SURFACE CLEANLINESS ON BATCH ANNEALING

Andrés Litz(1)
Martin Segalis(2)

ABSTRACT

Surface cleanliness of cold rolled steel is a characteristic of major relevance for certain uses, such as filters, and in
all applications where the material has to be fosfatized and prepainted.

For coils that are not cleaned on an electrolytic cleaning line, the production stages that have an influence on surface
cleanliness are three: cold rolling, annealing and tempering. Since it is possible to measure cleanliness before and
after each of these stages, the problem can be treated as one of “isolated compartments”. That is, analyzing the
influence each stage on itself has on surface cleanliness, by measurements done before and after processing the coils
on each one of them.

As a first step, influence of annealing is studied. For this purpose, an experimental design was done in order to
determine which parameters have a real influence on surface cleanliness, measured as the Reflective Index (IR) after
batch annealing and before tempering.

The experiment was carried out on Ternium Siderar´s San Nicolas plant, for thick coils, 0.80 to 0.90 mm, and widths
between 1238 and 1338 mm. Analyzed variables are: holding temperature and time, base cleanliness, purge state
and charge position. Tandem Plate-Out was analyzed too, but only as an indicative variable. Given the deficient
emulsion system, this last variable can have very high values and a large dispersion.

Key words: Surface Cleanliness, Batch Annealing, Experimental Desing

(1)
Cold Rolling Operations, Ternium Siderar
(2)
Product Engineering, Ternium Siderar

17th IAS Rolling Conference, 2008, Rosario, Argentina 254

 LIMPIEZA SUPERFICIAL EN RECOCIDO BATCH
Andrés Litz(1)
Martin Segalis(2)

1. INTRODUCCION

La limpieza superficial de la chapa laminada en frío es una característica de gran importancia en ciertas
aplicaciones, como los materiales destinados a filtros, y todas aquellas aplicaciones en las que se somete al material
a un proceso posterior de fosfatizado y prepintado.

En los materiales que no son procesados en una línea de limpieza electrolítica, los procesos que tienen influencia
sobre la limpieza superficial son principalmente tres: Laminado en frío, Recocido y Temperado. El proceso de
laminado en frío utiliza como lubricación una emulsión de aceite, la cual es acarreada por la chapa al salir del
laminador. Este residuo debe removerse posteriormente, ya sea mediante un proceso de limpieza electrolítica o
directamente en el recocido. En el segundo caso, es crítico el manejo de las variables del recocido para obtener la
chapa con la mayor limpieza superficial.

Dado que es posible medir la limpieza antes y después de cada uno de estos procesos, se puede dar al problema un
tratamiento de compartimentos estancos. Es decir, analizando la influencia propia de cada una de estas líneas en la
limpieza superficial, mediante mediciones antes y después del proceso en las mismas.

Como primer paso, se estudia la influencia del Recocido Batch. Para ello se llevó a cabo un diseño de experimentos
para determinar los parámetros de este proceso que tienen influencia real sobre la limpieza superficial, medida como
Índice de Reflectividad (IR) luego del proceso de Recocido y previo al Temperado. Un índice de reflectividad de 0
implica una muestra totalmente sucia, mientras que un índice de reflectividad de 100 implica una muestra totalmente
limpia.

2. USO DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS

El objetivo de este trabajo es medir la influencia de los parámetros del recocido que influyen en la limpieza
superficial.

Si bien sobre algunas variables, como por ejemplo temperatura y tiempo de igualación, se tiene cierto conocimiento
sobre su influencia, existen otras sobre las cuales no se sabe a ciencia cierta cuál es su peso y si realmente influyen
en tal medida que sea necesario controlarlas en forma estricta.

Dado el costo de los ensayos (cada ensayo implica una carga completa de recocido, entre otras cosas, como se verá
más adelante) y el desconocimiento de la influencia de los parámetros, se utiliza la metodología del diseño de
experimentos como herramienta para el análisis. Esta permite minimizar la cantidad de ensayos, obteniendo a su vez
una gran cantidad de información.

3. SELECCIÓN DE PARAMETROS

El estudio se llevo a cabo para materiales que no son factibles de limpiar mediante limpieza electrolítica, debido a su
espesor. Esta línea procesa materiales de hasta 0,7 mm de espesor, por lo tanto el universo de materiales posibles de
estudiar se reduce a aquellos de espesor mayor a 0,7 mm. A continuación se detallan aquellas variables
seleccionadas como parámetros de estudio y aquellas otras que, si bien pueden influir, no se han considerado para
estudiar en esta ocasión.

