Revista Hierro y Acero Edicion 39 by AIST México

Julio - Septiembre 2009

EDITORIAL • Hacia un nuevo modelo de negocios ACERÍA • El uso de materiales metálicos alternos en la fabricación de acero en hornos de arco eléctrico ArcelorMittal Flat Carbón AIST • La AIST México presente de nuevo en el principal evento de la AIST de los EUA • CONAC 2010 CANACERO • Canacero impulsa el consejo empresarial de seguridad en el transporte SEMBLANZA • ArcelorMittal México, una historia de éxito LAMINACIÓN • Modelación de fenómenos metalúrgicos en laminación en caliente de acero PROCESOS Y USOS DEL ACERO • El arco de San Luis, MO.

Vol. X No. 39

SMS Demag pasa a ser SMS Siemag

>> La Tradición metalúrgica tiene nombre nuevo: SMS Siemag Estimados clientes de la tecnología siderúrgica y metalúrgica, apreciados amigos de negocios: Deseamos hacerles saber, que, después de haber readquirido la familia Weiss durante los últimos años las participaciones ajenas, SMS Demag, el mayor sector empresarial del grupo empresarial “SMS group“, vuelve a obtener su nombre “antiguo“: SMS Siemag. Para llegar al origen de nuestras raíces hemos de hacer una retrovisión histórica de 130 años. Mi bisabuelo Carl Eberhard Weiss fundó un taller de forjar en Siegen en 1871, el cual inicialmente surtía a los mineros con las herramientas y los equipos mecánicos que necesitaban para la explotación de minerales en la región de Siegen. Con la emergencia de la segunda generación se fue desarrollando un importante grupo empresarial, que también actuaba en otros ramos de la construcción de máquinas e instalaciones. En el año 1927 fue adquirida la empresa “Maschinenfabrik Klein” en Dahlbruch, hecho inicial que dio comienzo a la construcción de laminadores. Bajo la dirección de mi padre Bernhard Weiss se fue desarrollando la Siemag – esencialmente después de la segunda guerra mundial – culminando en ser uno de los grandes constructores alemanes de laminadores con renombre internacional. Con el transcurso de las últimas décadas se fue fortaleciendo el crecimiento de la empresa. Añadiéndole otras marcas, como lo son Schloemann, Concast, MAN-GHH y Demag, se fue desarrollando nuestro grupo empresarial, llegando a ser un constructor siderúrgico y metalúrgico líder en el mercado con presencia mundial. Debido a la integración de Mannesmann Demag Metallurgie, se agrupó

también la empresa SMS Meer GmbH en Mönchengladbach, que, como sociedad afiliada de SMS Siemag, ocupa en la construcción de laminadores de tubos y perfiles así como los mercados de la técnica de forja y prensa una posición líder. Después de haber concentrado todas las participaciones sociales sobre mi familia, pretendemos subrayar esta adhesión al credo de ser una empresa familiar y tradicional, dejando actuar la empresa SMS Demag AG en el futuro con la denominación social SMS Siemag AG. Formando entonces SMS Siemag juntamente con SMS Meer y SMS Concast en grupo empresarial SMS group. Queremos dar las gracias a nuestros empleados y empleadas distribuidos en todo el mundo que han puesto todas sus fuerzas en nuestro desarrollo. Pero nuestro especial agradecimiento lo reciben Ustedes, nuestros clientes desde hace muchos años, porque Ustedes son, los que con su fidelidad y cooperación constructiva, han hecho posible todo cuanto hemos alcanzado. ¡Pongan toda su confianza y las altas expectativas que tenían en la SMS Demag en la nueva SMS Siemag!

Un cordial saludo

Heinrich Weiss Presidente del Consejo de Vigilancia

www.sms-siemag.com 3 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

NUESTRA PORTADA

Vol. X No. 39 bre 2009 Julio - Septiem

EDITORIAL modelo • Hacia un nuevo de negocios ACERÍA iales metálicos • El uso de mater ación alternos en la fabric arco s de de acero en horno tal Flat Carbón orMit eléctrico Arcel

CONSEJO DE ADMINISTRACIÓN Valente Delgado González, AHMSA Presidente Porﬁrio González Mier, GRUAS PMP Vicepresidente Ignacio Alvarez Elcoro, FIME, UANL Secretario Héctor Morales González, ACEROTECA Tesorero Félix Cárdenas Villarreal, Consejo Consultivo Rafael González de la Peña, TERNIUM Consejo Consultivo CONSEJO EDITORIAL Ramiro A. García Fuentes, GRUPO CAPSA Miguel A. Muñoz Ramirez, UNIVERSIDAD TECMILENIO Ignacio Alvarez Elcoro, FIME UANL Gerardo Maximiliano Méndez, INSTITUTO TECNOLÓGICO DE N.L. Myrna Molina Reyna, AIST MÉXICO

AIST o presente • La AIST Méxic ipal evento de nuevo en el princ EUA de la AIST de los 2010 C CONA • CANACERO lsa el consejo • Canacero impu seguridad empresarial de en el transporte

SEMBLANZA o, Méxic • ArcelorMittal éxito una historia de N LAMINACIÓ fenómenos • Modelación de laminación metalúrgicos en acero de te en calien Y USOS PROCESOS DEL ACERO Luis, MO. • El arco de San

rMittal. ctrico, Arcelo lé E o rc A e d Horno

índice

directorio

DIRECTORES DE COMITÉ Industrial Acerías: Antonio Uribe, MELTER, Marco Herrera, TERNIUM Florentino Luna, TYPSSA Fernando Zapata, METALOIDES. Demetrio Velasco, AMI GE, Luis Jorge Vélez, AHMSA, Ruben Lule, ARCELOR MITTAL, Ramiro García, GRUPO CAPSA, Javier Sandoval, AHMSA

5 • Hacia un nuevo modelo de negocios

Industrial Laminación: Emiliano Montoya, GRUPO CAPSA, Luis Leduc, TERNIUM, Homero Pérez, AHMSA, Enrique Lara, TERNIUM, Fernando Pruneda, AHMSA, Julio Muñoz SMS SIEMAG, Eliseo Gutiérrez, AHMSA, Rafael Colás, FIME UANL, Héctor Morales, ACEROTECA

6 ACERÍA

CONACYT, Programas Educativos y Becas: Rafael Colás FIME UANL, Alberto Pérez FIME UANL, Edgar García, FIME UANL.

EDITORIAL

• El uso de materiales metálicos alternos en la fabricación de acero en hornos de arco eléctrico ArcelorMittal Flat Carbón

13 AIST

• La AIST México presente de nuevo en el principal evento de la AIST de los EUA • CONAC 2010

CANACERO

17 • Canacero impulsa el consejo empresarial de seguridad en el transporte

SEMBLANZA

21 • ArcelorMittal México, una historia de éxito

LAMINACIÓN • Modelación de fenómenos metalúrgicos en laminación en caliente de acero PROCESOS Y USOS DEL ACERO

34 • El arco de San Luis, MO.

4 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

Museo del Acero: Alberto Pérez, UANL Comunicación Electrónica: Ovidio Molina, TERNIUM Relación AIST EU: Felipe Villarreal, MELTER, Relación CANACERO: Porfirio González, GRUAS PMP Octavio Rodríguez, AMI GE Promoción Membresía: Julio Muñoz SMS SIEMAG PUBLICAMOS TUS ARTÍCULOS Publica tus artículos e investigaciones sobre la industria del hierro y el acero en nuestra revista. Envía tu material escrito (máximo tres cuartillas) y las fotos e ilustraciones necesarias. Asegúrate de que tu escrito tenga enfoque práctico a la mejora de la calidad, la productividad o la solución de problemas específicos, así como una conclusión. Envía tus trabajos debidamente identificados y firmados a: info@aistmexico.org.mx rgarcia@capsagpo.com Revista Trimestral Julio-Septiembre del 2009. Editor Responsable: Myrna Soledad Molina Reyna. Número de Certificado de Reserva otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor: 04-2004-073014323400-102. Número de Certificado de Licitud de Título: 13029 Número de Certificado de Licitud de Contenido: 10602. Domicilio de la Publicación: Tampico No. 218 Col. Las Brisas , Monterrey, N.L. C.P. 64780. Imprenta: Editora El Sol, S.A. de C.V. Washington No. 629 Ote. Monterrey, N.L. C.P. 64000. Distribuidor, AIST Capítulo México, A.C. Tampico No. 218 Col. Las Brisas , Monterrey, N.L. C.P. 64780. Tiraje: 1,500 ejemplares.

editorial

Hacia un nuevo

modelo negocios de

Ahora que he regresado a México me da un enorme gusto constatar que el sector siderúrgico en este país ha seguido un camino en ascenso, con empresas más consolidadas, cadenas de valor más sólidas y extendidas, y un mercado en evolución que ofrece grandes oportunidades de desarrollo para quienes formamos parte de él. Regresar a México, y hacerlo como Director General de ArcelorMittal, es algo que me llena de orgullo y me da la mejor expectativa. Este optimismo se debe a mi experiencia previa de haber logrado resultados muy interesantes en este país, los cuales estoy seguro que podré mejorar. Fue en el año 2000 cuando vine por primera ocasión. Entonces llegué a Monterrey, primero para negociar contratos y posteriormente para levantar desde sus cimientos una planta de tubos para el mercado automotriz. En esa primera experiencia contraté un equipo gerencial, reclutando gente nueva, todos ellos mexicanos, y los resultados superaron las expectativas. Ahora, iniciando mi segundo desafío profesional en México, estoy muy gratamente sorprendido de la disposición de la gente de ArcelorMittal no sólo por adaptarse a los cambios que ya implementamos como parte de nuestra estrategia para superar la

actual crisis financiera, sino también por su disposición por enfrentar los retos que estén por venir. Ser sensibles a estos nuevos modelos de negocio que los tiempos actuales nos obligan a adoptar, tener la disposición de replantear nuestros esquemas de operación y volcarnos hacia un esquema que esté basado en procesos de producción menos costosos y más eficientes, son parte de las lecciones que estos meses de crisis nos han enseñado. Y este nuevo modelo de relación industrial debe ser basado en una estrategia más amplia y coordinada que surja de los momentos actuales, pero que busque anticipar los desafíos futuros. Esto será posible hacerlo enfocándonos en las áreas de negocio prioritarias, canalizando los recursos de aquellas áreas que vivan momentos difíciles. Dicho en otras palabras, para garantizar la sustentabilidad de nuestro negocio tenemos que lograr un balance del beneficio de los buenos momentos de los mercados, con las mermas de los malos momentos, y eso sólo puede ser alcanzado con movilidad y flexibilidad laboral. Qué tan rápidas y acertadas sean nuestras respuestas hoy será lo que marcará la diferencia mañana.

