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    Enfriamiento de acero al rojo vivo con agua tibia

    Imágenes de alta velocidad del proceso de enfriamiento. Crédito:Camila Gomez

    Doctor. La estudiante Camila Gomez imitó el proceso de enfriamiento de los altos hornos de Tata Steel en el laboratorio y descubrió que es mejor enfriar con agua más caliente.

    El enfriamiento del acero al rojo vivo después de haber sido laminado en planchas del espesor deseado es una operación bastante delicada. Doctor. La candidata Camila Gomez copió el proceso de enfriamiento de los altos hornos de Tata Steel en su laboratorio, y aprendió que usar agua más caliente puede ser mejor.

    En los altos hornos de Tata Steel en IJmuiden, Las losas de acero con un grosor de aproximadamente 1200 grados Celsius se laminan en varias etapas desde las losas con un espesor de aproximadamente 20 centímetros hasta solo unos pocos centímetros. En unos segundos, estas losas deben enfriarse hasta tal punto que puedan enrollarse en algo parecido a un enorme rollo de papel higiénico.

    Para enfriar el acero, las losas pasan por debajo del agua que fluye a gran velocidad, Camila Gómez explica. "El agua que cae sobre el acero comienza a hervir y extrae rápidamente calor del material. La velocidad exacta y la uniformidad con la que se enfría la losa determinarán las características finales del material, por lo que es un proceso bastante delicado ".

    Alta velocidad

    Durante el proceso de laminación, las losas de acero crecen en longitud de 20 a más de 200 metros, que también es la razón por la que la velocidad a la que se mueven aumenta diez veces. "Al final, el acero pasa por los chorros de agua a una velocidad de casi 80 kilómetros por hora; dado que el proceso de enfriamiento tiene lugar a una velocidad extremadamente alta, es difícil estudiarlo en la fábrica ".

    Camila Gómez. Crédito:Bart van Overbeeke

    Todavía, para ajustar mejor el proceso industrial a la producción de nuevos tipos de acero, es importante saber exactamente qué le sucede al agua de enfriamiento cerca de la superficie del acero. Entonces Gomez, que nació en Argentina y emigró a España a los 10 años, se preguntó dentro de una colaboración entre el Nuevo Orden Mundial, Tata Steel y TU / e realizarán una configuración de prueba para analizar en detalle cómo el agua de refrigeración comienza a hervir una vez que entra en contacto con el acero caliente.

    "Hasta ahora, solo se habían realizado experimentos con configuraciones estacionarias y de movimiento lento, "Dice Gómez." Ahora hemos construido una configuración en el laboratorio en Géminis que nos permite mover una pieza de acero caliente debajo de un chorro de agua a una velocidad de casi 30 kilómetros por hora mientras hacemos grabaciones cerca de la superficie usando cámaras de alta velocidad ". Ella usó un llamado boroscopio para esto, comparable a un endoscopio para examen médico interno del cuerpo, que puso en los chorros de agua.

    Descubrió que el agua de enfriamiento puede entrar en contacto con el acero a una temperatura de no menos de 900 grados. "Eso fue una especie de misterio, porque esperaría que el agua se caliente rápidamente a 300 grados, después de lo cual se evapora de manera explosiva. Ahora hemos visto que la formación de burbujas de vapor de hecho ocurre localmente, pero que estas burbujas implosionan posteriormente porque el agua fría cae sobre ellas. Eso ocurre hasta el 40, 000 veces por segundo, un proceso que puede detectar solo cuando graba a una alta velocidad de fotogramas y estudia esas imágenes una por una ".

    Ese descubrimiento es el mayor resultado científico de su proyecto de doctorado, en lo que a ella respecta. Sin embargo, encima de eso, hay otro descubrimiento que podría tener serias implicaciones prácticas. Cuando la superficie no se enfría uniformemente debido a las constantes explosiones de vapor local, da como resultado imperfecciones y acero de menor calidad. "Por lo tanto, desea enfriar el acero lo más uniformemente posible. Nuestras mediciones muestran que el agua de enfriamiento más caliente le permite crear una capa de vapor de agua estable sobre el acero. Cierto es que, que ralentiza el proceso de enfriamiento, but it does produce a better result."

    When Gomez raised the water temperature from 25 to 60 degrees, she was able to cool the steel in her test setup a further 50 degrees without entering the unstable regime. This is knowledge that could be of high value to steel manufacturers, ella dice, since the water temperature can be easily adjusted without having to alter the entire production line.


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