3.1 Parámetros de estudio

Temperatura de igualación: el proceso de limpieza en recocido consiste en la volatilización y crackeo de los

residuos de emulsión. Se espera que un aumento de la temperatura redunde en un incremento de la eliminación de
residuos. Niveles: 670°C y 720 °C, correspondientes a las temperaturas del ciclo estándar para productos
comerciales, y la temperatura correspondiente al ciclo de limpieza para los mismos productos.

17th IAS Rolling Conference, 2008, Rosario, Argentina 255

Tiempo de igualación: es de esperar que al incrementar el tiempo que la chapa permanece a la temperatura máxima
del ciclo, se eliminen mayor cantidad de residuo de emulsión. Niveles: 4 y 12 hs, correspondientes a las duraciones
de los ciclos estándar y de limpieza, respectivamente.

Limpieza de la base: al llevarse a cabo varios ciclos de recocido en una misma base, sobre esta van quedando
residuos carbonosos provenientes del proceso de crakeo del residuo aceitoso. Es posible que estos luego se
depositen sobre las bobinas de una próxima carga, ensuciándolas. A mayor cantidad de cargas procesadas por una
base, más residuo que se acumula en esta y mayor posibilidad de ensuciar las bobinas. Niveles: limpia y sucia, el
primer caso es para una base a la que se la ha sometido a un proceso de limpieza, mientras que en el segundo es para
una base que ha cumplido mas de 30 ciclos sin ser limpiada.

Limpieza de la purga: con la acumulación de ciclos de limpieza las cañerías y válvulas de purgado se van tapando
con el crackeo y la volatilización de la emulsión de laminación, perjudicando el paso del gas protectivo. Niveles:
limpia y sucia, el primer caso es para una cañería nueva, para el segundo caso se midió la presión dentro de la base
siendo de mas de 60mm/H2O para una condición de purga abierta y un caudal de 25m3/h de HNX.

3.2 Parámetros no estudiados; fijos o libres

Los parámetros no estudiados pero factibles de variar, se trataron de fijar para proveer un “worst-case scenario”, es
decir, aquella situación en la que la limpieza sea más difícil de obtener.

Tipo de base: HNX, las utilizadas actualmente para el proceso de estos materiales. Las bases Ebner son utilizadas
casi en un 100% para hojalata.

Ancho de la chapa: se buscan los mayores anchos comerciales, de esta manera se contempla la peor condición:
mayor superficie de limpieza y menor penetración de los gases. Variación: 1238 a 1338 mm. Estos niveles resultan
en cargas de 3 bobinas.

Espesor de la chapa: se buscan los menores espesores, dado que para un mismo peso de bobina, a menor espesor es
mayor la superficie y por lo tanto, la cantidad de residuo de emulsión que queda sobre la chapa. Variación: 0,8 a
0,9 mm

Peso de la bobina: una vez fijado el ancho, el peso de bobina no varía, excepto se trate de bobinas dobles o simples.
Se seleccionan bobinas dobles, de manera de maximizar la superficie a limpiar. Variación: 20 – 23 Tn

Convección: la convección es la utilizada normalmente en el recocido. Para variar este parámetro se deberían
realizar una actualización tecnológica de la base con el acarreo de un cambio en los ciclos de producción, se
descarto por no estar al alcance del trabajo.

Caudal de gas: se utiliza el caudal estándar de 25 m3/h de gas.

4.SELECCION DE LA MATRIZ DEL DISEÑO

Las matrices de los diseños de experimentos surgen de una optimización de las relaciones entre los niveles de las
variables que permitan minimizar la cantidad de ensayos, de manera tal que, con un adecuado posterior tratamiento
estadístico, se pueda obtener la información sobre la influencia de los distintos parámetros en la variable o variables
de salida.

Para el caso actual, se seleccionó una matriz de 8 ensayos para 4 parámetros a 2 niveles, de manera de poder medir
los efectos primarios e interacciones dobles que se puedan presentar. Esta matriz, con los niveles de los parámetros,
se presenta a continuación

5. ENSAYOS

A continuación se presentará la metodología utilizada para llevar a cabo los ensayos, sus resultados y el análisis de
estos.