Es por ello que hoy se demanda de toda nuestra disciplina y profesionalismo para lograr dar pasos ﬁrmes en nuestro camino por garantizar el ﬂujo de efectivo que el sector necesita, abatiendo los costos de producción, y sin perder de vista lo más esencial, que son nuestros clientes. Hoy miramos al futuro con una mirada optimista, porque la recuperación está a la vuelta de la esquina y cuando ésta llegue, podamos estar mejor preparados para iniciar un nuevo ciclo del mercado. Bill Chisholm Director General ArcelorMittal México

5 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

acería

El uso de materiales metálicos alternos en la fabricación de acero en hornos de arco eléctrico ArcelorMittal Flat Carbón *Francisco López A, * Rubén Lule G., ° Raúl Torres G. **Saúl Aguilar A, **Dante Emir Hernández., **Germán López *Departamento de Ingeniería de Procesos Acería Eléctrica ° Director Acería Eléctrica y Colada Contínua ** Departamento de Operación Acería Eléctrica ArcelorMittal Lázaro Cárdenas Flat Carbon • Francisco J. Mujica No. 1-B Apartado Postal 60950 • Lázaro Cárdenas Michoacán, México

RESUMEN La variación y disponibilidad de metálicos en el mercado nacional, así como el fuerte incremento en el precio del gas natural (Insumo principal en los procesos de Reducción Directa) han promovido en ArcelorMittal Flat Products en los últimos dos años el consumo de Arrabio (costras, granulado y líquido), además de Hierro Briqueteado en Caliente (HBI), como materiales de hierro alternos para la fabricación de acero en los hornos de arco eléctrico. ArcelorMittal Flat Products produce aceros: Estructural, estampado profundo y extra profundo, aceros para tubería (API X) aplicación conducción gas amargo y aceros para herramientas, con un énfasis especial en los aceros para la industria automotriz. La mayoría de estos grados exigen estricto control en el contenido de residuales, razón por la cual desde 1994 se incrementó el porcentaje de ﬁerro esponja en la relación de la carga metálica hasta alcanzar 100% y esta tecnología ha resultado para nosotros la mejor opción para la producción de un acero limpio que cumpla por completo con los requerimientos de nuestros clientes. La carga metálica en ArcelorMittal Flat Products tradicionalmente ha sido 98% ﬁerro esponja y 2% chatarra, relación de carga que nos brinda los mejores resultados de productividad y calidad de nuestro producto por su bajo contenido de residuales. En esta presentación haremos una descripción sobre las prácticas operativas y resultados obtenidos con el uso de materiales de hierro alternos.

6 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

acería INTRODUCCION ArcelorMittal Flat Products, es una empresa siderúrgica localizada en el pacífico mexicano (específicamente en la Cd. de Lázaro Cárdenas Mich.) con una capacidad nominal para producir 1.2 millones de acero líquido por año por horno. El taller de acería eléctrica cuenta con cuatro hornos de arco eléctrico con una capacidad individual de 220 toneladas. Los hornos cuentan actualmente con transformadores de capacidad de 155 – 175 MVA’s y consumen electrodos de grafito de 711 mm (28”). Actualmente se cuenta con dos máquinas de colada continua de dos líneas cada una en las cuales se producen planchones con espesores de 200, 225 y 250 mm y anchos desde 960 – 1930 mm.

Concepto

Unidad DRI

Embarque HBI 1&3 OPCO

Embarque de HBI 2 COMSIGUA

FeT

9 1.07

92.0

91.9

Feo

86.40

85.2

86.4

Met

94.87

92.6

94.0

2.45

0.72

1.11

0.002

0.006

0.0028

0.023

0.079

0.075

Ganga

4.10

3.94

3.76

Briquetas de DRI

Antecedentes y desarrollo de los procesos. A principios del año 2001, el taller de acería eléctrica de ArcelorMittal Flat Products, experimentó graves problemas debido a la falta de metálicos por el fuerte aumento en el precio del gas natural así como por problemas de abastecimiento de este energético por parte de PEMEX. Se buscaron alternativas técnico-económicas para el abastecimiento de metálicos y se tomó la decisión de realizar pruebas utilizando diferentes materiales de hierro alternos para la fabricación de acero. Las experiencias obtenidas con cada uno de ellos se detallan a continuación.

Fierro esponja Imexsa

I.- Uso del Hierro Briqueteado en Caliente (HBI) La composición química del HBI recibido de los 3 embarques a prueba se muestra en la siguiente tabla:

7 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

acería El contenido de FeO en el HBI es de 8%, mientras que en el DRI producido por Imexsa es de 6.0%. Esta diferencia es muy importante de mencionar ya que inﬂuye directamente en el consumo de energía eléctrica. Estudios llevados a cabo en ArcelorMittal Flat Products indican que por cada 1% de variación en el grado de la metalización, el consumo de la energía eléctrica se incrementa o disminuye en 16 Kwh/TAL.

PRUEBAS UTILIZANDO HBI EN EL HORNO ELÉCTRICO Carga de HBI en el horno eléctrico

% Carbono Como se puede apreciar en la tabla el contenido de carbono en el HBI recibido es mucho menor en comparación con el %C en el DRI producido por Imexsa ( 2.45%)1. % Ganga El porcentaje de ganga en el HBI recibido en los tres embarques fue de 3.91%, un contenido menor que la ganga del DRI producido por ArcelorMittal Flat Products (4.10%). La ganga está compuesta principalmente por Sílice y Alúmina. %P y %S Como se muestra en la tabla, el porcentaje de % P en el HBI recibido es tres veces más alto en comparación con el DRI producido por Imexsa, mientras que el %S es similar.

www.siemens.com.mx

8 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

La carga de HBI en el horno eléctrico se realizó de acuerdo a las prácticas tradicionales, por alimentación contínua y por cesta de carga. Los resultados se muestran a continuación: Alimentación Contínua de HBI en el horno eléctrico (Operación utilizando 100% DRI/HBI) La adición de HBI se realizó junto con la alimentación con-

acería tínua de DRI en el horno eléctrico. En la mayoría de las coladas la relación de carga fue 50%DRI y 50%HBI. La velocidad de alimentación en ambos materiales fue de 4,500-5,000 kg/min (35-38 kg/Mw/min) a través de toda la colada.

Se tuvieron demoras durante la fusión al inicio de las pruebas, promovido por el alto %P en el HBI, por lo que hubo la necesidad de modiﬁcar la práctica de adición de fundentes incrementando la cantidad de cal siderúrgica para incrementar la basicidad binaria y promover la eliminación del fósforo. La siguiente ﬁgura muestra el comportamiento del %P en función del uso de cal siderúrgica, la cual fue necesario incrementar para conseguir los valores de %P requeridos por los grados en fabricación.

Uno de los equipos que sufrió daños fueron las boquillas de las lanzas supersónicas para la inyección de oxígeno debido a la altura de la carga, por lo que la inyección de oxígeno se retardó ya que la chatarra obstruía la carrera de penetración de la lanza, afectando con ello el consumo ﬁnal de oxígeno por colada. En la práctica normal utilizando 100% DRI la inyección de oxígeno se realiza desde el inicio de la colada lo cual acelera la velocidad de fusión.

Carga de HBI por cesta en el horno eléctrico La carga de HBI por cesta se realizó mezclando 30 tons. de HBI y 50 tons. de chatarra en la cesta de carga. No obstante de trabajar con un alto porcentaje de hot heel, se tuvieron problemas de radiación por el arco descubierto durante la penetración de la carga.

La carga máxima de DRI/HBI recomendado por colada cuando este material es cargado por cesta no debe de exceder del 30% del total de la carga metálica para evitar las adherencias en la pared del horno y por consecuencia las ebulliciones indeseables en el baño metálico.

9 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

acería RESULTADOS En la siguiente tabla se muestran los resultados obtenidos utilizando 100% DRI, 100%DRI/HBI, and DRI/HBI/Scrap. Fe c h a

T ie m p o T o n s . T o n s . T o n s . T o n s .

C o la d a s

C o n e c t. DRI

Scrap C o k e

Tons.

Kg s

C a l S id C a l D o l G r a f it o

Nm 3

M WH

K w h /T a l

A n a lis is Fin Fu s io n

O x ig e n o En e r g ia En e r g ia P

# OPPM

C A S O 1 : C O L A D A S P R O C ES A D A S C O N 1 0 0 % FIER R O ES P O N J A ( D IC IEM M BRE 2 0 0 0 ) P r om edio

773

5 9 .1

260

0 .0

0 .3

2 .4

1 0 .6

5 0 4 .9

5 ,8 6 2

1 2 3 .6

5 8 8 .5

0 .0 0 8 3

0 .0 0 4

0 .0 0 1 6

907

1 2 8 .5

6 1 1 .7

0 .0 1 0 1

0 .0 0 5

0 .0 0 1 2

1 ,0 5 0

6 5 6 .3

0 .0 0 8 2

0 .0 3 2

0 .0 0 1 4

955

C A S O 2 : C O L A D A S P R O C ES A D A S C O N ( FIER R O ES P O N J A + B R IQ U ET A D E D R I = 1 0 0 % ) P r om edio

5 9 .2

274

0 .0

1 .2

4 .5

9 .3

8 8 8 .0

6 ,4 0 7

C A S O 3 : C O L A D A S P R O C ES A D A S C O N M EZ C L A ( FIER R R O ES P O N J A + B R IQ U ET A + C H A T A R R A ) P r om edio

• • • •

6 9 .3

217

6 1 .9

1 .7

5 .3

8 .4

1 ,3 9 8 .3

5 ,4 5 3

1 3 7 .8

Incremento en el consumo de fundentes. Incremento en el consumo de graﬁto y coque debido al bajo contenido de carbono en las briquetas. El consumo de energía se incrementó en 23 Kwh/Tal debido principalmente a la diferencia en densidad y % metalización de las briquetas. Un incremento también en el nivel de oxidación (PPM[O2]) al ﬁnal de la fusión.

Uso de arrabio a granel, en costras y líquido en el horno eléctrico INTRODUCCIÓN Debido a la falta de metálicos en el 2002, se realizaron pruebas en los hornos de arco eléctricos cargando arrabio granulado, en costras y líquido. La carga del arrabio a granel o en costra en el horno eléctrico se preﬁere en tamaños pequeños los cuales se funden junto con la chatarra.

