cuales las palanquillas se calentaron
solamente hasta esta temperatura, han revelado que las paredes
internas del tubo de acero inoxidable todavía eran metálicas y no
tenían oxidación. El núcleo de acero dúctil se había reducido en
cierta medida.
La segunda fase de temperaturas está en la franja
de entre 500 y 800ºC. Se piensa que algunos de los gases reductores
de la primera fase de temperaturas todavía están presentes durante
esta segunda fase. Sin embargo se considera que la palanquilla es
más vulnerable a la oxidación en la segunda fase debido a que las
condiciones dentro de la palanquilla favorecen la formación de
CO_{2} (en lugar de CO) a partir de cualquier óxido de hierro en
la viruta o de cualquier gas oxidante del horno que entra en la
palanquilla. En la palanquilla se produce carbono como resultado de
la descarburización del acero del cual está compuesto el núcleo.
Incluso un exceso de carbono presente en el sistema dará como
resultado una atmósfera que es predominantemente CO_{2}. De
acuerdo con la ecuación de Boudouard, dicha atmósfera es oxidante
para el acero inoxidable. La oxidación leve del núcleo de acero no
resulta un problema, ya que dicha oxidación se reduciría en la
siguiente fase de temperaturas. Sin embargo, el óxido de cromo
formado en la segunda fase de temperaturas no se reduciría en la
tercera fase de temperaturas cuando la temperatura oscila entre 800
y 1.250ºC. En esta última fase, en equilibrio de acuerdo con la
ecuación de Boudouard, las condiciones favorecen la formación de
CO. Una atmósfera compuesta predominantemente de CO es altamente
reductora para el acero al carbono pero en el mejor de los casos se
considera que es no oxidante (es decir, neutral) para el acero
inoxidable. Se han llevado a cabo numerosos experimentos en
palanquillas en las cuales se utilizó el cloruro de amonio solo
como el aditivo. En algunos casos el calentamiento se ha concluido
en la tercera fase de temperaturas primero a 1.000ºC y después a
1.200ºC. El examen ha dado resultados variables. Las palanquillas
han mostrado la formación entre leve a marcada de óxido verdoso (lo
que indica óxidos de cromo) en las paredes internas del tubo de
acero inoxidable. Dichos óxidos de cromo indudablemente impedirían
la unión durante el laminado posterior.
La etapa de proporcionar un agente reductor que
comprende cloruro amónico sólido o urea en la palanquilla es el
tema de la invención definida en la solicitud de patente
internacional nº PCT/GB94/00091.
En un aspecto de la invención, se proporciona un
método para producir un producto ferroso resistente a la corrosión
a partir de una palanquilla que comprende una masa de material
particulado compuesta substancialmente de acero industrial en una
camisa de acero inoxidable y que se calienta a una temperatura a la
que se puede trabajar la palanquilla en forma plástica, siendo
proporcionado un primer agente de reducción presente en la camisa en
forma gaseosa o de vapor a una temperatura substancialmente por
debajo de los 800ºC, estando el método caracterizado porque
comprende la etapa de proporcionar a la camisa un segundo agente de
reducción en forma de un metal que tiene una mayor afinidad con el
oxígeno que con el cromo.
Ventajosamente, el primer agente de reducción
está presente a una temperatura substancialmente por debajo de los
500ºC.
En una forma de la invención, el primer agente de
reducción se proporciona por una substancia seleccionada del grupo
que comprende cloruro de amonio, urea, bromuro de hierro y cloruro
férrico.
Ventajosamente, la substancia es cloruro de
amonio.
En una forma alternativa de la invención, el
primer agente de reducción deriva de un horno de reducción en el
cual se caliente la palanquilla.
Ventajosamente, de acuerdo con la invención, el
segundo agente de reducción es aluminio.
Según un aspecto de la invención, el segundo
agente de reducción está en forma de polvo.
El polvo de aluminio es fácilmente disponible en
los comercios y no es costoso.
En una forma alternativa de la invención, el
segundo agente de reducción es titanio.
Ventajosamente el titanio está en forma de
virutas.
De acuerdo con otro aspecto de la invención el
material particulado es en forma de virutas compuestas
substancialmente de acero industrial.
Aunque el aluminio se oxida y da como resultado
inclusiones de alúmina en el producto, se ha descubierto que la
utilización de este aditivo da como resultado un acero de
resistencia más alta. No se requiere más del 0,06% de Al en peso de
viruta de acero dúctil para aumentar la resistencia.
El segundo agente de reducción y, si se usa, la
substancia que forma el primer agente de reducción se mezclan
ventajosamente con la viruta antes de que se compacte en la
camisa.
El alcance de la invención comprende las
palanquillas producidas por el proceso de la invención y los
productos obtenidos a partir de dichas palanquillas.