17th IAS Rolling Conference, 2008, Rosario, Argentina 256

5.1 Metodología

Método de medición de la limpieza superficial: para poder medir la limpieza efectuada por el recocido, es
necesario poder medirla antes y después de este proceso, es decir, a salida de Tandem y en entrada de Temper. El
método habitual para medición de suciedad de laminado es el ensayo de Plate-Out, sin embargo, se encontró que
arrojaba resultados con demasiada dispersión y no era confiable (a tal punto de que dos muestras cortadas una al
lado de la otra en una misma bobina, arrojaban 300 mg/m2 de diferencia de cantidad de aceite). Debido a esto se
optó por utilizar el ensayo de Indice de Reflectividad (IR) tanto a salida de Tandem como entrada de Temper.

Selección de bobinas de Tandem: se partió de la premisa de que bobinas procesadas continuas, de las mismas
dimensiones, sin demoras y sin cambio de cilindros, y con velocidades dentro del mismo rango (hasta 40 m/min de
diferencia) tienen sobre la chapa la misma cantidad de residuos. Luego se seleccionaban 4 bobinas que hayan
cumplido con estas condiciones, tomando 3 para conformar una carga del experimento, y la cuarta era enviada a la
línea de inspección para medición de IR.

Armado de la carga: las cargas se conformaban con 3 bobinas de las mismas dimensiones, 100% cilíndricas. Los
ciclos aplicados son los indicados en la matriz de ensayos para cada uno de estos, siendo modificados según se
necesite a partir de ciclos existentes. Por ejemplo, el ciclo 670-12 es una versión modificada del 670-4, al cual se le
incrementan las horas de igualación, pero se mantiene la misma rampa de calentamiento y enfriamiento. En el caso
de ser necesaria una base limpia, se le aplicaba un ciclo de limpieza sin sello de fibra para favorecer el ingreso de
aire y oxidar todo tipo de residuo; se coloca la cubierta interior con varias placa dentro; finalizado el ciclo se barren
las placas y se remueven los residuos carbonosos de la cubierta interior.

Medición de limpieza: la medición de la limpieza de las bobinas se efectúa previo en la entrada del Temper, en
punta, centro y cola de bobina. La medición de punta se efectúa luego de enhebrar el material y previo al inicio de la
rampa de aceleración; la medición en centro se efectúa aproximadamente 40 metros después de la soldadura,
mientras que la medición en cola se efectúa al quedar algunas espiras en la entrada.

5.2 Resultados

Los resultados completos pueden observarse en la siguiente tabla, correspondiente a la matriz de ensayos completa

Resultados
TABLA DEL DISEÑO
Pos 1 Pos 2 Pos 3
Ensayo T (°C) t (hs) Purga Base IR P IR M IR C IR P IR M IR C IR P IR M IR C
1 670 4 Limpia Limpia 86 51 60 83 71 54 96 56 49
2 670 4 Sucia Sucia 95 71 74 91 58 49 91 51 53
3 670 12 Limpia Sucia 94 63 59 91 63 53 93 75 63
4 670 12 Sucia Limpia 92 56 50 95 56 45 79 66 51
5 720 12 Sucia Sucia 95 75 83 92 78 82 86 87 88
6 720 12 Limpia Limpia 93 78 56 92 83 60 95 89 82
7 720 4 Sucia Limpia 90 75 60 97 63 63 84 86 62
8 720 4 Limpia Sucia 94 81 62 95 70 56 90 89 78
Tabla 1. Matriz de ensayos con resultados completos
Table 1. Test matrix including test results

Se puede observar que para los valores de la cola, los resultados no son coherentes ya que son menores al medio,
cuando esta zona debería tener mejor limpieza. Una revisión de la metodología del ensayo mostró que la posición de
muestreo para IR de la cola, coincidía con la zona de enhebrado en Tandem y por lo tanto, con material procesado
fuera de régimen y con cantidades de emulsión mucho mayores a lo normal. Por este motivo, se descartaron los
valores de la cola y se trabajó únicamente con punta y medio.

17th IAS Rolling Conference, 2008, Rosario, Argentina 257

El análisis se efectuó para los resultados de la carga completa, promediando todos los resultados de cada ensayo; a
su vez se abrió para analizar puntualmente cada una de las posiciones de la carga y los puntos críticos dentro de esta:
punto frío, cercano al medio de la posición 2, y el punto caliente, en la punta de la posición 3.