10 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

Carga de Arrabio a granel en el horno eléctrico. El arrabio a granel se cargó en las tolvas de DRI para ser alimentado juntos por alimentación contínua. Se tuvo un cuidado especial con su alimentación ya que la composición química del arrabio por su alto %C se debe de dosiﬁcar a través de toda la colada para evitar altos contenidos de Carbono en el baño metálico que dieran origen a una reacción. La eliminación del Carbono con oxígeno generó grandes cantidades de calor pero también fue necesario

acería aumentar el tiempo de la inyección de oxígeno en la colada, debido a que existen límites prácticos sobre la velocidad a la cual el oxígeno puede ser inyectado dentro del baño metálico. Pérdidas metálicas muy altas están asociadas con el incremento de la cantidad de escoria generada y como resultado de lo anterior, el costo total del equivalente de la energía suministrada por la oxidación del silicio puede ser muy alta. Cuando el arrabio frío es adicionado por alimentación contínua, la inyección de oxígeno debe ser balanceada de acuerdo a la velocidad de alimentación del arrabio para mantener la generación de CO bajo control durante toda la colada.

Diseñando y fabricando partes por más de 19 años, actualmente exportando más del 60% de nuestra producción a E.U.A., Canadá, El Caribe, Centro y Sudamérica. Sirviendo a la Industria del Acero con: Componentes enfriados por agua.

Típicamente aunque el arrabio no contiene ganga, sí contiene silicio y manganeso, los cuales son oxidados y forman parte de la escoria. Aunque la oxidación de estos elementos provee energía al proceso, los compuestos resultantes afectarán la composición química de la escoria y requerirán la adición extra de fundentes que incrementarán los requerimientos de energía y el costo de la operación. Uso de arrabio líquido en el EAF

Plantas de Tratamiento de Agua (con la tecnología de Ravagnan, SpA, líder europeo en este campo

Sirviendo a la Industria Química y Petroquímica con Intercambiadores de Calor, Tanques a Presión, Columnas, Torres y Tapas Formadas en frío.

El arrabio líquido es benéﬁco para incrementar la productividad del horno y bajar los tiempos tap to tap cuando se cuenta con instalaciones adecuadas para este ﬁn. Aunque hay restricciones en cuanto a la cantidad de arrabio líquido que puede ser cargado al horno eléctrico. Generalmente, la capacidad de inyección de oxígeno limitará la cantidad de arrabio líquido sin que los tiempos tap to tap se vean afectados. En Imexsa éste fue el principal problema al que nos enfrentamos ya que el tiempo tap to tap se incrementó fuertemente. Al utilizar grandes cantidades de arrabio líquido se puede bajar el consumo de energía eléctrica en más de 150 kwh/ tons. Típicamente el uso de arrabio líquido va de 10 a 50% de la carga. Ir mas allá del uso de arrabio líquido de este punto generalmente dará como resultado un incremento en el tiempo tap to tap. La carga de arrabio líquido en el horno eléctrico suena como una simple práctica de fusión, aunque en la realidad es muy compleja.

Certificaciones • Estampas: “U”, “S” y “R”. • ISO - 9001-2000 Para la Industria en General: Recuperadores de calor, economizadores y enfriadores de aire.

Nuestra Política de Calidad

La satisfacción de nuestros clientes es nuestra mayor prioridad Para más información:

Melter S.A. de C.V. Tel. +(52-81) 8369-3534 Fax: +(52-81)8369-3531 Email: sales@melter.com.mx www.melter.com.mx 11 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

acería Una de las condiciones fue que el hot heel debe de estar completamente calmado para evitar una reacción violenta. La carga del líquido debe ser lenta para evitar fuertes reacciones por la formación excesiva del CO debido al alto %C en el arrabio. En este momento se tiene la expulsión de escoria por la puerta de trabajo perdiéndose parte de la carga metálica afectando con ello el rendimiento metálico. Por otra parte la grúa de vaciado tiene un tiempo de exposición mayor a las altas temperaturas y puede ver afectado

su desempeño por daños en los equipos auxiliares. RESULTADOS Haciendo una comparación de resultados analizando coladas procesadas con 100% ﬁerro esponja y arrabio granulado y coladas con arrabio líquido, éstos se muestran en la siguiente tabla:

Mettallics

Power on Min/Heat

Tap-Tap Min/Heat

DRI Tons.

Liquid Pig Iron

PELLET Tons.

Fluxes Tons.

100% DRI

60.6

258.4

0.0

0.2

13.9

23.2

585.6

38.6

Liq. Pig Iron

56.5

123

203.7

57.2

1.2

15.0

25.8

504.0

39.9

Beneﬁcios con el uso de arrabio líquido • Menor tiempo de conexión del horno (7.1%) • Menor consumo de energía eléctrica (14%) • Una opción más de metálicos para nuestro proceso Desventajas con el uso de arrabio líquido • Mayor tiempo de vaciado a vaciado (38%), 7-8 minutos por carga de DRI y Cal para calmar el remanente de acero + 3-4 minutos por movimientos de bóveda y chute de alimentación + 5-6 minutos por carga de arrabio liquido, todo esto suman aproximadamente 20 minutos) Además frecuentemente el horno suspende operación para decarburar por tener alto %C. • Hace necesario el consumo de Pellet para incrementar la capacidad de desoxidación durante el proceso. • Incremento en el consumo de fundentes (7%) • Mayor generación de FeO (40-44%) lo cual afecta el rendimiento metálico Consumo excesivo de refractarios: a).- Los pisos y bancos de los hornos se dañan con mucha facilidad. b).- Las deltas sufren un desgaste excesivo por radiación y tienen que ser cambiadas con frecuencia. La vida útil de la delta ha disminuido de 270 coladas a 150 coladas. c).- Los electrodos del faldón sufren un desgaste excesivo por una mayor erosión debido al alto porcentaje del FeO de la escoria. d).- Reparación y goneos frecuentes por hornos dañados • Reacciones violentas por alto %C, fuertes derrames de escoria. Entre otras.

Oxygen Energy Nm3/Tls Kwh/Tls

FeO %

2.- El control del fósforo en el HBI es muy importante debido a que inﬂuye directamente en el consumo de la energía eléctrica debido a un mayor consumo de fundentes. 3.- El consumo de HBI por alimentación contínua es el mejor método para su alimentación al horno eléctrico. 4.- Se debe de asegurar la disponibilidad de oxígeno en el taller previo a la carga del arrabio para evitar altos %C que den lugar a demoras y a condiciones de riesgo indeseables. 5.- La adición de arrabio a granel por alimentación contínua es el mejor método de carga en el horno eléctrico. Las cantidades y velocidades de alimentación dependerán principalmente de la capacidad de inyección de oxígeno. Al igual que con el HBI, si el arrabio se carga por cesta su porcentaje no debe ser mayor al 30% del total de la carga metálica para evitar la formación de adherencias en las paredes del horno. 6.- La adición de arrabio líquido en el horno eléctrico si no se cuenta con las instalaciones apropiadas ofrece desventajas con respecto de la práctica normal, no obstante la disminución en el consumo eléctrico. Con la carga del arrabio líquido se generaron, altos tiempos de tap to tap, bajo rendimiento metálico y daños frecuentes en los equipos del horno y auxiliares, así como una mayor contaminación ambiental. REFERENCIAS

CONCLUSIONES 1.- El conocimiento de la composición química del HBI previo a su carga en el horno eléctrico es muy importante para promover una fusión segura y que brinde los mejores resultados técnico-económicos. El HBI es un material de hierro alterno conﬁable para la producción de acero. 12 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

1.- Ruben Lule, Francisco Lopez , Raul Torres G “ Experiences in Imexsa Applying HBI in the EAF in Imexsa” XXII Symposium of Metallurgy November 2001, Morelia, Mich. Mexico,. 4.- R. Lule, Francisco López “Resultados Operativos sobre el uso de Arrabio Liquido en los Hornos de Arco Eléctrico en Imexsa” Reporte Interno Abril del 2002.

aist

La AIST México

presente de nuevo en el principal

evento anual

de la AIST de los EUA

Por: Miguel Angel Muñoz Ramírez. En las recientes ediciones del principal evento anual de la AIST de los Estados Unidos de América se ha convertido en tradición el contar con la presencia de un espacio asignado al Capítulo México y este año no fue la excepción en la AISTech 2009. La cita era en el “America’s Center” de la Ciudad de Saint Louis, Missouri en el cual se estuvo del 3 al 6 de Mayo de este año y para lo cual se preparó un booth que complementaba a los 401 expositores registrados relacionados con la industria del hierro y del acero. De las secciones extranje-

ras, el Capítulo México es el único al que la AIST de los EUA le ha destinado un área en este importante evento en varias de sus ediciones. Las principales misiones en ese momento eran publicitar el Cuarto Congreso y Exposición de la Industria del Acero, CONAC 2009 así como la revista “Hierro y Acero” por lo que se entregó información impresa a los asistentes interesados y se repartió además a una gran mayoría de stands del área de exhibición. El interés mostrado por las actividades de la sección mexicana fue notorio y de un nivel acepta13 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

aist ble logrando establecer contacto para mantener comunicación con representantes de empresas interesadas en colaborar de alguna forma con la AIST México. Una importante actividad adicional a la atención en el booth fue el participar la tarde del martes 5 de Mayo en la reunión de representantes de capítulos de la AIST en la cual se mostraron datos interesantes sobre la participación de los capítulos de la asociación, entre ellos los extranjeros, como el correspondiente a México. Directamente de la AIST de los EUA durante esta junta se hizo mención del Congreso y de la Revista producidos por la sección de México. Además se atendieron eventos oﬁciales de AISTech 2009 como el “President’s Award Breakfast” la mañana del martes 5 de Mayo que incluyó la Conferencia titulada “Back to the Future” impartida por John J. Ferriola (Nucor Corp.) mientras que la noche de ese mismo día se acudió al denominado “President’s Welcome Re-

14 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

ception and Dinner” con la singular característica de estar celebrando la ocasión en el mismo sitio en el que en el año 1919 en el entonces “Statler Hotel” se llevaba a cabo la 13ª Convención Anual de la Association of Iron and Steel Electrical Engineers ( AISEE ), un antecesor de la actual AIST. En la actualidad el salón sede es una sección del “Renaissance St. Louis Grand & Suites Hotel”. El próximo evento anual AISTech se efectuará del 3 al 6 de Mayo del año 2010 en el “David L. Lawrence Convention Center” de la ciudad norteamericana de Pittsburgh, PA. (http://www.aist.org/aistech/ ) La presencia oﬁcial de la AIST México en las actividades de eventos institucionales como AISTech y la cual es recibida y tratada con grandes distinciones dignas de agradecimiento, es producto de la constante colaboración mutua entre la AIST de los EUA y la AIST Capítulo México.