Experimento
1
Se preparó una palanquilla utilizando viruta de
acero dúctil al que se añadió polvo de aluminio de tamaño de malla
35. La cantidad de polvo añadido fue de 0,1% de la viruta en peso.
El polvo se mezcló uniformemente por toda la viruta antes de
comprimir la viruta en un tubo de acero inoxidable de acuerdo con
las técnicas descritas en el PCT/GB94/00091 y las otras solicitudes
de patente relevantes discutidas en la misma. Los extremos del tubo
se cerraron mediante placas de extremo soldadas a los mismos. Sin
embargo se dejaron orificios de ventilación en las placas de
extremo para permitir la salida de los gases del interior de la
palanquilla cuando la misma se calentara. La palanquilla se calentó
a la temperatura de laminado normal de 1.250ºC en un horno de
calentamiento de palanquillas convencional. Los orificios de
ventilación se sellaron inmediatamente después de que se retirara
del horno. El sellado se realizó cerrando los orificios de
ventilación mediante soldadura. Cuando la palanquilla se enfrió, el
examen de la superficie de la pared interior del tubo de acero
inoxidable reveló algo de óxido verdoso por toda la cara interna
del tubo de acero inoxidable indicando que se había producido
oxidación.
La conclusión fue que el polvo de aluminio
añadido en estas condiciones y en estas cantidades era insuficiente
o de otro modo inefectivo. Aún a temperatura baja, el aluminio
tiene mayor afinidad con el oxígeno que con el cromo, es probable
que el aluminio mezclado en la viruta de esta forma no se disperse
suficientemente para ser capaz de evitar la oxidación del cromo por
el oxígeno residual y por el CO_{2} en la palanquilla derivado de
la descarburización del acero y de la reducción de los óxidos de
hierro inicialmente presentes en la misma. Se considera que si el
aluminio se añadiera en cantidades mayores el resultado sería un
nivel inaceptablemente alto de inclusiones en el producto
acabado.
Experimento
2
Se preparó una palanquilla utilizando viruta de
acero dúctil a la que se añadió una mezcla que comprendía 0,1% en
peso de polvo de NH_{4}Cl y 0,1% en peso de polvo de aluminio
(nuevamente de un tamaño de malla de 35). Los aditivos se mezclaron
conjuntamente y se distribuyeron uniformemente por la viruta.
Posteriormente, la palanquilla se calentó como en el experimento 1.
Una llama roja/amarilla característica proveniente del cloruro de
amonio se observó en el horno durante el primer 30 - 40% del tiempo
necesario para que la palanquilla alcanzara una temperatura de
1.250ºC en el horno. La inspección de la palanquilla después del
sellado y del enfriamiento como en el experimento 1 mostró una
superficie de tubo de acero inoxidable interna plateada casi
totalmente reducida prácticamente sin traza alguna de óxidos verdes
excepto en una corta distancia desde cada extremo. En estas áreas
el acero inoxidable estaba muy levemente decolorado, lo que
indicaba que se había producido poca oxidación durante la retirada
del horno y antes de sellar los extremos de la palanquilla.
Experimento
3
Para tratar de evitar la decoloración que se
produjo en el experimento 2, se intentó eliminar la posibilidad de
que los gases de oxidación fueran aspirados hacia el interior de la
palanquilla como resultado del enfriamiento rápido después de la
retirada de la palanquilla del horno con la consecuente reducción
del volumen de los gases internos. Se prepararon dos palanquillas
mediante las etapas descritas en el experimento 2, excepto que tres
minutos antes de extraer la palanquilla del horno, en una etapa
considerada con carácter inventivo, se añadieron tabletas que
comprendían polvo de cloruro de amonio comprimido solo a cada
extremo de una de las palanquillas antes del sellado. En el caso de
la segunda palanquilla, las tabletas comprendían una mezcla en
partes iguales de polvo de cloruro de amonio comprimido y se añadió
polvo de aluminio. En ambos casos, se observó que las tabletas se
quemaban vigorosamente al extraer las palanquillas del horno y esto
continuó hasta que se sellaron los orificios de ventilación. Las
llamas que emergían de los orificios de ventilación eran de un
blanco brillante lo que indicaba una temperatura de alrededor de
3.000ºC. Después de que las palanquillas se enfriaron las mismas se
cortaron. La inspección reveló que no había presencia de óxido
verde en el acero inoxidable en cada extremo de las palanquillas
enfriadas. Por lo tanto, era evidente que las técnicas habían
funcionado satisfactoriamente para evitar la oxidación del tubo de
acero inoxidable. Estas técnicas combinaron el efecto de la
reducción del óxido en la viruta se redujera y la prevención de que
gases oxidantes extraños entraran en las palanquillas. La reducción
del óxido se logró mediante los aditivos en las virutas. La
generación de gases reductores en cada extremo de las palanquillas
evitó que el oxígeno (es decir, el aire) fuera aspirado hacia el
interior de las palanquillas con el enfriamiento brusco cuando las
palanquillas se sacaron del horno.
El mismo experimento, añadiendo gránulos que
comprendían polvo de aluminio solo en el extremo de una
palanquilla, dio resultados similares.
Se han preparado varias palanquillas para el
laminado mediante las técnicas expuestas en el experimento 3 y se
laminaron en caliente para dar productos acabados directamente
después de retirarlas del horno. En la mayoría de las palanquillas
no se ha utilizado ninguna pieza de extremo de acero dúctil.
En condiciones de laboratorio, no se ha observado
ningún esparcimiento significativo del chapado con respecto al
núcleo así como tampoco ningún alargamiento significativo del
núcleo fuera del chapado. Se ha observado la unión substancialmente
completa del chapado y el núcleo en el producto acabado.