En todos los casos se analiza el efecto de los parámetros sobre la media, mientras que en el caso de la carga
completa, también se efectúa el análisis de relación señal/ruido (S/N), con el objetivo de determinar los parámetros
con influencia en la dispersión de resultados.

5.2.1 Carga Completa

Promedio Fuente CM Efecto Peso % Efecto Tem peratura

74 T (°C) 188.26 9.70 81.4
76 Tt+PB 0.07 -0.19 0.0 90
80 t (hs) 10.45 2.29 4.5 85
74 TP+tB 1.01 0.71 0.4

IR
80
86 Purga 13.88 -2.63 6.0
75
88 TB+tP 5.49 1.66 2.4
82 Base 12.02 2.45 5.2 70
Baja Alta
86 Total 231.17 100.0
Temperatura
Tabla 2. influencia de los parámetros en la media para
carga completa
Table 2. parameters’ influence on average for complete Figura 1. Efecto de la temperatura en la carga completa
charge Figure 1. Temperature effect on complete charge

S/N Fuente CM Efecto Peso % S/N Carga completa

47 T (°C) 328.98 12.83 79.7
47 Tt+PB 11.00 -2.35 2.7 70
60
51 t (hs) 50.46 5.02 12.2 50
S/N

40
48 TP+tB 2.72 1.17 0.7 30
20
63 Purga 17.54 -2.96 4.2 10
0
67 TB+tP 0.31 0.39 0.1
670 720 4 12
55 Base 2.00 1.00 0.5
Temperatura tiempo
60 Total 413.01 100.0

Tabla 3. influencia de los parámetros en la (S/N) carga Figura 2. Efecto de la temperatura en la (S/N) carga
completa completa
Table 3. parameters’ influence on (S/N) for complete Figure 2. Temperature effect on (S/N) for complete charge
charge

Del análisis de las medias, se desprende que el parámetro que tiene la mayor influencia es la temperatura, con mas
del 80%. En el gráfico se puede observar como un aumento de la temperatura de igualación de 670 a 720 °C
incrementa el valor de IR en 10 puntos.

Al analizar la relación señal-ruido, se puede observar que nuevamente es la temperatura la variable que mayor
influencia tiene, en este caso robusteciendo al proceso al disminuir la dispersión. En este caso, se observa como la
influencia del tiempo también tiene cierta importancia.

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5.2.2 Posición 3

Promedio Fuente CM Efecto Peso % Efectos Principales posición 3

76 T (°C) 297.90 12.20 69.3
71 Tt+PB 4.98 1.58 1.2 93

84 t (hs) 23.14 3.40 5.4 88

83
73 TP+tB 4.96 -1.57 1.2

IR
78
86 Purga 89.51 -6.69 20.8
73
92 TB+tP 5.23 1.62 1.2 68

85 Base 4.25 1.46 1.0 670 720 Sucia Limpia

90 Total 429.98 100.0
Temperatura Purga
Tabla 4. influencia de los parámetros en posición 3
Table 4. parameters’ influence on position 3 Figura 3. Efecto de la Temperatura y Purga
Figure 3. Temperature and purge effect
Del análisis de las medias, se desprende que el parámetro que tiene mayor influencia es la temperatura, con casi un
70%, en segunda medida la purga, con poco más del 20%

5.2.3 Posición 2

Promedio Fuente CM Efecto Peso % Efectos principales posición 2

77 T (°C) 113.60 7.54 76.0
75 Tt+PB 9.86 -2.22 6.6 86
84
77 t (hs) 16.47 2.87 11.0 82
80
76 TP+tB 0.00 -0.04 0.0
IR

78
85 Purga 9.39 -2.17 6.3 76
74
87 TB+tP 0.08 -0.19 0.1 72

80 Base 0.05 -0.16 0.0 670 720 4 12

82 Total 149.44 100.0
Temperatura tiempo
Tabla 5. influencia de los parámetros en posición 2
Table 5. parameters’ influence on position 2 Figura 4. Efecto de la Temperatura y tiempo
Figure 4. Temperature and time effect
Del análisis de las medias, se desprende que el parámetro que tiene mayor influencia es la temperatura, con el 76%,
y a su vez tiene cierta influencia el tiempo de igualación, con el 11%.