15 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

aist

Estimados miembros, colaboradores y amigos de la AIST Capítulo México A.C. Agradeciendo el apoyo y la atención que hemos recibido de su parte, para el CONAC 2009, nos permitimos informarles, que debido a la situación económica actual que afecta en gran medida a la industria del Acero, nos vemos en la necesidad de posponer el Cuarto Congreso y Exposición de la Industria del Acero programado para llevarse a cabo del 4 al 6 de Octubre, 2009. Esperamos contar con su comprensión y participación en el CONAC 2010 que se llevará a cabo del 3 al 5 de octubre del 2010.

16 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

Un agradecimiento especial para los expositores que mantuvieron reservado su Stand: Ami GE, Heraeus Electro-Nite Mexicana, BRC Internacional, ESW, Bloom Engineering Co, Loi Inc., Fedmet Refractories, Productos Rolmex, Melter, Lechler y Metaloides. Para el envío de resúmenes de ponencia e información sobre la exposición los invitamos a visitar la página de la AIST México: www.aistmexico.org.mx Atentamente Mesa Directiva AIST México.

canacero

CANACERO

impulsa Consejo el

empresarial

de Seguridaden el

Transporte

• Insta a organismos privados a sumarse a la iniciativa ante el aumento de asaltos • ANTP y la CAINTRA acogen la iniciativa y comprometen su participación Octavio Rangel Frausto, director general de la Cámara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero (CANACERO), invitó a organismos privados a sumarse a la creación del Consejo Empresarial de Seguridad en el Transporte, durante el IX Foro Nacional de Transporte de Mercancías, organizado en Acapulco, Guerrero, por la Asociación Nacional de Transporte Privado (ANTP) del 17 al 20 de junio. 17 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

canacero Durante el panel “Seguridad: costos de la inseguridad para la logística. Estrategias para enfrentarlos”, el directivo aﬁrmó que la información es la base para establecer cualquier estrategia en el tema, por lo que propuso trabajar de manera conjunta en un banco nacional de información que contenga la incidencia de robos de los diferentes sectores industriales, mismo que al estar avalado y reconocido por la autoridad, retroalimente a los sistemas de información del gobierno Federal. Este trabajo, dijo, no solamente debe limitarse a la recopilación de información, sino que debe estar acompañado de un análisis profundo que detecte con precisión la problemática de cada sector, para desarrollar estrategias precisas de disminución de incidencia delictiva. El trabajo requiere de seguimiento puntual por parte de todos los involucrados, por ello la relevancia del Consejo Empresarial de Seguridad en el Transporte, que vinculará la actividad que desarrolla cada uno de los sectores industriales para abatir los costos de la inseguridad para la logística. Las propuestas de la CANACERO fueron acogidas por los asistentes y de manera especíﬁca, por el vicepresidente de la ANTP, Alex Thiessen Long, quien comprometió el apoyo de este organismo y de la Cámara de la Industria de la Transformación (CAINTRA) Nuevo León, en la que funge como presidente de la Comisión de Transporte. En el panel de seguridad participaron también Jorge Licón Ávila, director general de Transporte Ferroviario y Multimodal, de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes; José Guillermo Zozaya Delano, presidente de Kansas City Southern de México; Bernardo Mercado Deverdun, director de Operaciones de Agencias Grupo CSAV; Raúl Monroy Reus, director general de Transportes Monroy Schiavon y como moderador, Guillermo Maynez Gil, director de Relaciones Institucionales de Grupo LALA.

El sector siderúrgico ha sido severamente afectado por el robo de productos de acero. El problema se ha incrementado en los últimos años, causando graves pérdidas para la industria nacional, situación que impacta por la pérdida de producto, pero también por la grave distorsión en el mercado del acero. La red comercial se enfrenta a un mercado negro con el que no puede competir; las primas de las compañías aseguradoras se incrementan considerablemente e incluso, existen productos a los que evalúan cubrir. Otra situación que ejempliﬁca la problemática es la que se presenta en el transporte: en un principio solamente se sufría el robo del material, pero ahora se roban el material, la plataforma, el tracto-camión y, en lamentables ocasiones, se ha llegado a lastimar a los operadores. Al cierre de 2008, los robos de productos siderúrgicos fueron por más de 12,500 toneladas, lo que representó un aumento del 250% en la incidencia de ilícitos. Con la implantación del Programa de abatimiento de robos, dirigido en principio a dos productos: varilla y alambrón, durante 2005 y 2006 se lograron resultados satisfactorios al reducir en 70% los incidentes, por lo que a ﬁnales de ese último año, la cobertura se amplió a todos los productos del sector.

Problemática en la industria del acero

Índice de robos por año y empresa afectada

Esta nueva cobertura arrojó nuevos datos: se detectaron nuevas formas de operación delictiva, nuevos lugares y más empresas afectadas. Por ejemplo, Nuevo León, en donde en 2006 no se tenía un solo registro de robos, en 2008 esa entidad ocupa el primer lugar de robos a nivel nacional, concentrando el 20% de todos los robos ocurridos en el país. Esto quiere decir que uno de cada cinco robos de camiones con productos de acero durante el año pasado, sucedió en Nuevo León. 18 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

canacero

Estrategias para abatir el robo de productos siderúrgicos La estructura del Programa de abatimiento de robos está basada en desarrollar e implantar acciones de tipo preventivo, disuasivo y correctivo. Las primeras dos, preventivas y disuasivas, son parte de la estrategia de las empresas del sector siderúrgico, mientras que las correctivas se trabajan con las autoridades. El programa está cimentado en 5 frentes: 1

El banco de información, que está conformado con datos especíﬁcos de los ilícitos, tales como: empresas perjudicadas, número de robos, estados con mayor incidencia, tonelaje, líneas transportistas afectadas, operadores asaltados, clase de material, calibres, modus operandi, fecha y hora en que sucedió el hecho, entre otros.

Nacional de Distribuidores de Acero (CONADIAC), en el rastreo de aquellos locales comerciales que fomenten el mercado negro del acero con la compra y venta del material robado. 4 Medidas preventivas en el transporte. Se han ejecutado diversas acciones, entre las que destacan: el rastreo satelital, viajes en convoy, promover que los operadores del transporte cuenten al menos con una herramienta que permita comunicarse en cualquier momento, distribución de dípticos con recomendaciones preventivas para operadores, donde se difunde el uso de la línea 01800 CANACERO, entre otras. 5 Trabajo conjunto con otras cámaras industriales y comerciales. CANACERO trabaja de manera conjunta con instituciones como la ANTP, la CONCAMIN, la CANACAR y con la CONADIAC en el intercambio de información y propuestas. El trabajo realizado ha reportado respuestas favorables.

Este banco ha sido el motor generador de acciones estratégicas, ya que a través del análisis y manejo de toda la información, se ha podido dirigir con precisión la acción y ha otorgado argumentos sólidos para trabajar con las autoridades. 2

Coordinación con autoridades de justicia de los Estados. Se han generado acciones para establecer vínculos de colaboración y trabajo con las autoridades estatales, en especial con los procuradores generales de Justicia y los secretarios de Seguridad Pública de cada una de las demarcaciones, entre las que destacan el Distrito Federal, el Estado de México, Puebla, Jalisco y Nuevo León.

Con algunas de estas entidades se celebraron convenios de colaboración, quedando establecidas acciones como las siguientes: • • • • • •

•

Reuniones continuas Cruce de información Desarrollo de estrategias Centralización de las averiguaciones previas Números telefónicos de respuesta inmediata Capacitación en materia de identiﬁcación de productos de acero, dirigidos a los grupos operativos de algunas Procuradurías. Operativos especíﬁcos de revisión para la detección de camiones que hayan sido robados

3 Investigación en redes comerciales y usuarios ﬁnales. Existe una estrecha colaboración con la Confederación

Quaker Chemical, the pioneer in synthetic fire-resistant hydraulic fluids, is proud to announce that Quintolubric® fluids* meet the new, more stringent, Factory Mutual Global standard for “Approved”fire-resistance. Not only do the Quintolubric fluids meet the new standard, they retain the unsurpassed lubricity, biodegradability and non-toxic, non-hazardous features that assure you first-in-class performance and safety.

www.quintolubric.com 800-563-5843 * Quintolubric 888-46, 888-68, 822-450, 888-68-FM and 855

Tel. (81) 8158 7100 email: ventasmx@quakerchem.com

19 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

canacero

nombramientos en la

CANACERO

El pasado 15 de junio, durante la reunión de Consejo de la Cámara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero (CANACERO), PS Venkataramanan, presidente del organismo, dio a conocer los siguientes nombramientos: Comisiones y Grupos de Trabajo de la CANACERO Comisión de Competitividad (recién creada) C. P. Arcadio Herrera Alayola, ArcelorMittal Comisión de Energéticos C. P. Luis Alberto Acevedo Romano, ArcelorMittal Sustituye a Lic. Francisco Quiroga Fernández, ArcelorMittal

Grupo Técnico de Varilla (antes Comisión de Varilla) Lic. Guillermo Rey Arslangul, Sicartsa Comercial Sustituye a Ing. Roberto Márquez Hiriart, Villacero Grupo Técnico de Tubería (antes Consejo Coordinador de Tubos Mayores) Ing. Rodrigo Sánchez Espinoza, Tubesa

Comisión de Enlace Legislativo Lic. Jesús Flores Ayala, TenarisTamsa Sustituye a C. P. Arcadio Herrera Alayola, ArcelorMittal

Sin cambios:

Comisión de Finanzas C. P. José Antonio Furber Cano, DEACERO Sustituye a C. P. Ignacio Treviño Camelo, Villacero

Grupo de Chatarra Lic. Francisco Díaz Casañas, DEACERO

Comisión de Logística (antes de Transporte) Ing. Fernando Villanueva Cuéllar, DEACERO Sustituye a Ing. Roberto Márquez Hiriart, Villacero Comisión de Promoción del Acero y Desarrollo de Mercados Ing. Octavio Álvarez Valadez, Gerdau Corsa Comisión de Seguridad en el Transporte (antes Programa de Abatimiento de Robos) Ing. Roberto Márquez Hiriart, Villacero

