Desoxidación

Este método de desoxidación consiste en añadir metales específicos al acero. Estos metales reaccionan con el oxígeno no deseado, formando un óxido fuerte que, en comparación con el oxígeno puro, reduce la resistencia y las propiedades del acero en menor medida.

La ecuación química para la desoxidación se representa mediante:

${\displaystyle nD+mO\longrightarrow D_{n}O_{m}}$

donde n y m son coeficientes, D es el agente desoxidante y O es oxígeno.

Por lo tanto, la ecuación de equilibrio químico involucrada es:

${\displaystyle K_{eq}=a_{ox}/(a_{D}^{n}*a_{O}^{m})}$

donde _aox es la actividad , o concentración, del óxido en el acero, aD _es la actividad del agente desoxidante y aO _es la actividad del oxígeno.

Un aumento en la constante de equilibrio K _eq provocará un aumento en a _ox y, por lo tanto, una mayor cantidad del producto óxido.

La constante K _eq puede manipularse mediante la temperatura del acero a través de la siguiente ecuación:

${\displaystyle logK_{eq}=A_{D}/T-B_{D}}$

donde _AD y BD _son parámetros específicos de diferentes desoxidantes y T es la temperatura en K°. A continuación se muestran los valores para ciertos desoxidantes a una temperatura de 1873 K°. ^{[ 1 ] [ 3 ]}

A continuación se presenta una lista de desoxidantes metálicos de uso común:

• Ferrosilicio , ferromanganeso , siliciuro de calcio : se utilizan en la siderurgia para la producción de aceros al carbono , aceros inoxidables y otras aleaciones ferrosas.
• Manganeso: se utiliza en la fabricación de acero.
• Carburo de silicio , carburo de calcio : se utilizan como desoxidantes de cuchara en la producción de acero.
• Escoria de aluminio : también un desoxidante para cucharas de colada, utilizado en la siderurgia secundaria.
• Calcio : se utiliza como desoxidante, desulfurizante o descarbonizante para aleaciones ferrosas y no ferrosas.
• Titanio : se utiliza como desoxidante para aceros.
• Fósforo, fosfuro de cobre(I) : se utiliza en la producción de cobre libre de oxígeno.
• Hexaboruro de calcio : utilizado en la producción de cobre libre de oxígeno, produce cobre de mayor conductividad que el desoxidado con fósforo.
• Itrio : se utiliza para desoxidar el vanadio y otros metales no ferrosos.
• Circonio
• Magnesio
• Carbón
• Tungsteno

La desoxidación al vacío es un método que consiste en utilizar vacío para eliminar impurezas. Una parte del carbono y el oxígeno del acero reaccionan, formando monóxido de carbono (CO) . El CO flota en la superficie del acero líquido y es eliminado mediante un sistema de vacío.

Dado que la reacción química implicada en la desoxidación al vacío es:

${\displaystyle C+O\longrightarrow CO}$

La reacción entre el carbono y el oxígeno se representa mediante la siguiente ecuación de equilibrio químico:

${\displaystyle K_{CO}=P_{CO}/(a_{C}*a_{O})}$

donde P _CO es la presión parcial del monóxido de carbono formado.

La disminución de la actividad del oxígeno (a _O ) aumentará la constante de equilibrio, incrementando la producción de CO. Para lograr esto, someter el baño de acero a un tratamiento al vacío disminuye el valor de P _CO , permitiendo que se produzca más gas CO. ^{[ 1 ] [ 4 ]}

Este método se basa en la idea de que la desoxidación de la escoria conducirá a la desoxidación del acero.

La ecuación de equilibrio químico utilizada para este proceso es:

${\displaystyle K_{FeO}=a_{[O]}/a_{(O)}}$

donde a _[O] es la actividad del oxígeno en la escoria y a _(O) es la actividad del oxígeno en el acero.

La reducción de la actividad en la escoria (a _[O] ) disminuirá los niveles de oxígeno en la misma. Posteriormente, el oxígeno se difundirá desde el acero hacia la escoria menos concentrada. Este método se realiza mediante el uso de agentes desoxidantes en la escoria, como coque o silicio. Dado que estos agentes no entran en contacto directo con el acero, no se formarán inclusiones no metálicas en el propio acero. ^{[ 1 ]}