MODELAMIENTO DE LAS REACCIONES DE REDUCCIÓN DURANTE LA SINTERIZACIÓN DE HIERROS PULVIMETALÚRGICOS (PM)

Resumen

Este trabajo estudia las interacciones sólido-gas durante la sinterización de hierros pulvimetalúrgicos integrando balances de momentum, energía y masa en un modelo no-estacionario. La consolidación de un compacto pulvimetalúrgico requiere la eliminación de los óxidos nanométricos que recubren las partículas. Teóricamente, esto se logra mediante el ajuste de la composición de la atmósfera de entrada al reactor, de tal forma que a la temperatura de proceso se asegure la reducción. En el caso de atmósferas basadas en mezclas N2/H2, con niveles residuales de H2O, la capacidad reductora depende del cociente entre las presiones parciales de hidrógeno y agua. Sin embargo, la composición real de la atmósfera en el interior de una pieza porosa es difícil de predecir dado que el agua que se produce durante la reducción incrementa puntualmente la relación pH2O/pH2. Este estudio propone una metodología para el desarrollo de modelos que permitan evaluar la degradación local de la atmósfera y calcular el tiempo necesario para que se lleven a cabo las reacciones de reducción en un compacto pulvimetalúrgico. Se desarrolló un caso de estudio para la reducción de wüstita sobre hierro y se evaluó la influencia que la temperatura del sólido y el flujo del gas de entrada tienen en el proceso.