20 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

Comisión de Aduanas Lic. Juan Castillo Ramírez, AHMSA

Comisión de Comercio Exterior Dr. Rafael R. Rubio Pérez, Ternium Comisión de Compras de Gobierno C.P. Rafael Urquiza y Rodríguez Vigil, TenarisTamsa COTENNIS M. en C. Marco Maussan Flota, Gerdau Sidertul Comisión de Desarrollo Sustentable Ing. Lorenzo González Merla, AHMSA Comisión de Planeación Ing. Juan Carlos Villarreal Cantú, Villacero Comisión de Tecnología Ing. Ricardo Viramontes Brown, Ternium

semblanza

ArcelorMittal México, una historia de éxito

El principal productor de acero llegó a México en 1992; el paso que la empresa dio en el país fue fundamental A principios de los noventas, México llevó a cabo una serie de privatizaciones, en la cual el sector siderúrgico no fue la excepción. Entonces, un empresario llamado Lakshmi Mittal se mostraba optimista por tomar el control de una planta de productos planos en Ciudad Lázaro Cárdenas, Michoacán. Mittal ya había sorprendido con la compra de una planta en Trinidad y Tobago, en la cual opacó las ofertas de empresas más grandes y consolidadas: Así empezaba a delinear el perﬁl del que años más tarde se convertiría en el primer productor siderúrgico global. “Él (Mittal) cuando llegó a Trinidad y Tobago superó las ofertas de empresas de Alemania y de Canadá más conocidas. Años después fue incluso motivo de burlas cuando anunció que buscaba adquirir Arcelor, que era un ícono industrial de Europa”, recuerda P.S. Venkataramanan, Presidente Ejecutivo de ArcelorMittal México. “Entonces el Sr. Mittal se dio cuenta de lo fragmentado que estaba el sector siderúrgico, visualizó como sería posible lograr su consolidación y, ﬁnalmente, lo logró”, añadió Venkataramanan. Para lograr esa consolidación, el paso que dio Lakshmi Mittal en México en 1992 se convertiría en una decisión fundamental en la construcción de una empresa que 15 años después lograría tener el 10% de la producción mundial de acero, ya bajo el nombre de ArcelorMittal. 21 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

semblanza Revolución de procesos Al ser adquirida Sibalsa los cambios llegaron inmediatamente. Luego vinieron más compras en otros países y sería hasta 2006 cuando finalmente adquirió la planta hermana de productos largos llamada Sicartsa, la cual ya había sido privatizada. Ésa era una oportunidad inmejorable para tomar control de todo el complejo siderúrgico de Lázaro Cárdenas, el cual cuenta con una operación integrada y en un lugar privilegiado. Las dos plantas vecinas, minas, puerto con salida al Océano Pacífico, acceso al sistema ferroviario mexicano, cercanía terrestre y marítima a la mayor economía del mundo, y sobre todo, en un país con un elevado potencial de crecimiento. “Al estar en Lázaro Cárdenas es inevitable pensar en el mercado de Estados Unidos. Pero cuando uno ve con detalle todo el panorama, y se da cuenta del potencial del mercado mexicano, nos damos cuenta de lo mucho que hay por hacer en México”, comenta por su parte Bill Chisholm, nuevo Director General de ArcelorMittal México. Crecimiento llama… crecimiento Lograr cambios radicales en la producción no es algo nuevo para ArcelorMittal. Sibalsa producía 500,000 toneladas anuales y en sólo ocho años se elevó a 4 millones de toneladas. La misma receta se repitió con Sicartsa, la cual había estado inactiva por casi cinco meses; allí también llegó un cambio notorio que llevó a la empresa a sumar una capacidad instalada de casi 7 millones de toneladas de acero crudo. Fuertes inversiones en minería seguirían en los proyectos de ArcelorMittal en México, la más importante de ellas se inauguró en 2008 en el estado de Sonora, donde un proceso de extracción, procesamiento y embarque de mineral de hierro se puso en marcha, demostrando así la intención de la empresa de lograr la necesaria autosuficiencia en el suministro de mineral de hierro. Hoy, ArcelorMittal México no sólo es Lázaro Cárdenas, donde se concentra la mayoría de sus actividades productivas. La empresa tiene presencia industrial en Celaya, Guanajuato; Tultitlán, Estado de México; Córdoba, Veracruz, además de controlar las operaciones de la planta de Vinton, Texas, en territorio estadounidense. Asimismo, su impacto en la actividad industrial del país es notable. ArcelorMittal México es el principal consumidor privado de gas natural y de energía eléctrica en el país, razón por la cual la empresa firmó un contrato de compra de energía eólica. ¿Cuál es el siguiente paso?, crecer en términos de producción y en la oferta de productos especializados, cuya demanda irá en aumento. 22 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

Allí estarán destinados los 600 millones de dólares que fueron anunciados el año pasado para ser invertidos en una nueva planta de perﬁles especiales (productos MBQ y SBQ), proyecto que ahora está en un proceso de revisión, esperando que los mercados se estabilicen. PASO A PASO

1976

Inicia operaciones la Siderúrgica Lázaro Cárdenas Las Truchas con la planta Sicartsa I (productos Largos).

En el mismo complejo nace Sibalsa, también conocida como Sicartsa II (productos Planos).

1991

Sicartsa I es privatizada. El Gobierno Mexicano decide vender por partes la empresa.

Sibalsa es adquirida por Lakshmi Mittal. Es renombrada como Ispat Mexicana, formando parte de Ispat Internacional.

2005

1992

Ispat Internacional es transformada en Mittal Steel. Nace Mittal Steel Lázaro Cárdenas.

Se da la fusión entre Mittal Steel y Grupo Arcelor, con lo cual nace ArcelorMittal. Se ﬁrma el acuerdo de compra de Sicartsa I (que había sido privatizada años atrás).

2007

1988

2006

La nueva ﬁrma global adquiere Sicartsa I; todo el complejo siderúrgico de Lázaro Cárdenas queda nuevamente integrado bajo una misma dirección.

semblanza

Lo que hoy conocemos como ArcelorMittal México tiene una historia que se remonta 32 años, cuando el Gobierno Mexicano abrió la primera planta de lo que sería un enorme complejo siderúrgico en el estado de Michoacán. Donde estamos en México Si bien el complejo de Lázaro Cárdenas es la parte medular de la presencia en México, ArcelorMittal cuenta con diferentes operaciones industriales, y no sólo en territorio nacional. Plantas Lázaro Cárdenas, Michoacán Celaya, Guanajuato Tultitlán, Estado de México Córdoba, Veracruz Vinton, Texas (EEUU)

Planos y largos Largos Largos. Largos Largos.

Minas En Sonora el Grupo cuenta con un proceso de extracción, procesamiento y embarque de mineral de hierro que fue inaugurado en 2008, que abarca las comunidades de Cedros, Cd. Obregón y Guaymas. Además tiene minas en: Peña colorada. Colima. Aquila. Michoacán. Miriam y Faraón. Michoacán. Las Truchas. Michoacán. Puertos Guaymas. Sonora. Lázaro Cárdenas. Michoacán.

23 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación

Modelación de fenómenos

metalúrgicos en laminación en caliente de acero P. Zambrano1, M.P. Guerrero-Mata1, M.I. Gómez de la Fuente2, A. Artigas3, A. Monsalve3 y R. Colás1 1 Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León, 66451 San Nicolás de los Garza, N.L. México. pzambran@ﬁme.uanl.mx, mguerre@ﬁme.uanl.mx, rcolas@mail.uanl.m 2 Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Nuevo León, 66451 San Nicolás de los Garza, N.L. México. idaliagomez@hotmail.com 3 Facultad de Ingeniería, Universidad de Santiago de Chile, Casilla 10233, Santiago, Chile. aartigas@usach.cl, amonsalv@usach.cl

Resumen

La modelación del proceso de laminación en caliente de acero incorpora fenómenos metalúrgicos como son la restauración de la estructura deformada, la trasformación de fase y el crecimiento de la capa de óxido sobre la superﬁcie del acero. Se reconoce el efecto de la composición química sobre la transformación de fase y la restauración, sin embargo se considera que el crecimiento del óxido no es afectado por la presencia de elementos aleantes en el acero y es común que se maneje a la costra de óxido como una barrera térmica y que se supongan condiciones de fricción adhesivas en el entrehierro. Observaciones indican que elementos como el silicio y el manganeso, más susceptibles a oxidarse que el hierro, afectan la cinética de crecimiento, la adhesión y el comportamiento de la costra al ser deformada. En este trabajo se presenta la forma en que diversos fenómenos metalúrgicos y de superﬁcie se modelan y se utilizan para simular el proceso de laminación en caliente.

Abstract

Modelling of hot rolling of steel strip involves metallurgical phenomena such as restoration of deformed structures, transformation to ferrite and growth of the oxide layer on top of the steel strip. The effect of composition is taken into account when restoration and phase transformation is considered, whereas it is assumed that the chemical composition of the steel substrate does not affect the oxide crust, being common place to consider the oxide just as a thermal barrier and to assume sticking conditions within the roll-gap. Observations indicate that elements such as silicon and manganese, more susceptible to oxidize than iron, affect the growth kinetics, adhesion and the behaviour during deformation of the oxide layer. This work deals with the way used to model various superﬁcial and metallurgical phenomena, and how this knowledge is used to simulate hot rolling of steel strip.

Keywords: Rolling, steel, modelling, restoration, oxidation. Palabras clave: Laminación, acero, modelación, restauración, oxidación.

24 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación Introducción La modelación matemática de procesos de manufactura ha pasado en las últimas décadas de ser una mera curiosidad científica a una poderosa herramienta apta para el diseño y análisis de productos y procesos. La incorporación de diversos métodos y técnicas de modelación suplanta cada vez más a la forma tradicional de prueba y error para determinar tanto las condiciones críticas como los intervalos de variación de parámetros y variables de proceso. Los modelos ofrecen la ventaja adicional de que pueden ser utilizados para analizar la dependencia funcional entre los diversos parámetros que intervienen en procesos complejos. El esfuerzo para predecir la evolución térmica y microestructural durante la laminación en caliente se basan en suposiciones que simplifican su complejidad [1-12]. Los primeros intentos se concentraron en describir los fenómenos de transferencia de calor que se presentan durante el proceso [1,2], en tanto que los más recientes incorporan cambios en microestructura asociados a la historia térmica y mecánica del material [3-12]. Estas relaciones permiten predecir la resistencia del material en las condiciones de trabajo y, a partir de una teoría de laminación, es posible calcular las fuerzas de laminación y la potencia requerida para deformarlo. Una de las principales suposiciones en el proceso de laminación en caliente de acero es la de que la fricción en el entrehierro es adhesiva [1-12], sin embargo, observaciones realizadas en instalaciones de última generación parecen indicar que las condiciones cambian a deslizantes [13,14], lo que se traduce en la reducción de las fuerzas esperadas durante laminación [14]. La capa de óxido de los aceros crece conforme el hierro difunde desde el substrado para reaccionar con el oxígeno de la superficie. La capa está formada por tres especies (FeO, Fe3O4 y Fe2O3) cuando la temperatura se encuentra por encima de 570°C [15,16]. La wustita, FeO, se transforma en hierro y magnetita, Fe3O4, por debajo de esta temperatura siguiendo la cinética de una reacción eutectoide. Se acepta que la capa de óxido en el intervalo de interés para laminación en caliente, 900 a 1200°C, está formada mayoritariamente por wustita (alrededor del 90%); la hematita, Fe2O3, constituye solamente un 1%[17-21]. El crecimiento del óxido se supone que sigue un comportamiento parabólico[19-26]:

eox= kct0.5

(1)

donde eox es el espesor de la capa de óxido al tiempo t, kc es un coeﬁciente que depende de temperatura, Fig. 1. El objetivo del presente trabajo es presentar la modelación de diversos fenómenos metalúrgicos que intervienen en el proceso de laminación en caliente de diversos tipos de

acero y los resultados al ser incorporados en la simulación del proceso. Uno de los fenómenos menos entendidos es la oxidación de la superﬁcie del acero, que parece depender de las condiciones de proceso y del tipo de acero deformado. Es importante determinar la cinética de oxidación por el fuerte efecto que ejerce sobre la tasa de transferencia de calor y las condiciones de fricción que se presentan en el entrehierro.