Se concluye que, al emplear las técnicas
descritas, no se requiere ningún tapón de extremo para mantener el
núcleo en el interior y los gases de oxidación en el exterior
cuando la palanquilla es retirada del horno y posteriormente
laminada en caliente. Por lo tanto, la utilización de piezas de
extremo de acero dúctil no será necesariamente esencial si se
emplean las técnicas descritas en la presente para evitar o reducir
la formación de óxidos de cromo.
Al doblar hacia adentro y cerrar los extremos de
la palanquilla como se describe en la solicitud de patente nº
PCT/GB90/01437 se obtienen otras ventajas. Pocos minutos antes de
extraerlas del horno, se coloca cloruro de amonio y/o polvo de
aluminio, comprimidos en grandes gránulos, dentro de los dos
extremos doblados hacia adentro. Los extremos doblados hacia adentro
actúan convenientemente como receptáculos para los gránulos de
Al/NH_{4}Cl tanto en forma sólida como en forma fundida. El
Al/NH_{4}Cl añadido de esta forma actúa como una trampa o colector
de oxígeno en los lugares más vulnerables de la palanquilla, que
son los extremos abiertos.
No hay limitación de cantidad de Al/NH_{4}Cl
añadido para limitar las inclusiones resultantes en el producto en
este caso, ya que los dos extremos siempre se cortan y se descartan
durante el proceso de laminado en caliente. El aluminio, puesto que
es efectivo durante un tiempo más prolongado que el cloruro de
amonio, se puede añadir en cualquier etapa y de hecho podría
añadirse regularmente en todas las fases de calentamiento de las
palanquillas antes del laminado. De hecho, se pueden colocar discos
de aluminio dentro de los dos extremos de la palanquilla antes de
que se doblen hacia adentro de manera que los discos inicialmente
actúan para restringir físicamente la entrada de gases dentro de la
palanquilla. A medida que la temperatura aumenta, los discos actúan
como agentes de reducción/trampas para el oxígeno y, por encima de
600ºC, los mismos se funden. El aluminio fundido queda contenido en
las partes extremas dobladas hacia adentro de la palanquilla las
cuales actúan como receptáculos para el aluminio y como eficientes
trampas de oxígeno tal como se ha descrito precedentemente.
Se considera que las reacciones combinadas son
las siguientes:
En la primera fase de calentamiento (hasta
500ºC), la reacción predominante es la disociación del cloruro de
amonio cuando se generan gases de reducción/detergentes y
permanecen presentes, en parte, una vez agotada la reacción.
Aunque el polvo de aluminio indudablemente
complementa la reacción de reducción durante esta fase, se piensa
que es muy efectiva durante las fases posteriores. En la segunda
fase (500 - 800ºC) el aluminio está en su modo reductor más grande.
El mismo se funde a 600ºC por lo que aumenta bruscamente su área de
superficie reactiva. En esta franja de temperaturas, el aluminio es
un agente reductor extremadamente eficiente ya que su afinidad con
el oxígeno/óxido es mayor que la del cromo. Por ende, la oxidación
del aluminio se produce con preferencia a la oxidación del cromo en
el acero inoxidable. Se piensa que en esta fase, cuando el
equilibrio Boudouard estaría en su punto más dañino para el cromo,
la oxidación se suprime ampliamente o cambia completamente hacia el
lado del monóxido de carbono/carbono de la ecuación, ya que
cualquier oxígeno libre/dióxido de carbono, y de hecho
substancialmente cualquier gas excepto los gases altamente
reductores todavía presentes de la primera fase son retirados del
sistema por el aluminio.
La siguiente fase (800 - 1.250ºC) es
probablemente una continuación de la fase anterior, excepto que el
aluminio produce una reacción de reducción todavía más fuerte con
presencia de menos fases gaseosas. La ecuación Boudouard favorece
fuertemente una atmósfera de monóxido de carbono por encima de 800ºC
y el aluminio tiende a reducir el monóxido de carbono nuevamente a
carbono en el acero dúctil. Cualquier efecto de oxidación en el
acero inoxidable, que surge de la ecuación Boudouard, se
neutralizan ampliamente. A estas temperaturas cualquier monóxido de
carbono presente en el sistema puede actuar como un medio gaseoso
de reducción con cromo en presencia de aluminio. Los óxidos
presentes en las partículas de acero en el núcleo probablemente se
reducen ya sea en la fase sólida en proximidad con el polvo de
aluminio que es finamente dispersado por toda la palanquilla o en
la fase gaseosa por medio de monóxido de carbono transitorio.
En la etapa final la palanquilla se saca del
horno. En esta etapa el efecto depurador del oxígeno del aluminio
combinado con la generación de gases reductores de cualquier
cloruro de amonio añadido ayudan a asegurar que, si hay un
enfriamiento brusco cuando se retira la palanquilla del horno,
cualquier gas aspirado hacia el interior de la palanquilla es
reducido antes de que sea capaz de oxidar el cromo.
La cantidad de gránulos de Al/NH_{4}Cl
necesarios se puede determinar en forma visible. Si no se observa
ninguna llama, se pueden añadir más gránulos antes de retirar la
palanquilla del horno. Nuevamente, no ocasiona ningún problema la
utilización de muchos gránulos en los dos extremos de la palanquilla
ya que estos extremos se descartan durante el laminado.
