Cálculo y estudio experimental de la reactividad entre la escoria de molde CaO–BaO–Al2O3–CaF2–Li2O y el acero de baja densidad y alta resistencia

En el colado continuo de acero de baja densidad y alta resistencia, minimizar o eliminar las reacciones entre el acero y la escoria es imperativo para garantizar propiedades estables de la escoria y un proceso de colado suave. Este estudio realizó experimentos de contacto entre acero y escoria a 1400 °C, basándose en cálculos termodinámicos que predicen las tendencias de reacción de la escoria de molde propuesta CaO–BaO–Al2O3–CaF2–Li2O con acero de baja densidad y alta resistencia que contiene 8 % en peso de Al. Se analizan los cambios en las composiciones, características reológicas y de solidificación de las escorias antes y después de la reacción. Los resultados revelan que solo Li2O reacciona con Al en el acero, formando LiAlO2 en lugar de Al2O3. La reactividad se ve afectada por la actividad de los componentes y la presión parcial de vapor de Li en la interfaz de reacción, establecida para variar entre 0.154 y 0.253 atm. Dentro del rango actual de composición de la escoria, aumentar el contenido de Al2O3 y reducir el contenido de Li2O en la escoria inhibe la reacción escoria-metal. Específicamente, Li2O permanece no reactivo con Al cuando está en 2.5 % en peso y 27 % en peso. En cambio, la reacción ocurre cuando Li2O > 4.5 % en peso y Al2O3 < 18 % en peso. En conclusión, se proponen escorias de molde de baja y no reactivas adecuadas para el colado de acero de baja densidad y alta resistencia, considerando tanto la reactividad como las propiedades estables de la escoria.