5.2.4 Posición 1

Promedio Fuente CM Efecto Peso % Efectos principales posición 1

68 T (°C) 175.42 9.37 57.6
83 Tt+PB 0.01 0.07 0.0 86
84

79 t (hs) 0.68 0.58 0.2 82

80
74 TP+tB 28.10 3.75 9.2
IR

78
76
85 Purga 1.82 0.95 0.6 74
72
86 TB+tP 25.15 3.55 8.3 70

82 Base 73.24 6.05 24.1 670 720 Sucia Limpia

88 Total 304.42 100.0 Temperatura Base
Tabla 6. influencia de los parámetros en posición 1
Table 6. parameters’ influence on position 1 Figura 5. Efecto de la Temperatura y Base
Figure 5. Temperature and Base effect
Del análisis de las medias, se desprende que el parámetro que tiene mayor influencia es la temperatura, con el
57,6%, y a su vez tiene cierta influencia la base, con el 24,1 %. Sin embargo, en este último el efecto es contrario a

17th IAS Rolling Conference, 2008, Rosario, Argentina 259

lo esperado, y no se le pudo encontrar una explicación física. Esto amerita un análisis en mayor profundidad y se le
prestará especial atención a esta variable en futuras pruebas.

5.2.5 Posición 3 – Punta (punto caliente de la carga)

Promedio Fuente CM Efecto Peso % Efecto principal Purga

96 T (°C) 2.62 -1.14 1.1
91 Tt+PB 57.86 -5.38 24.0 96
94
93 t (hs) 8.54 -2.07 3.5 92
90
79 TP+tB 2.37 -1.09 1.0

IR
88
86
86 Purga 154.07 -8.78 63.9 84

95 TB+tP 10.88 2.33 4.5 82

80
84 Base 4.91 1.57 2.0 Sucia Limpia
90 Total 241.25 100.0
Purga
Tabla 7. influencia de los parámetros en el punto caliente de
la carga
Table 7. parameters’ influence charge hot spot Figura 6. Efecto de la purga
Figure 6. Purge Effect

Interacción Base-Purga Posición 3-P

100
95
90
Base sucia
IR

85
80 Base Limpia

75
70
Sucia Limpia

Purga

Figura 7. Efecto de la interacción Purga-Base

Figure 7. Purge-Base interaction effect

Al analizar los resultados de la punta de la posición 3, se puede observar que el mayor efecto está provisto por la
Purga con el 63,9%, existiendo a su vez un efecto combinado Purga-Base con un 24%.

5.2.6 Posición 3 - Medio

Promedio Fuente CM Efecto Peso % Efecto principal Temperatura

56 T (°C) 1305.89 25.55 78.4
51 Tt+PB 145.73 8.54 8.8 100
90
75 t (hs) 157.33 8.87 9.4 80
70

66 TP+tB 8.47 -2.06 0.5 60

IR

50
40
87 Purga 42.37 -4.60 2.5 30
20
89 TB+tP 1.63 0.90 0.1 10
0
86 Base 3.63 1.35 0.2
670 720
89 Total 1665.06 100.0
Temperatura
Tabla 8. influencia de los parámetros en el punto medio de la
posición 3
Table 8. parameters’ influence on position 3’s middle spot Figura 8. efecto de la temperatura
Figure 8. temperature effect

17th IAS Rolling Conference, 2008, Rosario, Argentina 260

Del análisis de las medias, se desprende que el parámetro que tiene la mayor influencia es la temperatura, con el
78,4%.

5.2.7 Posición 2 – Medio (punto frío de la carga)

Promedio Fuente CM Efecto Peso % Efectos principales Posicion 2

71 T (°C) 250.13 11.18 40.3 medio
58 Tt+PB 177.77 -9.43 28.7
63 t (hs) 43.35 4.66 7.0 76
74
72
56 TP+tB 9.01 -2.12 1.5 70
68

IR
66
78 Purga 128.53 -8.02 20.7 64
62
60
83 TB+tP 9.34 -2.16 1.5 58
56
63 Base 1.91 -0.98 0.3 670 720 Sucia Limpia
70 Total 620.04 100.0
Temperatura Purga
Tabla 9. influencia de los parámetros en el punto frío de la carga
Table 9. parameters’ influence on charge’s cold spot
Figura 9. efecto de la temperatura y la purga
Figure 9. temperature and purge effect

Interacción Purga - Base

80
75
70
Base Sucia
IR

65
Base Limpia
60
55
50
Sucia Limpia

Purga

Figura 10. efecto de la interacción purga-base

Figure 10. purge-base interaction effect

Se observa que en el caso del punto más frío de la carga, tienen efecto principal tanto la temperatura (40,3%) como
la purga (20,7%). También se observa que existe un efecto de la interacción entre la purga y la base, con un 28,7%.