Se piensa que también el grafito actuaría para
evitar o reducir la oxidación en las palanquillas preparadas de
acuerdo con las técnicas de la invención. Por consiguiente, el
grafito en polvo se puede mezclar con el polvo de aluminio y el
cloruro de amonio y/o urea si se utilizan estos últimos. Sin
embargo, en la mayoría de los casos, el carbono que se difunde fuera
de la viruta de acero dúctil que forma el núcleo cuando la
palanquilla es calentada debería proporcionar una fuente suficiente
de carbono para este fin. El acero industrial con un contenido de
carbono de hasta alrededor del 0,45% en la mayoría de los casos
debería ser adecuado para producir productos de acuerdo con las
técnicas de la presente invención.
Otros aspectos de la invención serán evidentes de
la siguiente descripción de ejemplos de la invención con referencia
a los dibujos adjuntos en los cuales:
La Figura 1 es un diagrama de bloques que muestra
en forma esquemática etapas sucesivas en un proceso para producir
productos acabados que utilizan virutas de chatarra de acero;
La Figura 2 es una vista en sección transversal
esquemática de una palanquilla que comprende un núcleo de acero
dúctil encamisado en un tubo de acero inoxidable;
La Figura 3 es una vista en sección esquemática
de un detalle de un extremo de la palanquilla;
La Figura 4 es una vista en sección esquemática
de un detalle de una barra plana laminada de la palanquilla;
La Figura 4a es una vista en sección esquemática
de un detalle de una barra de refuerzo laminada de la
palanquilla;
La Figura 5 es una vista en sección en parte
esquemática por A-A de la Figura 6;
La Figura 6 es una vista de extremo de la
palanquilla después de que se ha doblado hacia adentro;
La Figura 7 es una vista esquemática, similar a
la Figura 2, de una primera palanquilla modificada; y
La Figura 8 es una vista esquemática, similar a
la Figura 2 de una segunda palanquilla modificada.
Para preparar la palanquilla mostrada en la
Figura 2, se utiliza virutas en forma de raspaduras compuestas de
acero dúctil u otro grado adecuado de acero industrial contemplado
precedentemente. Primero, la viruta se hace pasar a través de un
aparato de aplastamiento 8 tal como un molino de martillos u otro
triturador de clase convencional. En el aparato 8, la viruta es
sometida a una primera reducción de tamaño para hacerla menos
voluminosa y fácil de manejar. Sin embargo, en esta etapa no puede
ser reducida a briznas de un tamaño muy pequeño porque, mientras
estén aceitosas y sucias, las briznas tienen una fuerte tendencia a
obturar las aberturas del aparato de aplastamiento.
Del aparato de aplastamiento 8 las briznas son,
después, enviadas por un transportador a un aparato de desgrasado y
limpieza 10 de tipo convencional en el cual se extraen de las
briznas el aceite, el agua y otras impurezas. Para retirar las
impurezas puede ser necesario que el aparato 10 incluya un horno
giratorio a través del cual se pasan las raspaduras a fin de quemar
y eliminar el aceite y otras impurezas.
Después de pasar por el aparato 10 las raspaduras
se llevan a un segundo o último aparato de aplastamiento 20
(nuevamente un molino de martillos u otro dispositivo de
aplastamiento de tipo convencional) donde son trituradas en briznas
más pequeñas. Resulta ventajoso reducir el tamaño de las briznas a
fin de aumentar la relación área superficial a peso de las mismas
de manera que la reducción de los óxidos superficiales mediante la
descarburización en una etapa posterior del proceso pueda tener
lugar tan rápidamente como sea posible. Sin embargo el tamaño de la
brizna no es crítico y podría ser de entre digamos, 2 y 10 mm. En
la operación de aplastamiento final, el polvo y los óxidos de
superficie se separan de la viruta.
Después de pasar a través del aparato de
aplastamiento final, las briznas generalmente serán briqueteadas
como se describe a continuación. Sin embargo, opcionalmente las
mismas primero pueden hacerse pasar a través de un aparato de
calentamiento y recocido 30 en donde son calentadas en una atmósfera
reductora hasta una temperatura de entre 950ºC y 1.200ºC. En el
aparato 30, se reducen los óxidos de superficie en las briznas. El
aparato 30 puede ser un segundo horno giratorio dentro del cual,
como se comprenderá bien, las briznas son introducidas
continuamente en un extremo. Las briznas avanzan a través del horno
por gravedad.
Después de reducir los óxidos de superficie, las
briznas son recocidas al permitir que se enfríen lentamente en un
horno de recocido 32 en el cual se mantiene una atmósfera inerte o
reductora (por ejemplo, de metano) de manera que hay poca
probabilidad de que se produzca la re-oxidación de
las briznas.
El horno de recocido 32 también puede ser un
horno giratorio. Cuando se utilizan hornos giratorios para el
aparato 30, 32 las briznas, después de salir del horno 30, pueden
ser transportadas al horno de recocido 32 por un transportador de
tornillo 33 montado en una caja cerrada para evitar el aire.
Las briznas se extraen del horno de recocido
solamente después de haber sido enfriadas a temperatura
ambiente.
