¿Qué es el acero inoxidable?

Bobby Brown

Publicar 2023-12-13

Descripción general

Acero inoxidable no significa que no se oxide, sino que es menos propenso a oxidarse. La elección del grado debe coincidir con los requisitos específicos, no simplemente optar por un número más alto.
El acero puede clasificarse como "acero al carbono" y "acero inoxidable y aleado" según su material. El acero es una aleación conocida por su alta resistencia, resistencia a la corrosión y maleabilidad.
La cadena de suministro de la industria del acero incluye los segmentos de aguas arriba, intermedio y aguas abajo. El acero al carbono se utiliza comúnmente en la construcción, fabricación de maquinaria y transporte, mientras que el acero inoxidable se aplica a menudo en el procesamiento de alimentos, artículos del hogar e ingeniería marina.

Contenido

¿El acero inoxidable realmente no se oxida? ¿Qué es el acero inoxidable?
¿Qué es el acero AISI 303 306?
Industrias del acero
Cadena de suministro de la industria del acero
- Acero al carbono
- Acero inoxidable y aleado:
Ayudas valiosas en el proceso de fabricación del acero - Boquillas y medidores de flujo

¿El acero inoxidable realmente no se oxida? ¿Qué es el acero inoxidable?

El acero inoxidable, comúnmente utilizado en las industrias de semiconductores, pantallas LCD y electrónica de precisión, no es completamente inoxidable, pero sí altamente resistente a la corrosión. Originado en la industria siderúrgica, el acero inoxidable se produce a partir de hierro extraído del mineral de hierro, al que se añaden elementos aleados como cromo (Cr), níquel (Ni), manganeso (Mn) y molibdeno (Mo). Estos elementos le otorgan al acero inoxidable su resistencia a la corrosión y propiedades antioxidantes, lo que lo hace duradero y fácil de limpiar. Por eso es una opción popular para utensilios de cocina. La industria de semiconductores requiere específicamente agua ultrapura, que es mil veces más limpia que el agua potable, para procesos delicados como limpieza de fotomáscaras, lavado de obleas, grabado y pulido mecánico. La preparación de esta agua pura combina diversas técnicas, como destilación, resinas de intercambio iónico, ósmosis inversa (RO), electrodiálisis y filtración, para garantizar su alta pureza.

En un contexto más amplio, el mercado del acero inoxidable está experimentando un crecimiento, especialmente en regiones de Asia-Pacífico como China, debido al desarrollo de infraestructura y los avances tecnológicos en acero. Las propiedades del acero inoxidable, como la resistencia a la corrosión y la solidez, lo hacen adecuado para la construcción moderna, sistemas de escape automotrices y maquinaria electrónica.

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¿Qué es el acero AISI 303 306?

A menudo vemos etiquetas como "acero inoxidable 304 grado alimenticio" o "acero inoxidable 316 grado médico" en el mercado. ¿Qué significan los números antes del nombre del acero inoxidable? Al acero inoxidable se le asignan diferentes números según su composición metálica y proporciones de aleación. Los aceros inoxidables AISI 304 y 316 mencionados anteriormente forman parte del sistema de numeración desarrollado por el Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI), y son designaciones de uso general comunes.

Cr - Forma una capa protectora de óxido de cromo en la superficie del metal, clave para la resistencia a la corrosión del acero inoxidable.

Ni - Aumenta la resistencia y ductilidad del acero inoxidable, mejorando su resistencia a la corrosión en ambientes con alta concentración de iones de hidrógeno.

Mn - Mejora la dureza y resistencia del acero, al tiempo que aumenta su procesabilidad y resistencia a la corrosión.

Mo - Mejora la resistencia a la corrosión del acero inoxidable en ambientes extremos, como agua de mar que contiene iones cloruro.

La numeración de las aleaciones de acero inoxidable se basa en la proporción de los elementos aleantes. Por ejemplo, el acero inoxidable AISI 304 contiene 18% de cromo y 8% de níquel (18-8), lo que ofrece una excelente resistencia a la corrosión y un acabado pulido. Se utiliza comúnmente en utensilios de cocina y fabricación de muebles. Por otro lado, el acero inoxidable AISI 316 contiene aproximadamente 16% de cromo, 10% de níquel (18-10) y 2% de molibdeno, brindando una resistencia a la corrosión aún mayor que el 304, aunque con un precio más alto. Además de utensilios de cocina, se utiliza en estructuras marinas y componentes de barcos debido a su excelente resistencia al agua salada. El acero inoxidable AISI 440 tiene la mayor dureza, pero menor resistencia a la corrosión, por lo que es adecuado para cubiertos de alta gama e instrumentos quirúrgicos. Por lo tanto, la elección del grado de acero inoxidable depende de requisitos específicos como la resistencia a la corrosión y la dureza, más allá de un valor numérico más alto o distinciones de grado alimenticio/médico.