5.3 Análisis de resultados

5.3.1 Carga Completa

En el punto 5.2.1 se estudia el efecto de las variables sobre la carga completa, encontrándose que la de mayor peso
es la temperatura de igualación. Esto se explica entendiendo que un aumento en la temperatura genera que la
reacción de Boudouard trabaje de manera más eficiente, incrementando la eliminación de residuos carbonosos a
través de la formación de CO y CO2. A temperaturas mayores a los 705°C comienza a producirse a velocidades
apreciables un aumento en la formación de CH4. La reacción se produce mediante un mecanismo de H2 “naciente”,
al disociarse el H2O dando hidrógeno atómico, el cual reacciona con el carbono formando CH4, mientras que el
oxígeno reacciona con el carbono para dar CO o con el CO para dar CO2.

H2O(g) Æ H2O(ads) Æ 2 H + O

Cs + 4 H Æ CH4(g)

Cs + O Æ CO(g)

CO(g) + O Æ CO2(g)

17th IAS Rolling Conference, 2008, Rosario, Argentina 261

La relación señal a ruido (S/N) de la carga nos da a entender que los parámetros que robustecen al sistema, a través
de la reducción de la dispersión, son la temperatura en primer lugar con un peso de casi 80% y el tiempo de
igualación con una incidencia de 12.2%. Este último parámetro indica que el incremento del tiempo del período
isotérmico reduce la dispersión en la limpieza de la chapa, probablemente al permitir que mayor superficie de
material alcance las temperaturas más altas, favoreciendo la eliminación de la emulsión de laminación.

5.3.2 Posición de la carga

El efecto de la temperatura es, como se muestra en el punto anterior, el de mayor peso en las bobinas de la carga y
esto se refleja en el estudio de las bobinas individuales. Lo interesante de este análisis son los efectos que en menor
peso afectan a la limpieza superficial de la chapa. En primer lugar, centrándose en la bobina de posición 3, se
observa que el efecto de la purga limpia es de un 20.8%. Esto se lo puede atribuir a la mayor evacuación de los
gases (CO, CO2 e Hidrocarburos) que, al permanecer en la cámara al finalizar el calentamiento, tienden a depositar
carbono sobre la chapa (ensucian) por la descomposición del metano.

CH4(g) Æ Cs + 2 H2(g)

Esta reacción es termodinámicamente posible y esta favorecida a altas temperaturas (T>500°C). Sin embargo, la
reacción es lenta dado que la molécula de CH4 es relativamente estable y no se disocia rápidamente.

En la posición 2 se nota una clara incidencia del tiempo de igualación (11%), en la bobina más fría de la carga: un
aumento en el periodo isotérmico de la bobina genera un incremento en la limpieza superficial.

Como se menciona en el punto 5.2.4, no se le pudo encontrar una explicación física al efecto de la base encontrado
para las bobinas de posición 1, por lo que el análisis de estos datos ameritan ser tratados con mayor profundidad. De
cualquier manera, la experiencia indica que la bobina mas limpia y sucia se encuentran en la posición 3 y 2
respectivamente, asociado a que estos son las posiciones caliente y fría de la carga.

5.3.3 Estudio de la limpieza superficial en el punto frío y caliente de la carga.

Al verificar la importancia de la temperatura en la limpieza de la carga, se vuelve interesante estudiar el efecto

ocurrido en el punto caliente (posición 3 punta) y punto frío (posición 2 medio).