El método descrito precedentemente y el aparato
para producir briznas a partir de virutas se discuten más
detalladamente en la solicitud internacional de patente nº
PCT/GB89/91113 del solicitante. Las briznas después se compactan en
una prensa de briquetación 34 para formar una palanquilla
encamisada. Si las briznas han sido pasadas a través de un aparato
de calentamiento y recocido 30, la briquetación se lleva a cabo tan
pronto como sea posible después de que se han dejado enfriar. Las
briznas son más suaves cuando han sido recocidas y se requiere una
prensa menos poderosa para briquetear con el mismo grado de
compactación.
En la Figura 2 se muestra una palanquilla 40. La
palanquilla comprende una camisa externa 42 en forma de un tubo de
tipo ASTM A316L, o de cualquier otro tipo, de acero inoxidable. En
el presente ejemplo las virutas se comprimen para formar briquetas
46 con un solo ariete 48. Un aparato de prensar modificado que se
puede utilizar para formar las palanquillas se revela en la
descripción de la solicitud de patente internacional del
solicitante nº PCT/GB90/01438.
En cualquier caso, antes de la operación de
briqueteado se mezcla con las briznas una cantidad predeterminada
de polvo que comprende partes iguales de aluminio en polvo y
cloruro de aluminio mientras todavía se encuentran a temperatura
ambiente. Una cantidad polvo igual a 0,1% en peso de las virutas
resulta suficiente. Cargas sucesivas de esta mezcla de briznas y de
aditivo son insertadas en la camisa y la prensa las comprime para
formar una serie de briquetas. Las briquetas llenan substancialmente
la camisa dejando un pequeño espacio en cada extremo el cual es
cerrado por una placa de aluminio 50 que encaja estrechamente y que
se coloca a presión en el lugar.
Los extremos de la palanquilla ahora están
cerrados doblados hacia adentro y conformados como se describe más
detalladamente en la solicitud de patente internacional del
solicitante nº PCT/GB90/01437. En este proceso los extremos de la
palanquilla son forzados entre un conjunto de cinco discos ahusados
140 montados en un soporte adecuado y dispuestos de manera que
queden en planos colocados en forma igualmente angular cerca de una
línea central común en la que se intersectan los planos. Los discos
doblan hacia adentro los extremos de una palanquilla en la forma de
una estrella de cinco puntas 146 como se muestra en la Figura 6. La
palanquilla después se calienta en un horno de calentamiento de
palanquillas convencional 35 hasta alrededor de 1.250ºC. No es
necesario mantener condiciones de reducción en el horno. Se podría
usar un horno de reducción pero dichos hornos resultan caros de
construir y de hacer funcionar.
Alrededor de tres minutos antes de que la
palanquilla sea retirada del horno, los gránulos 142 que comprenden
partes iguales de polvo de aluminio y NH_{4}Cl se colocan en los
extremos doblados hacia adentro de la palanquilla como se describió
precedentemente. La palanquilla se extrae del horno y se lamina
inmediatamente, utilizando técnicas convencionales, en un laminador
36 substancialmente como se describió en la patente británica nº
1313545.
Numerosas palanquillas formadas por el proceso
descrito en lo precedente y examinadas después de haberse dejado
enfriar prácticamente no presentan las capas de óxido verde
mencionadas en lo anterior que se producen sobre la cara interna de
la camisa de acero inoxidable y en la interfase entre la camisa y el
núcleo. Se experimentaron resultados similares cuando se usaron los
mismos gránulos en palanquillas en las cuales se omitieron las
placas de aluminio 50. Sin embargo, se cree que la provisión de las
placas es inventiva en cuanto las placas ayudan a "capturar" el
oxígeno del aire que es absorbido en la palanquilla a medida que se
enfría.
Los productos (tales como barras planas, barras
en ángulo y barras de refuerzo) laminados a partir de dichas
palanquillas consistentemente exhibieron una unión substancialmente
completa entre el núcleo de acero dúctil y el chapado de acero
inoxidable. Una barra plana típica laminada a partir de una
palanquilla se muestra con la referencia 54 en la Figura 4. La
barra plana comprende un núcleo 56 de acero dúctil que está chapado
con un chapado de acero inoxidable 58 de un grosor substancial. Una
barra de refuerzo redonda típica laminada a partir de una
palanquilla se muestra con la referencia 60 en la Figura 4a y
comprende un núcleo 62 de acero dúctil chapado con un chapado de
acero inoxidable 64. Dichos productos se han laminado a partir de
una palanquilla que comprende un núcleo de briquetas de virutas
comprimidas en un tubo de acero inoxidable de 10 cm de
diámetro.
Sólo a modo de ejemplo, los tamaños típicos de
los productos (con el grosor del chapado de acero inoxidable
indicado entre paréntesis) laminados a partir de palanquillas
incluyen:
- 38
- x 13 mm barra plana (1,0 mm)
- 25
- x 13 mm barra plana (0,9 mm)
- 19
- x 10 mm barra plana (0,8 mm)
- 16
- mm de diámetro de "rebar" (0,9 mm)
- 20
- mm de diámetro de "rebar" (1,2 mm)
- 25
- mm de diámetro de "rebar" (1,4 mm)
- 32
- mm de diámetro de "rebar" (1,8 mm)
El grosor del chapado puede alterarse
seleccionando el espesor de la pared del tubo de acero
inoxidable.
Después de que el producto es laminado las partes
extremas se cortan y se descartan.
