Fabricación de un acero al carbono peritectico (P y S ≤ 0.01%) en horno de arco eléctrico trifásico

Abstract

Esta tesis se basa en el trabajo entregado por el Director de Desarrollo y Tecnología de Metalúrgica Peruana S.A. Ing. Y. Murayama para desarrollar una nueva ruta de procesamiento del acero de denominación MEPSA MA- 5E en los hornos de arco eléctrico 1 y 2. La razón de este trabajo es la presencia de piezas rajadas en operación, generando problemas: en la calidad de bolas, retrasos en la producción, mayor consumo de estas piezas por recambio, menor disponibilidad de los hornos de 6 Ton para procesar otras aleaciones, de salud al ejecutar el retiro de bolas fundidas en moldes que presentan este defecto provocando que el colaborador aplique mayor fuerza en posturas inadecuadas. Para analizar las causas y solución se utiliza el ciclo de Deming (PDCA) y Metodología KAIZEN, concluyéndose que el defecto se presenta por Hot Shortness (Fragilidad en caliente) que se acentúa con los altos contenidos de P y S en el acero; los cuales generan zonas frágiles enriquecidas en estos elementos o compuestos de estos por segregación; con el segundo se busca que esta mejora no conlleve a inversiones en equipos especiales; está orientada al proceso de tal forma que el cambio tenga efectos positivos incluso en la ergonomía del trabajo. En Capitulo I se describe estas dos metodologías y la aplicación. En el capítulo III se describe las influencias negativas de las piezas que fallan en servicio, exponiendo la metodología de trabajo de estas piezas así como las condiciones en servicio pasando por su tiempo de vida media de moldes de bolas en sus diferentes medida; la revisión bibliográfica se inicia en el Capítulo IV describiendo el diagrama Fe-C y la ubicación del acero en estudio, sus respectivas reacciones durante su solidificación; la reacción peritéctica es tratada fenomenológicamente así como los efectos de los distintos elementos aleantes del acero, debido al efecto del fosforo y azufre se detalla el hottear (rajadura en caliente) y hots hortness (fragilidad en caliente) cuyo procesos son responsables del casi el 100% de fallas; pasando a los efectos de elementos de aleación y parámetros operativos en la resistencia al hottear, procesos de eliminación de P y S, fundamentos teóricos de las propuestas de eliminación de cada uno. En capítulo IV detallamos las pruebas, equipos, materiales utilizadas en el estudio, recopilación de datos y modificaciones durante las marchas de las pruebas, las variaciones realizadas al procedimiento actual; el análisis económico del nuevo proceso comparado en el actual, así como la ganancia hipotética alcanzada con los resultados iníciales de mejora ya obtenidos con el fin de determinar si el proceso es viable o no; se encuentran el Capítulo V. Los anexos constan de tablas de los datos de composición química de coladas, de escorias, porcentaje de desulfuración, grado de desulfuración consumo de ferroaleantes en ambos procesos, graficas %ΔS, grado de desulfuración (GD) vs. Xi (compuestos de la escoria) o ΣXi (Xi: componente de la escoria) que se utilizaron para el análisis de los efectos de la escoria en la desulfuración.