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Fenómenos Interfaciales y Cinética de Reacción entre Acero Fundido de Alto Al y Flux de Tipo CaO-SiO2

Autores: Zhao, Bingbing; Zhang, Jie; Yan, Baijun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Mecanismo de reacción
Acero de alto Mn-alto Al
Escoria
Fundidos de Fe-Mn-Al
Flux de tipo CaO-SiO2
Cinética de reacción global

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 3

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para entender el mecanismo de reacción entre el acero de alto Mn-alto Al y la escoria, se llevó a cabo el experimento de reacción de los melts de Fe-Mn-Al con un fundente tipo CaO-SiO2 en un crisol de MgO a 1873 K. Primero se inspeccionó la evolución de la morfología de la interfaz, y luego se modeló la cinética global de reacción considerando el efecto de los fenómenos interfaciales dinámicos. Los resultados muestran que en la reacción de la aleación Fe-5 % en masa de Al con escoria protectora de alto SiO2 o bajo SiO2, la fuerte afinidad química entre el metal y el fundente conduce a una fuerte emulsificación espontánea que se atenúa con el progreso de la reacción. Combinado con el cambio del área interfacial causado por la emulsificación, se encuentra que la cinética global de reacción puede describirse satisfactoriamente mediante el modelo de transferencia de masa de Al en acero líquido, y el coeficiente de transferencia de masa determinado fue de aproximadamente k[Al]=4.46x10-5m/s. Sin embargo, el fenómeno de emulsificación en la reacción de la aleación Fe-13%Mn-5%Al con escoria de bajo SiO2 no desapareció con la reacción, lo que se puede atribuir a la disminución de la tensión interfacial con la adición de Mn y la acumulación de C en la interfaz. Este proceso de reacción puede modelarse asumiendo la transferencia de masa de SiO2 en la escoria como el paso limitante de la velocidad con el coeficiente de transferencia estimado de k(SiO2)=5.12x10-6m/s.

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