Figura 1. Variación de kc con la temperatura [18,20-26].

Modelación El modelo a ser discutido se desarrolló en base a la formulación explícita del método de diferencias finitas para calcular la conducción de calor dentro de la sección transversal de la cinta de acero deformada en dos trenes industriales[2,4,9,12]. El modelo toma en cuenta los cambios en las condiciones a la frontera como son las de radiación y convección al medio ambiente, convección forzada y ebullición del agua utilizada para controlar la temperatura de la cinta y en el descascarado o desescamado del acero, así como conducción a los cilíndros o rodillos de trabajo[11]. Es conveniente mencionar que estos mecanismos se llevan a cabo a través de una capa de óxido. La sección transversal de la pieza se dividió en celdas de igual tamaño para aproximar las ecuaciones de conducción. El modelo aprovecha la simetría del proceso, por lo que los cálculos se efectúan sólo en un cuadrante al suponer igualdad de condiciones en las superficies laterales y entre la superior y la inferior. El crecimiento de la capa de óxido se calcula a partir de la temperatura de la superficie de la cinta utilizando coeficientes disponibles en la literatura [19,20]. Se supuso que la costra de óxido se deforma en el mismo grado que la cinta durante laminación [27], dado que la mayor proporción está constituida por wustita que se comporta en forma plástica a las temperaturas de proceso [28,29]. El flujo de calor a través de la capa de óxido (hox ) se calcula a partir de [3]:

25 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación k hox= ox (Tsm – Tox) eox

de óxido [11,12]. Cálculos del calentamiento de los rodillos de trabajo indican que éste depende de factores como son el tiempo de contacto con la cinta, posición de los cabezales de enfriamiento y velocidad de rotación [33]. Se llevaron a cabo pruebas en dos trenes contínuos de laminación en caliente conformados por seis estaciones o castillos de configuración cuarto (dos rodillos de trabajo y dos de apoyo). El primero de ellos es un tren convencional de segunda generación con una tabla de 1,040 mm de ancho y capacidad de producir un millón de toneladas por año [10,11]. El proceso parte de lingotes calentados en fosas que son reducidos en estaciones reversibles para obtener planchones de 27.9 mm de espesor que se alimentan al tren continuo. La segunda línea es denominada compacta o de planchón colada de delgada de 1340 mm de ancho y con una capacidad nominal superior a los dos millones de toneladas de acero por año [12,14]. En este caso el acero se cuela a planchones de 50 mm de espesor que se alimentan directamente a un horno túnel y de ahí a la línea de laminación. El óxido formado durante el calentamiento del planchón se remueve en una estación descascaradora con dos cabezales antes de introducir el acero al tren. Se cuenta con cabezales de agua a la salida de las estaciones para controlar la temperatura final de la cinta. Ambos trenes cuentan con celdas de carga para registrar las fuerzas de separación y con pirómetros que miden la temperatura de la cinta a la entrada y salida del tren y se toman muestras de las cintas en forma periódica para verificar la calidad de la cinta producida. Se utilizaron estas muestras para evaluar el tamaño de grano y la capa de óxido formada, Tabla I. Se tomaron los datos de proceso de las muestras identificadas como A a D en la Tabla I para validar el modelo, Tabla II.

(2)

donde kox es la conductividad térmica del óxido y Tsm y Tox son respectivamente las temperaturas en la superficie de la cinta metálica y en la del óxido. Se supone que la capacidad calorífica de la capa es nula y se asigna el valor de la conductividad de la wustita dado que modelos anteriores han demostrado que la diferencia entre calcular sólo una especie o las tres es prácticamente nula cuando se simulan las condiciones en un tren continuo y el tiempo de cómputo se acorta considerablemente [30]. El proceso de laminación en caliente, como otros que tienen lugar por encima de la mitad de la temperatura homóloga de fusión, involucra diversos aspectos de restauración. El material se endurece por deformación y se ablanda al eliminar defectos de índole puntual o lineal (recuperación) o por el barrido de una frontera de gran ángulo (recristalización), cuando lo permiten la temperatura, la deformación y el tiempo entre pases. La estructura producto de la deformación no es estable y puede recristalizar estáticamente entre pases y exhibir crecimiento de los granos una vez que la recristalización ha concluido. La descripción de las ecuaciones utilizadas y la forma en que los mecanismos se evalúan se encuentra en documentos previamente publicados[9,11,31]. Un aspecto importante para modelar los efectos de superficie es la oxidación de la superficie de los rodillos de trabajo. Observaciones en planta indican que este fenómeno se debe al ciclo térmico producto del contacto con la superficie de la cinta [32]. El calor extraído por los rodillos de trabajo se calcula suponiendo conducción a través de la capa

Tabla I. Espesor, ancho y composición química (% en peso) de las cintas estudiadas. Cinta

Espesor (mm)

Ancho (mm)

2.69

1,206

0.054

0.199

0.009

0.008

0.015

0.033

0.004

0.0043

1.92

1,206

0.050

0.199

0.010

0.007

0.015

0.031

0.006

0.0057

1.06

1,206

0.053

0.191

0.008

0.007

0.011

0.038

0.006

0.0062

2.18

906

0.064

0.804

0.007

0.006

0.033

0.023

0.0055

2.54

1.104

0.054

0.187

0.011

0.007

0.012

0.035

0.003

0.0047

2.54

954

0.065

0.970

0.071

0.005

0.015

0.030

0.002

0.0063

2.54

966

0.058

0.814

0.007

0.005

0.009

0.032

0.024

0.0059

2.54

906

0.060

0.500

0.009

0.005

0.600

0.195

0.002

0.0042

26 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación Tabla II. Resumen de los parámetros de laminación de las muestras A a D. Estación

Cinta A Espesor (mm)

24.34

13.52

7.16

4.76

3.45

2.69

Velocidad (m/sec)

0.6

1.1

2.0

3.2

4.4

5.8

Reducción (%)

51.3

44.5

47.0

33.5

27.5

22.0

Fuerza (MN)

17.54

14.71

16.81

10.22

8.35

7.80

Cinta B Espesor (mm)

19.47

10.46

5.54

3.54

2.49

1.92

Velocidad (m/sec)

0.8

1.4

2.7

4.4

6.3

8.3

Reducción (%)

61.1

46.3

47.0

36.1

29.7

22.9

Fuerza (MN)

19.72

15.48

16.26

10.96

10.16

9.36

Cinta C Espesor (mm)

16.94

7.41

3.32

1.95

1.36

1.06

Velocidad (m/sec)

0.7

1.5

3.4

6.0

9.0

12.0

Reducción (%)

61.1

57.7

53.6

41.3

30.3

22.1

Fuerza (MN)

22.92

20.40

21.64

12.92

11.35

10.55

Cinta D Espesor (mm)

23.04

11.92

5.79

3.66

2.64

2.18

Velocidad (m/sec)

0.6

1.1

2.3

3.7

5.3

6.6

Reducción (%)

53.9

48.3

51.4

36.8

27.9

17.4

Fuerza (MN)

20.22

18.77

20.48

12.07

9.86

9.11

Resultados

valores del tamaño de grano ferrítico son de 10, 9, 7.2 y 3.6 μm. En la Fig. 3 se aprecia la diferente morfología que se presenta en las diferentes capas de óxido. Las imágenes en esta ﬁgura se obtuvieron por electrones secundarios (ES) en un microscopio electrónico de barrido (MEB).

Figura 2. Imágenes de microscopía óptica de las muestras A a D.

En la Fig. 2 se muestran las imágenes de las microestructuras ﬁnales de los aceros A a D procesados siguiendo las secuencias indicadas en la Tabla II. Se aprecian estructuras ferríticas equiaxiales en todas las muestras, aunque la última de ellas (D) se aprecian estructuras aciculares. Los

Figura 3. Imágenes de MEB de las capas de óxidos de las muestras E a H.

27 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación primeros castillos. También se observa que la diferencia de temperatura entre centro y superﬁcie se reduce conforme el espesor de la cinta disminuye. La Fig. 5 muestra los cambios en el tamaño de grano para las mismas posiciones y cintas. La diferencia en la evolución microestructural entre el acero al carbono (B) y el microaleado (D) puede ser atribuida a la diferencia en la cinética de recristalización, Fig. 6. La correlación entre las mediciones de temperatura a la salida del tren y las predicciones del modelo se muestran en la Fig. 7.

Figura. 4. Evolución térmica calculada para las cintas identiﬁcadas como B y D.

En la Fig. 4 se presentan las curvas de temperatura contra distancia para las cintas identificadas por B y D en las Tablas I y II para los puntos indicados en el diagrama inserto. Las temperaturas registradas en planta con el pirómetro de salida se indican en ambos diagramas. Se aprecia como la superficie de la cinta se enfría bruscamente como resultado del agua de descascarado (las dos primeras caídas alrededor de los 10 m) y por el contacto con los rodillos de trabajo y los cabezales de flujo laminar a la salida de los dos

Figura 5. Evolución microestructural calculada para las cintas identiﬁcadas como B y D.

MUNDO DE

DIFERENCIAS

Siendo un proveedor líder de cilindros de hierro y acero por fundición centrifugada y estática y cilindros forjados de alta calidad, damos servicio a más de 200 clientes en 40 países. Innovar es una prioridad para BRC y nuestros clientes se benefician del embalaje reciclable de acero, del rastreo en línea de la producción y de nuestro nuevo sistema de iroll. Con un equipo de expertos Europeos y oficinas regionales estratégicamente localizadas alrededor del mundo, aseguramos el mejor soporte técnico de nuestra industria.

www.brchina.com En México: brchina@capsagpo.com +52 81 8357 2288

28 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

BRC

“Move Ahead With Us”

laminación

Figura. 6. Fracción recristalizada calculada para las cintas identiﬁcadas como B y D.