La cantidad de aluminio y/o NH_{4}Cl que es
necesario añadir depende de las cantidades de los materiales que
forman la palanquilla. Las palanquillas hechas con virutas
preparadas como se describe en lo precedente pueden tener tan sólo
10% de espacio de aire después de la compactación. Normalmente debe
ser adecuada una cantidad de polvo que comprende partes iguales de
Al y NH_{4}Cl e igual al 0,06 - 0,1% en peso de las virutas de
acero dúctil.
El polvo de aluminio de 99,7% de pureza, aire
atomizado e irregular debe ser adecuado para la mayoría de los
propósitos. Un tamaño de partícula adecuado del polvo es de 45
\pm 5 \mum.
Se han realizado pruebas metalúrgicas
independientes en una muestra de 100 "rebars" con rebordes de
alta tensión seleccionadas al azar de 16 mm de diámetro con un
núcleo formado de virutas de acero al carbono comprimidas como se
revela en lo precedente y un chapado de acero inoxidable ASTM
A316L, de 0,9 mm de espesor.
Se observó que la composición química (en % en
peso) del núcleo es como se expresa a continuación:
C | Mn | P | S | Si | Cu | Cr | Ni | Mo | Al | Nb+V |
0,35 | 1,03 | 0,017 | 0,044 | 0,25 | 0,10 | 0,15 | 0,16 | 0,04 | 0,028 | <0,005 |
Las pruebas de tensión y de curvatura se llevaron
a cabo para las Barras de Acero Laminado con Calor para el Refuerzo
de Hormigón de British Standard BS 4449. Los resultados de las
pruebas muestran que la mayoría de las barras se laminaron a una
temperatura de alrededor de 900ºC y superior juzgadas por la
temperatura medida promedio de alrededor de 840ºC a la cual las
"rebars" alcanzaron el lecho de enfriamiento. Algunas de las
temperaturas de llegada registradas fueron, sin embargo, de tan
sólo 700ºC y hubieran sido rechazadas de haber sido destinadas para
el uso comercial. En la presente se incluyeron en el análisis.
Las pruebas de tensión dieron por resultado los
siguientes promedios:
0,2% Esfuerzo de prueba | Esfuerzo de tensión último | Alargamiento | |
(Mpa) | (Mpa) | (%) | |
497 | 736 | 15,5 | |
Desviación estándar | 20,6 | 44,9 | 3,0 |
95% Límite de confianza | 4,0 | 8,8 | 0,6 |
Los resultados de 0,2% del Esfuerzo de prueba y
del Esfuerzo de tensión último son muy superiores a lo que
requieren las especificaciones.
En las pruebas de curvatura, no se registraron
fallas en las barras laminadas a una temperatura superior a los
800ºC. Hubo una estrecha correlación entre las muestras de las
barras con temperaturas de acabado inferiores a los 800ºC (como se
señaló en lo precedente) y 5 de las muestras que tenían
alargamientos menores que también originaron fallas en las pruebas
de curvatura.
En las pruebas de fatiga efectuadas en barras
similares, 1 muestra completó 4 millones de ciclos y 2 muestras
completaron 2 millones de ciclos, en ambos casos sin fallas ni
separación del chapado respecto del núcleo.
Como se señaló, el grosor del tubo de acero
inoxidable de la palanquilla antes del laminado es de 6 mm y el
tubo representa 21,6% en peso de la palanquilla. Esta proporción de
peso se mantiene a través de los procesos de laminado lo que genera
un chapado progresivamente más delgado.
Si bien en el proceso descrito con referencia a
los dibujos, la camisa de la palanquilla comprende un tubo de acero
inoxidable sin piezas de extremo de acero dúctil soldadas al mismo,
esta posibilidad no se excluye. De hecho, como se señaló en lo
precedente, el uso de dichas piezas de extremo presenta ventajas
incluida una ventaja en los costos. El costo de la materia prima de
las piezas de extremo de acero dúctil es substancialmente menor que
un tubo de acero inoxidable de una longitud equivalente de modo que
el costo global de una palanquilla con las piezas de extremo de
acero dúctil probablemente sea más barato que el de una palanquilla
sin dichas piezas, a pesar del costo adicional por producir las
piezas de extremo de acero dúctil y soldarlas a la sección central.
Dicha palanquilla 70 se muestra en la Figura 7. La palanquilla
comprende un núcleo 72 de briquetas de acero dúctil comprimidas en
un tubo de acero inoxidable 74. Unas longitudes cortas de tubo 76
compuestas de acero dúctil están soldadas a cada extremo del tubo
74. En los extremos del tubo hay colocados discos de aluminio 78,
similares a los discos 50 mostrados en la Figura 3, los cuales
después se cierran doblados hacia adentro, como se ha descrito
anteriormente.
La palanquilla 70 se prepara y se lamina de
acuerdo con las técnicas descritas en lo anterior y en la solicitud
de patente nº PCT/GB90/01437.
Las palanquillas preparadas y probadas como en el
experimento 2 descrito en lo precedente pero usando roscas de
titanio en lugar de polvo de aluminio dieron resultados similares.
