Proceso del decapado de acero inoxidable: Recuperación de lejías

La demanda de acero inoxidable se ha incrementado debido a su mayor resistencia a la corrosión respecto al acero, al carbono y el mejor acabado que se consigue mediante técnicas de decapado, pulido y recubrimiento de su superficie.

Durante el proceso de fabricación del acero inoxidable, éste se somete a procesos de laminación y recocido para dotarle de propiedades mecánicas y estructurales deseadas. En ellos, las altas temperaturas (1.000-1.200 ºC) y la presencia de oxígeno provocan una oxidación superficial del material, apareciendo una capa de óxidos de color negro, compuesta principalmente por Cr (III), Fe (II), Fe (III), Ni (II) y en menor cantidad Mn, Si y Mo, que es necesario eliminar. Asimismo, se forma una pequeña capa empobrecida en cromo por debajo de esta capa de óxidos.

Una forma de minimizar la aparición de esta capa de óxidos (llamada “cascarilla”) es reducir la temperatura de recocido o templado a unos 800ºC, aumentando a su vez el tiempo de residencia; sin embargo, las propiedades mecánicas del acero empeoran. El recocido en atmósfera ausente de oxígeno tampoco es recomendable ya que la capa de óxidos es más frágil, irregular y discontinua debido a que en presencia de oxígeno se forma una capa de Cr2O3 que protege la superficie metálica.

El decapado es un proceso que permite eliminar la capa de óxidos formada en la superficie metálica. Se puede realizar por vía mecánica o por vía química. Para conseguir una completa eliminación de los óxidos es necesario realizar un decapado químico, requiriendo éste un elevado volumen de reactivos. Con el fin de facilitar el tratamiento químico y minimizar la cantidad de reactivos utilizados, se llevan a cabo previamente los decapados mecánico y electrolítico.

Se pueden distinguir distintos tipos de decapado químico en función del agente decapante: disoluciones acuosas (ácido, alcalino o electrolítico), sales fundidas y atmósfera reductora. El proceso de decapado químico ácido se realiza por inmersión del acero en un baño ácido y en un baño posterior de lavado con agua para arrastrar el ácido que permanece en la superficie metálica. Los ácidos más empleados son el sulfúrico y el clorhídrico para aceros al carbono, mientras que para aceros inoxidables y aceros especiales se emplean ácidos con mayor poder oxidante como mezclas de ácidos nítrico y fluorhídrico.

La velocidad de decapado depende principalmente de la concentración de ácido fluorhídrico y nítrico libre, concentración de hierro y cromo disueltos y de la temperatura del baño. Cuando se introduce el acero inoxidable en el baño ácido, comienza a disminuir la concentración de ácido libre debido a la disolución de los metales de la cascarilla, aumentando la concentración de metales disueltos, incrementándose, por tanto, el tiempo de decapado. Llega un momento en el que la velocidad de decapado se reduce en tal medida que el baño de decapado pierde su actividad, se hace inservible y ha de ser reemplazado, lo que provoca la parada de la instalación. En este punto, la concentración de metales alcanza el 5% y tiene lugar la precipitación de fluoruros de diferentes estequiometrias.

Como resultado del proceso de decapado se obtiene un acero que posee una superficie brillante y homogénea para producto final o preparado para su recubrimiento.

Los procesos del decapado de acero y la gestión de las lejías utilizadas en su tratamiento se estudian en el Módulo I del Máster en Diseño y Construcción de Instalaciones y Plantas Industriales

Autor: Borja Garrido Arias, docente del Máster en Diseño y Construcción de Instalaciones y Plantas Industriales de EADIC.

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