Figura 7. Correlación entre las temperaturas medidas (Tm) y las predichas (Tp) por el modelo a la salida del tren, se incluyen otras corridas no reportadas en este trabajo.

Se intentó registrar las temperaturas de la cinta en puntos cercanos a la mordida por medio de un registrador infrarrojo [34], sin embargo, al no poder obtener mediciones conﬁables, se decidió analizar el proceso en base a las temperaturas predichas por el modelo. La Fig. 8 muestra las curvas de ﬂuencia calculadas para los seis pases a que se

sometió cada lámina. Estas curvas se calcularon en base a los valores promedio de tamaño de grano y de temperatura a la entrada a los diversos castillos, ver Figs. 4 y 5, con un modelo que predice el endurecimiento por lo trabajado y la participación de fenómenos de restauración de índole dinámica y estática [35].

29 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación ratura y, aunque los datos del acero al carbono yacen sobre una banda de dispersión, se debe notar que la velocidad de deformación aumenta al reducirse el espesor, Tabla III. Las líneas punteadas indican las velocidades de deformación equivalente calculadas con una energía de activación de 288 kJ/mol K, calculada a partir de la composición del acero al carbono [35]. Los valores correspondientes al acero microaleado al Nb no se ajustan a estas curvas.

Figura 8. Curvas de ﬂuencia para las diversas cintas

Discusión El esfuerzo de deformación promedio en cada paso se puede calcular a partir de las fuerzas de laminación registradas durante la producción de la lámina suponiendo condiciones de fricción adhesiva en el entrehierro:

σr=

pox 1.15w LQp

Figura 9. Correlación entre σr y σm , los símbolos corresponden a las cuatro cintas estudiadas.

(3)

donde σ es el esfuerzo promedio, P la fuerza de laminación, w el ancho de la cinta, L la proyección del arco de contacto durante el paso y Qp un término de índole geométrica[36,37]. El esfuerzo promedio se puede calcular integrando las curvas de ﬂuencia de la Fig. 8. En este caso, el esfuerzo promedio (σm) se calcula como:

σm =

1 ε f −εo

∫

εf εo

σ dε

(4)

donde εo y εf corresponden a los valores equivalentes de deformación al inicio y fin de cada paso. Los valores de σr y σm, así como las temperaturas, velocidades de deformación y tamaño de grano promedio en cada paso se muestran en la Tabla III. En la Fig. 9 se muestra el buen acuerdo existente entre σr y σm para el acero al carbono, aunque éste no es el adecuado para el acero microaleado. La divergencia en los resultados se puede atribuir a que las curvas de fluencia de la Fig. 10 se calcularon suponiendo que el material tiene tiempo suficiente como para recristalizar y no acumular deformación[4,9,10,31,38,39] y, como se muestra en la Fig. 5, éste podría no ser el caso para el acero microaleado. La Fig. 10 muestra la dependencia de σr y σm con la temperatura y se aprecia como el esfuerzo, independientemente del método de cálculo usado, aumenta al reducir la tempe30 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

Figura 10. Variación de σr y σm con a la temperatura.

La Fig. 4 muestra claramente que el tamaño de grano tiende a disminuir conforme se reduce el espesor de la lámina de acero al carbono, lo que puede atribuirse al incremento en la tasa de nucleación de ferrita a partir de la austenita[40]. La micrografía correspondiente al acero microaleado (D en la Fig. 4) es evidencia de la efectividad del Nb para reducir el tamaño de grano, el mecanismo responsable de este fenómeno puede ser la reducción en la cinética de recristalización, que permite que el material acumule deformación y que el tamaño de grano austenítico se reﬁne, lo que aumenta la tasa de nucleación de ferrita. En la Fig. 10 se graﬁca la variación de los tamaños de grano de la austenita

laminación (dγ) y de la ferrita (dα) predicho por el modelo matemático y medido directamente de las muestras de acero al carbono en función del espesor de la cinta En dicho diagrama se aprecia que los tamaños de grano austenítico y ferrítico tienden a reﬁnarse conforme se reduce el espesor de la cinta, sin embargo, la reducción no sigue la misma relación, pues se aprecia como el cociente

Temperatura (C) Tamaño de grano (μm) ε(seg-1) σm(MPa) σr (MPa) Temperatura (C) Tamaño de grano (μm) ε(seg-1) σm(MPa) σr (MPa) Temperatura (C) Tamaño de grano (μm) ε(seg-1) σm(MPa) σr (MPa) Temperatura (C) Tamaño de grano (μm) ε(seg-1)

(dα/dγ) se incrementa, lo que implica que la tasa de nucleación de ferrita se incrementa conforme se reduce el espesor. Este comportamiento se puede atribuir al incremento en la deformación plástica, al aumentar la reducción, o a la mayor velocidad de enfriamiento que tiene lugar en la mesa de enfriamiento en las cintas más delgadas [41], sin embargo, no es claro cual es el mecanismo dominante.

Tabla III. Resumen de los parámetros calculados F1 F2 F3 F4 Cinta A 1041 1004 977 946 700 120 55 25 5.4 16.7 43.8 52.4 125 135 154 160 128 141 163 157 Cinta B 1039 1002 973 942 700 117 52 23 6.6 25.0 67.2 82.3 137 144 164 173 119 147 162 161 Cinta C 1044 1003 977 940 700 115 50 21 8.3 38.4 127.5 180.2 133 153 176 189 125 150 168 186 Cinta D 1058 1017 989 956 700 40 25 20 5.7 19.1 60.9 74.1

921 20 73.6 173 163

891 18 94.9 186 177

917 19 130.6 187 188

885 15 164.9 199 208

903 18 256.0 206 206

851 13 313.2 227 234

925 12 102.2

887 2 103.8

σm(MPa)

144

154

199

228

252

282

σr (MPa)

188

223

246

238

275

386

Carretera Mty-Laredo km 22.7 Ciénega de Flores N.L. CP 65550 Tels. (81) 8329-8412, (81) 8329-8407 Fax. (81) 8329-8413 jfespinosa@itw.com.mx cdojeda@signode.com.mx jagarcia@signode.com.mx

31 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación Otro punto a considerar al simular el proceso de laminación es el comportamiento de la capa de óxido que cubre la superficie del acero. En la Fig. 5 se presentan las diferentes morfologías que se encontraron en los aceros identificados como E a H. La principal diferencia en estas muestras es la composición base del acero dado que las cuatro cintas se procesaron siguiendo la misma secuencia de reducción; sin embargo, tanto la morfología como las dimensiones de la costra son diferentes. En la Fig. 11 se muestra el cambio en espesor calculado para la lámina identificada como E, en ella se puede observar el rápido crecimiento inicial de la superficie libre óxido del acero producto del uso de los dos cabezales de descascarado de que dispone la línea (localizados a las distancias de 10 y 12 m) [42]. El crecimiento se calculó con los parámetros de la Ec. (1) utilizando coeficientes disponibles en la literatura [19,20], la disminución en espesor del óxido se supone que es igual a la del acero. Es interesante observar que el espesor final predicho por el

modelo de alrededor de 5 μm, Fig. 12, es semejante al de la cinta E, Fig. 5, pero apenas la mitad del de las otras cintas. Es posible suponer que la diferencia en los espesores de las costras que se muestran en la Fig. 5 se deba a una mayor tasa de crecimiento en los aceros F y G que contiene una mayor cantidad de Mn, sin embargo, esto no debe ser la causa en aceros con Si, como el H, puesto que la presencia de fayalita (2FeO•SiO2) reduce la tasa de crecimiento del óxido al evitar la difusión del hierro [43]. Si la diferencia en espesor no es atribuible a cinéticas de crecimiento más elevadas, la otra opción sería la del incremento en la resistencia mecánica de la costra de óxido. Esto sería viable, puesto que si la capa está formada con menores contenidos de wustita, ésta sería más difícil de deformar y no tendría razón suponer que el óxido se deforma en la misma proporción que el acero, sin embargo, no se cuenta con evidencia de que esta suposición sea correcta.

Espesor (mm)

Espesor (μm)

dα/dγ

Tamaño de grano (μm)

Reducción total (%)

Distancia (m)

Figura 11. Variación de los tamaños de grano austenítico (dγ) y ferrítico (dα), así como su cociente (dα/dγ) en función del espesor de las cintas de acero al carbono.

Figura 12. Cambios en el espesor del óxido formado en el acero identiﬁcado como E.

Conclusiones

Se estudió la microestructura obtenida en muestras de las láminas producidas en la línea compacta y se observó la reducción del tamaño de grano ferrítico en aceros al carbono al reducirse el espesor de la cinta, atribuida al incremento en la tasa de nucleación. Se observó una mayor reducción en el tamaño de grano en muestras de un acero microaleado al niobio, lo que se atribuye a la supresión de la recristalización de la austenita durante su procesamiento en caliente. Se observó que tanto la morfología como el espesor del óxido formado en la superﬁcie de la lámina se ven afectados por la composición química del acero, sin embargo no se cuenta con evidencia para atribuir este fenómeno a factores relativos a la cinética de crecimiento o a la resistencia mecánica de la capa.

Se determinaron los parámetros que permiten simular los cambios de temperatura durante la laminación en caliente de aceros al carbono. La validez de las suposiciones se conﬁrma al obtener una buena correlación entre las temperaturas predichas por el modelo y las obtenidas por los pirómetros instalados en las líneas de laminación. Las predicciones estructurales y de temperatura se utilizaron para determinar el esfuerzo promedio requerido para deformar al acero en cada paso y se compararon con los valores calculados a partir de la suposición de fricción adhesiva en el entrehierro. La correlación entre ambos valores fue alta en el acero al carbono, pero no para el acero microaleado, pues el modelo no contempla la acumulación de deformación entre pases. 32 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación Agradecimientos 21. Los autores agradecen el apoyo por parte del Fondo Nacional de Desarrollo Cientíﬁco y Tecnológico, FONDECYT, Chile, al proyecto 1060008, y al Programa de Apoyo a la Investigación Cientíﬁca y Tecnológica, PAICYT, de la UANL.

Referencias 1.

2. 3. 4. 5. 6. 7.

8. 9.

10. 11. 12. 13. 14. 15.

16. 17. 18. 19. 20.