Lo mismo sucede con el zirconio. El titanio se funde sólo a una
temperatura de alrededor de 1.800ºC y el zirconio a 1.857ºC. Por
encima de los 900ºC, el oxígeno se disuelve en titanio en lugar de
formar simplemente una capa de óxido sobre las superficies de las
partículas de titanio como en el caso del aluminio. Así, la
capacidad del titanio para absorber y/o reducir el oxígeno no está
limitada al área de superficie. Sin embargo, tanto el titanio como
el zirconio son mucho más caros que el aluminio y no están
fácilmente disponibles. A pesar de que el uso preferido de titanio
y zirconio respecto del uso de aluminio no se descarta, se cree,
así, que ninguno de estos aditivos alternativos probablemente será
una alternativa viable comercialmente disponible respecto del
aluminio excepto, quizás, para productos con requisitos
especiales.
Las rebabas o el polvo de titanio y/o zirconio
pueden mezclarse en forma útil en las virutas y formar las dos
briquetas cada una insertada en un extremo de una palanquilla. Esto
se ilustra esquemáticamente en la Figura 8. Esto permite que una
palanquilla 90 tenga un núcleo de briquetas 92 comprimidas en un
tubo de acero inoxidable 94. Todas las briquetas se forman de viruta
de acero industrial que se ha limpiado y tratado como se describe
en lo precedente con referencia a la Figura 1. Se mezcló 1% en peso
de aluminio en polvo con la viruta y se formaron todas las
briquetas en la palanquilla excepto las briquetas 92' en cada
extremo de la palanquilla.
Las briquetas de extremo 92' están compuestas de
viruta con la que se mezclan rebabas de titanio (también se puede
utilizar zirconio). Opcionalmente, se pueden soldar longitudes
cortas de tubo 96 compuestas de acero dúctil a cada extremo del
tubo 94. En el caso presente se omiten los discos de aluminio 50,
78, mostrados en las Figuras 3 y 7. Los extremos del tubo 94 están
cerrados doblados hacia adentro como se revela en lo
precedente.
Resulta suficiente 1% en peso de rebabas de
titanio en briquetas 92' con un peso de ½ kg para la inserción en
un tubo de 10 cm de diámetro para una palanquilla de 1 metro de
largo. Dado que el titanio en dichas briquetas no se habrá fundido
cuando la palanquilla alcanza la temperatura de laminado (1.250ºC)
es probable que el titanio resulte más efectivo que el aluminio al
impedir que el oxígeno entre en la palanquilla después de la
retirada del horno y durante el laminado. Típicamente, la
temperatura del producto al completarse el laminado es de 900ºC. El
aluminio se funde a 600ºC y probablemente gravite en el fondo de la
palanquilla antes de que la palanquilla sea retirada del horno.
Otros metales que, en ciertas circunstancias,
pueden emplearse como alternativa del aluminio, o en combinación
con éste, incluyen el sodio y el magnesio. No obstante,
probablemente ambos sean demasiado peligrosos para usarse a menos
que se tomen precauciones de seguridad especiales a fin de prevenir
incendios incluso a temperatura ambiente.
Las palanquillas preparadas y probadas como en el
experimento 2 pero usando urea en polvo en lugar de NH_{4}Cl
producen resultados similares, aunque en cierta manera más
variables. La urea es una alternativa comercial viable al cloruro
de amonio cuando se emplea en las técnicas de la presente
invención. Otras substancias que pueden emplearse como alternativas
del cloruro de amonio o la urea, o en combinación con estos,
incluyen:
- \bullet
- nitrato de amonio - se descompone a 210ºC. Sin embargo, esta sustancia posee propiedades explosivas, produce gases tóxicos y facilita la capacidad de combustión de otras substancias. Probablemente no sea seguro a altas presiones.
- \bullet
- tri-ioduro de amonio - se descompone a 175ºC. Sin embargo, su peso molecular es de 400 y se requerirán cantidades relativamente grandes. Es caro.
- \bullet
- bromuro de hierro - se evapora a 27ºC y después se descompone. Se cree que su acción es similar a la del cloruro de amonio por lo cual puede resultar adecuado como un substituto. No obstante, es más caro.
- \bullet
- cloruro férrico - en la forma anhidro hierve a 332ºC. Se cree que su acción es similar a la del cloruro de amonio. No se descompone. Mezclar cloruro férrico con la viruta puede ser inconveniente debido a su naturaleza muy higroscópica. Sin embargo, debería ser posible conseguir una dosificación correcta mediante el tratamiento de una cantidad pequeña de briznas finas con ácido hidroclórico concentrado, con lo que se forma cloruro férrico. Éste se deberá añadir de inmediato a las briznas que han de ser comprimidas en briquetas. Si la atmósfera en la prensa y la tolva desde la que se carga la prensa se conservan secas e inertes, el cloruro férrico anhidro resultante deberá absorber muy poca humedad durante el proceso de formación de la palanquilla.
Diversos compuestos orgánicos que están en
reducción o bien inertes también pueden ser útiles como
alternativas al cloruro de amonio o la urea, o en combinación con
ellos. Estos incluyen, en particular, los siguientes:
- \bullet
- bencilamina - es un líquido, tiene punto de ebullición a 184ºC y tiene un peso molecular de 108.
- \bullet
- octadecilamina - es una amina de peliculización que se puede mezclar con las briznas de viruta como agente de inercia.
- \bullet
- bromuro de bencilo - es un líquido cuyo punto de ebullición es a 199ºC. Se descompone en una llama que produce gases tóxicos. El cloruro de bencilo es, igualmente, nocivo.