5.3.3.1 Punto caliente.

La tabla 6 muestra los efectos de mayor peso en las espiras externas de la posición 3. Lo notable de los resultados es
que la ponderación de la temperatura (1,1%) es insignificante comparada con el efecto de la purga (63.9 %) y la
interacción de esta con la limpieza de la base. La temperatura del punto caliente varía, para los ciclos de este
experimento, entre 790°C y 820°C según las curvas de diseño de estos. Se puede suponer que al ser la temperatura
tan alta, el efecto de esta no tiene peso para las variables del experimento. En este punto es donde se observa un
efecto marcado en la interacción Base-Purga (figura 7). En este gráfico se nota que, si la base se encuentra sucia, los
efectos de la purga se minimizan; por el contrario, el efecto de la purga se potencia con una base limpia. Dado que
las reacciones de volatización y crakeo toman el carbono de la chapa para convertirlo en CO, CO2 e hidrocarburos,
si la base tiene carbono residual producto de una mala limpieza, este reacciona con el HNX limitando la capacidad
de este gas de propiciar las reacciones de metanización. Esto significa que sin importar el caudal de HNX, este no
alcanza a mejorar la limpieza si la base no se encuentra limpia.

Se realizó el estudio de la parte media de la bobina, cercana al punto frío, para determinar si es valido el mismo
análisis antes expuesto. En este caso el efecto de la temperatura es fuertemente marcado. Revisando las curvas
experimentales de diseño de los ciclos, se observa que la temperatura varía en el punto frío entre 670°C (670-4) y
725°C (720-12). Esto implica que el cambio de un ciclo al otro hace que el punto frío cruce la barrera de los 705 °C,
potenciando el mecanismo de H2 “naciente” explicado en el punto 5.3.1, lo que favorece la limpieza de la carga.

5.3.3.1 Punto frío.

El otro punto que merece atención es el punto frío de la carga, representada por el punto medio de la posición 2. Los
efectos se ven representados en la tabla 6. El peso de la temperatura es de 40%, teniendo un efecto secundario la
interacción Base-Purga (28.7%), y en último lugar la purga (20.7%). Las temperaturas en las variables de proceso
analizadas (basados en las curvas experimentales de diseño de los ciclos) varían entre 620°C y 705°C, por esta razón
es que la temperatura solo pesa con el aumento en la eficiencia de la reacción de Boudouard y casi no tiene

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incidencia el efecto del H2 “naciente”. El efecto de la interacción Base-Purga fue explicada para el punto 5.3.3.1
Punto caliente.

5.4 Conclusiones y Comentarios.

9 La variable que mayor incidencia tiene en el promedio de limpieza de la carga es la temperatura final de
igualación.

9 Si bien la variable que prevalece en todas las posiciones es la temperatura, se ve un efecto secundario de la
purga y el tiempo de igualación en las posiciones 3 y 2 respectivamente.

9 El estudio del punto caliente demuestra que la limpieza en las espiras externas es independiente de la
temperatura final de calentamiento para las variables analizadas en la trabajo, dependiendo fuertemente de
la purga y de la interacción Base-Purga.

9 El efecto principal del punto frío de la carga es la temperatura de igualación y en menor medida la
interacción de la Purga-Base.

9 Los resultados obtenidos justifican evaluar la influencia de la suciedad de la chapa entes del recocido a
desarrollar en un próximo trabajo.

En resumen, una mejora general en la limpieza superficial de la chapa a través del recocido, se lograría
fundamentalmente trabajando con altas temperaturas de igualación. En menor medida, una purga limpia, ya que esta
tiene influencia en ciertos puntos de la carga. Debe intentar en lo posible combinarse con una base limpia,
demostrado por el análisis de las interacciones. El incremento del tiempo de igualación no tiene fuerte influencia en
ninguno de los casos analizados.

5.5 Bibliografía.

E. Bossi / Pablo Sere, “Manual de Procesos de recocido”, Ternium Siderar, 2008.

G.J Benitez / E. Bossi, “Reacciones superficiales durante el proceso de recocido”, CINI/Siderar, 1999.

Carlos Nomaksteinsky, “Diseño de experimentos experimento”, 2007.

5.6 Agradecimientos

Carlos Nomaksteinsky, al transmitirnos su conocimiento de diseño de experimentos y en la selección de la

matriz de ensayos.

Roberto Bruna, por su apoyo al estudio del diseño de experimentos y a este experimento en particular.

Enrique Bossi, por la selección de parámetros y análisis de resultados.

Victor Avetta, por su colaboración en los ensayos en Recocido.

Ricardo Gautier, por su colaboración en los ensayos en Temper.

Silvina Vago Vidal, por su colaboración en las mediciones.

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