F. Hollander, Mathematical Models in Metallurgical Process Development, Iron Steel Inst. Sp. Pub. 123, 1970, 46. R.A. Harding, Tesis Doctoral, U. Shefﬁeld, UK, 1976. L.A. Leduc, Tesis Doctoral, U. Shefﬁeld, UK, 1980. C.M. Sellars, Mat. Sc. Techn., 1, 325 (1985). C.M. Sellars, Mathematical Modelling of Hot Rolling of Steel, S. Yue (ed.), CIM, 1980, 1. F. Hollander, Mathematical Modelling of Hot Rolling of Steel, S. Yue (ed.), CIM, 1980, 19. P. Choquet, P. Fabrégue, J. Giusti, B. Chamont, J.N. Pezant y F. Blanchet, Mathematical Modelling of Hot Rolling of Steel, S. Yue (ed.), CIM, 1980, 34. P.D. Hodgson y R.K. Gibbs, Mathematical Modelling of Hot Rolling of Steel, S. Yue. (ed.), CIM, 1980, 76. R. Colás, Advances in Hot Deformation Textures and Microstructures, J.J. Jonas, T.R. Bieler y K.J. Bowman (eds.), TMS, 1994, 63. R. Colás, Mat. Sc. Tech., 14, 388 (1998). R. Colás, Model. Simul. Mater. Sci. Eng., 3, 437 (1995). P.C. Zambrano, A.L. Delgado, M.P. Guerrero-Mata, R. Colás y L.A. Leduc, ISIJ Int., 43, 1030 (2003), C. Reiner y R.L. Hriman, Ironmaking Steelmaking, 20, 275 (1993). J. Morales, I. Syoval y G. Murillo, AISE Steel Techn., 25 (11), 46 (nov., 1999). W.F. Gale y T.C. Totemeier (eds.), Smithells Metals Reference Book, 8a Ed., Elsevier Butterworth-Heinemann, Oxford, 2004. L.S. Darken y R.W. Curry, J. Am. Chem. Soc., 68 (1946) 798. M.H. Davies, M.T. Simnad y C.E. Birchenall, Trans AIME, 197 (1951) 889. K. Stanley, J. von Hoene y R.T. Huntoon, Trans. ASM, 43 (1951) 426. J. Paidassi, Rev. Métall., 54 (1957) 2. F. Lorang, Rev. Univ. Mines, 17 (1961) 514.

22. 23.

24.

25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40.

41. 42. 43.

O. Kubaschewsky y B.E. Hopkins, Oxidation of Metals and Alloys, Butterworths, 1962, 231. N. Birks y A. Nicholson, Iron Steel Inst. Sp. Pub. 123, 1970, 219. H. Abuluwefa, G. Carayannis, F. Dallaire, R.I.L. Guthrie, J.A. Kozinski, V. Lee y F. Mucciardi, Steel Reheat Furnace Technology, F. Mucciardi (ed.), Canadian Institute of Mining y Metallurgy, 1990, 211. K.M. Browne, J. Dryden y M. Assefpour, Recent Advances in Heat Transfer y Micro-Structure Modelling for Metal Processing, R.-M. Guo y J.J. Too (eds.), ASME (MD-Vol. 67), 1995, 187. H. Abuluwefa, Tesis Doctoral, University of McGill, 1996. K. Sachs and C.W. Tuck, Iron Steel Inst. Publication III, 1968, 1. S. Wilmotte, J. Mignon, M. Economopoulos y G. Thomas: C.R.M., 36, 35 (1973). A.G. Crouch, J. Am. Ceram. Soc., 55, 558 (1972). T.E. Mitchell, D.A. Voss y E.P. Buther, J. Mater. Sci., 17, 1825 (1982). M. Torres y R. Colás, J. Mat. Proc. Techn., 105, 258 (2000). M. Hinojosa, U. Ortiz y R. Colás, Mat. Sc. Forum, 113115, 467 (1993). R. Colás, J. Ramírez, I. Sandoval, J.C. Morales y L.A. Leduc, Wear, 230, 56 (1999). M.P. Guerrero, C.R. Flores, A. Pérez y R. Colás, J. Mat. Proc. Techn., 94, 52 (1999). G. García Gi y R. Colás, Int. J. Machine Tools Manuf., 40, 1977 (2000). R. Colás, J. Mat. Proc. Tech., 62, 180 (1996). R.B. Sims, Proc. Inst. Mech. Eng., 168, 191 (1954). E.C. Larke, The Rolling of Strip, Sheet and Plate, 2nd Ed., Chapman & Hall, Londres, 1963. M. Gómez, S.F. Medina y A. Quispe, Rev. Met., Extraordinario, 379 (2005). A. Quispe, S.F. Medina y M. Gómez, Rev. Met., Extraordinario, 384 (2005). J.C. Morales, C. García, R. Colás y L.A. Leduc, 1995, Recent Advances in Heat Transfer and Micro-Structure Modelling for Metal Processing, R.-M. Guo y J.J. Too (eds.), ASME (MD-Vol. 67), 45. L. Hernández, M.P. Guerrero-Mata, L.A. Leduc y R. Colás, J. Physique IV, 120, 513 (2004). J. Ramírez-Cuellar, M.P. Guerrero-Mata, L.A. Leduc y R. Colás, J. Physique IV, 120, 209 (2004). M. Díaz-Ercilla, T. Ros-Yáñez, R. Petrov, Y. Houbaert y R. Colás, Corr. Eng. Sc. Techn., 39, 295 (2004). 33 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

procesos y usos del acero

Arco

de St. Louis, MO. Por: Myrna Molina Reyna, AIST México A.C.

Que mejor tema para incluir en el apartado de procesos y usos del Acero, que el uso que se le dio a este valioso material en la construcción de este majestuoso monumento nacional, el más alto de los Estados Unidos construido por la mano del hombre. El “Jefferson National Expansion Memorial” es la sede del Gateway Arch y es básicamente un homenaje a la idea de Thomas Jefferson de expandir la nación americana hacia el extremo occidental y cuya forma fue pensada para simbolizar la famosa puerta hacia el Oeste (emblema de Saint Louis), siendo diseñado por el arquitecto Eero Saarinen. Se puede subir hasta su mayor altura que es de 630 pies (aprox. 192 mts.) en cerca de 4 minutos en mini carritos que viajan por dentro del arco llamados “ Tram”. Al llegar a la cúspide, que es un reducido cuarto con pequeñas ventanas, se puede apreciar una hermosa vista de la ciudad y sus alrededores, incluyendo los principales ríos del país (Mississippi en el lado este del monumento y Missouri cerca de 15 millas al norte del arco). El centro de visitantes, exposiciones, tiendas, y teatro (en este último se puede ver la proyección de un documental sobre su construcción) se encuentra independiente en la parte baja del arco en la sección “bajo tierra”.

34 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

procesos y usos del acero

Lo que se puede observar en su exterior, es una estructura ligera, estilizada y cubierta con páneles de acero los cuales brillan al contacto con la luz creando una vista diferente desde cada punto. El arco se usa como referencia de orientación desde cualquier ángulo de la ciudad. Si vemos el mapa de St. Louis, observaremos como sus vías principales convergen en un punto donde termina el estado de Missouri y comienza Illinois, precisamente en el sector dominado por esta imponente estructura que parece estar “vigilando” a quienes entran o salen del estado. Fue armado como un rompecabezas de piezas de forma triangular las cuales fueron colocadas una por una a ambos lados hasta encontrarse con la última pieza la cual encajaría perfectamente a manera de “cuña” en el punto más alto y permitiendo además un sistema estructural capaz de sostenerse por sí mismo ya que el peso viaja también siguiendo la forma del arco hasta llegar a los apoyos donde es soportado por unas enormes bases de 45 pies de profundidad. El arco es una estructura conocida como una curva catenaria cuya ﬁgura es de una cadena colgante libre cuando se sostiene de ambas puntas pero en forma invertida. La distancia en la base entre las piernas es también de 630 pies. La construcción inició el 12 de Febrero de 1963 y la última sección del arco fue colocada en su sitio el 28 de Octubre de 1965. Se utilizaron 900 toneladas de acero inoxidable ( No. 3, 304 ).

El arquitecto Saarinen murió en 1961 antes del inicio de la construcción. El margen de error para falla fue de 1/64 de pulgada (0.39 mm) para asegurar que las piernas construidas pudieran coincidir. Los ingenieros prometieron que en un viento de 150 millas por hora (aprox. 241 km / hora), la sección superior del arco se sacudirá no más de 18 pulgadas. Todos los trabajos de inspección fueron realizados de forma nocturna para eliminar la distorsión causada por los rayos solares. Su costo total de construcción fue de 13 millones de dólares. COMPARANDO ALTURAS Ediﬁcio Empire State. Torre Eiffel Gateway Arch -- Jefferson National Expansion Memorial Torre Latinoamericana, México D. F. Estatua de la Libertad Faro del Comercio, Monterrey N. L.

1,250 Pies 984.25 Pies 630 Pies 597.11 Pies 305 Pies 228 Pies

La experiencia y la satisfacción que se experimenta al visitar este arco es grandiosa sobre todo si uno ama la industria del acero ya que es un recordatorio de que en las cosas grandiosas también interviene el acero. Bibliografía:

Investigación personal. Diversas Páginas de Internet (Oﬁcial http://www.nps.gov/jeff/ ) Check, Lawrence W. “ Building The Arch The Improbable Dream “. USA. 2006. “Stay Ahead of the Curve”. Publicidad AISTech 2009.

35 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

IMS – Especialistas para trabajo profesional y cooperación participativa Medición de perfil rolado en caliente Profile measurement hot strip

Garantizamos una producción económica con resultados superiores a los promedios Ofrecemos: • Asesoramiento individual • Ingeniería de proyecto • Montaje y puesta a punto

Medición con ultrasonido Ultrasonic measurement

Medición de espesor rolado en frio Thickness measuring cold strip

• Formación y entrenamiento Medición de ancho Width measurement

• Soporte técnico general • Asistencia al cliente de forma permanente ¡Nuestra contribucion para su exito!

IMS – specialists in professional and collaborative partnerships We guarantee economic production with outstanding results when using IMS measuring systems. We offer:

Medición óptica de recubrimientos Coating measurement optical

Medición radiométrica de recubrimientos Coating measurement radiometrical

Medición de la pared de tubos Tube measurement

Medición de planeza en bandas Strip flatness measurement TopPlan

• Individual advice and consultation • Engineering • Installation supervision and commissioning • Training • After sales service • Long term customer care Our contribution to your success!

www.ims-gmbh.de

Aceroteca México Oriente 4 #2990 int. 2 • Parque Ind. la Puerta Santa Catarina N.L. • México 66350 +59 81 82 98 20 02 • Fax: +59 81 82 98 20 03 Internet: www.ims-gmbh.de • www.aceroteca.com