- \bullet
- hidrocloruro de urea - es un agente reductor de sólidos que se descompone a 145ºC. Tiene un peso molecular de 96.
\newpage
- \bullet
- amida de zinc - es un agente reductor que se descompone a 200ºC en vacío. La diamina de bario se funde a 280ºC.
- \bullet
- amida de nitrilo - un ácido débil inestable que se descompone a 72ºC.
La mayoría de los compuestos orgánicos
precedentes se desintegran a temperaturas elevadas. Si se cuenta
con oxígeno insuficiente estos pueden formar carbono. Dado que
dicho carbono se dispersa ampliamente, es probable que tengan el
mismo efecto que la adición de grafito, como se señaló en lo
precedente. A pesar de que el uso de los compuestos orgánicos
mencionados como preferidos respecto del cloruro de amonio o la
urea no se descarta, en esta etapa parece que habrá una leve
ventaja al hacerlo.
El horno 35 puede ser un horno reductor en el
que, como se sabe bien, se mantiene una atmósfera reductora, como
la que proporciona el metano, durante todo el ciclo de
calentamiento de la palanquilla. El gas del horno (reductor)
comienza a desplazar el oxígeno residual en la palanquilla cuando la
palanquilla aún está fría. Asimismo, el oxígeno residual aún
presente en la palanquilla, así como el CO_{2} u otros gases
oxidantes que evolucionaron como resultado de la descarburización de
las briznas a medida que la palanquilla se calienta hasta llegar a
los 800ºC, se reducen a CO mediante el gas del horno. Así, el gas
del horno funciona para prevenir la formación de óxidos de cromo de
la misma manera que el cloruro de amonio, la urea o los demás
aditivos en polvo descritos en lo precedente, los cuales
proporcionan el agente reductor gaseoso en la palanquilla hasta
800ºC. Bajo condiciones adecuadamente controladas, por lo tanto,
puede resultar innecesario añadir estos aditivos. No obstante, aún
será necesario mezclar el polvo de aluminio o uno de sus
alternativos con la viruta como se indica en lo precedente a fin de
prevenir la oxidación del cromo por encima de los 800ºC; y añadir
los gránulos a los extremos de la palanquilla como se indica en lo
precedente antes de retirarla del horno.
Los tipos de acero inoxidable que se han empleado
para formar tubos para las palanquillas incluyen ASTM A316L, A304L
y 409 y 3Cr12. Sin duda hay otros tipos que pueden resultar
adecuados.
Claims (18)
1. Un método para producir un producto ferroso
resistente a la corrosión a partir de una palanquilla que comprende
una masa de material particulado compuesta substancialmente de
acero industrial en una camisa de acero inoxidable y que se
calienta a una temperatura a la que la palanquilla se puede trabajar
plásticamente, siendo proporcionado un primer agente de reducción
presente en la camisa en forma gaseosa o de vapor a una temperatura
substancialmente por debajo de los 800ºC, estando el método
caracterizado porque comprende la etapa de proporcionar a la
camisa un segundo agente de reducción en forma de un metal que tiene
una mayor afinidad con el oxígeno que con el cromo.
2. Un método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el segundo agente de reducción se
selecciona del grupo que comprende aluminio, titanio, zirconio,
magnesio y sodio.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, caracterizado porque el primer agente
de reducción está presente a una temperatura substancialmente por
debajo de los 500ºC.
4. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el primer
agente de reducción comprende una sustancia seleccionada del grupo
que comprende cloruro de amonio, urea, bromuro de hierro y cloruro
férrico.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porque dicha sustancia es cloruro de
amonio.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porque dicha sustancia es urea.
7. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el segundo
agente de reducción es aluminio.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque el aluminio está en forma de polvo.
9. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el segundo
agente de reducción es titanio.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9,
caracterizado porque el titanio está en forma de
virutas.
11. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el primer
agente de reducción proviene de un horno reductor en el que se
calienta la palanquilla.
12. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el material
particulado está en forma de virutas.
13. Una palanquilla, en una camisa de acero
inoxidable, que comprende una masa de material particulado
compuesta substancialmente de acero industrial y un primer agente
de reducción en forma de cloruro de amonio, caracterizada
porque un segundo agente de reducción está proporcionado a la camisa
en forma de un metal que tiene una mayor afinidad con el oxígeno
que con el cromo.
14. Una palanquilla, en una camisa de acero
inoxidable, que comprende una masa de material particulado
compuesta substancialmente de acero industrial y un primer agente
de reducción en forma de urea, caracterizada porque un
segundo agente de reducción está proporcionado a la camisa en forma
de un metal que tiene una mayor afinidad con el oxígeno que con el
cromo.
15. Una palanquilla de acuerdo con la
reivindicación 13 o la reivindicación 14, caracterizada
porque el segundo agente de reducción es seleccionado del grupo que
comprende aluminio, titanio, zirconio, magnesio y sodio.
16. Una palanquilla de acuerdo con la
reivindicación 15, caracterizada porque el segundo agente de
reducción es aluminio.
17. Una palanquilla de acuerdo con la
reivindicación 16, caracterizada porque el aluminio está en
forma de polvo.
18. Un producto que comprende un núcleo de acero
industrial con un chapado de acero inoxidable, caracterizado
porque el producto se obtiene calentando y trabajando plásticamente
una palanquilla de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
13 a 17.
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