Industrias del acero

¿Cómo se produce el acero inoxidable? El acero inoxidable proviene de la industria siderúrgica, una columna vertebral de sectores como infraestructura, transporte y manufactura, y un importante indicador económico. La industria del acero abarca diversos campos industriales como fundición, colado, forjado y laminado. El acero es una aleación compuesta principalmente por hierro, carbono, manganeso, silicio, entre otros, conocida por su alta resistencia, resistencia a la corrosión y maleabilidad. Puede clasificarse como "acero al carbono" y "acero inoxidable y aleado" según el material. Taiwán produce alrededor de 20 millones de toneladas de acero al año, ocupando el puesto 12 a nivel mundial (World Steel Association, 2022). Actualmente, la industria siderúrgica tiende hacia estructuras pequeñas y medianas, es intensiva en capital y emplea un alto porcentaje de personal técnico, lo que la convierte en una industria intensiva en tecnología.

Cadena de suministro de la industria del acero

En la industria del acero, el hierro se clasifica en dos tipos principales según el material del producto final: "acero al carbono" y "acero inoxidable y aleado". Estas categorías se dividen además en segmentos superiores, intermedios e inferiores según los diferentes roles en el mercado.

Acero al carbono

Carbon steel is commonly used as the foundational material for construction, roads, machinery manufacturing, and transportation equipment

| El acero al carbono se utiliza comúnmente como material base para la construcción, carreteras, fabricación de maquinaria y equipos de transporte

Upstream: Las materias primas del acero al carbono incluyen carbón, mineral de hierro, minerales de arena y chatarra de acero. Los procesos primarios implican la fundición en altos hornos (calentamiento del mineral de hierro y reducción para producir hierro bruto) o refinación en horno de arco eléctrico (EAF), ambos enfocados en mejorar la resistencia y dureza del acero. Los productos incluyen palanquillas, tochos y planchones. El contenido de carbono diferencia al acero al carbono del acero inoxidable, ya que no contiene elementos resistentes a la corrosión como el cromo.

Midstream: Incluye diversos procesos como laminado en frío/caliente para placas de acero, varillas corrugadas, bobinas y alambrón. También abarca varios tipos de acero y perfiles angulares producidos mediante laminado, corte, recorte y procesamiento.

Downstream:
1. Industria de la construcción: Las placas de acero laminadas en frío y caliente y las varillas corrugadas se utilizan en la construcción de edificios, puentes, carreteras y otras estructuras.
2. Fabricación de maquinaria: Las bobinas de acero y los rollos de alambrón se aplican ampliamente en la fabricación de equipos de maquinaria, componentes de vehículos y diversas maquinarias industriales.
3. Procesamiento y manufactura: El acero procesado y cortado forma varios tipos de acero y acero angular, utilizados en la producción de componentes, ensamblajes, artesanías y más.
4. Energía y transporte: Los materiales de acero encuentran amplias aplicaciones en los sectores de producción de energía y transporte, incluidos barras de acero, tuberías, y más.

Acero inoxidable y acero aleado:

Stainless steel is frequently employed in everyday life, including the food and beverage industry, medical machinery, and home decoration

| El acero inoxidable se utiliza con frecuencia en la vida cotidiana, incluyendo la industria alimentaria y de bebidas, maquinaria médica y decoración del hogar

Upstream: Las materias primas para el acero inoxidable incluyen mineral de hierro, cromo, níquel, cobalto, entre otros. El mineral de hierro, un mineral natural que contiene hierro, está compuesto principalmente de óxidos, carbonatos y sulfatos de hierro. En la producción de acero inoxidable, el hierro se extrae del mineral mediante un proceso de horno eléctrico. Se añaden elementos aleados como níquel, molibdeno, cobre, titanio, niobio, etc., para otorgarle resistencia a la corrosión y a la oxidación.

Midstream: Debido a exigencias específicas (resistencia a la corrosión, aplicaciones grado alimenticio, etc.), este sector puede incluir procesos adicionales como corte, fabricación de tubos (extrusión, estirado, doblado, etc.), tratamiento superficial (pulido, decapado, cromado, etc.), soldadura y conexión (soldadura TIG, soldadura láser, etc.).

Downstream:
1. Procesamiento de alimentos y catering: Los utensilios de acero inoxidable con alta resistencia a la corrosión se utilizan ampliamente en la producción de alimentos y servicios de catering, incluyendo bandejas, tazones y cubiertos de acero inoxidable.
2. Instrumental médico: La resistencia a la corrosión y biocompatibilidad del acero inoxidable lo convierten en un material preferido para fabricar instrumentos quirúrgicos y equipos médicos.
3. Ingeniería química y marina: Las tuberías y recipientes de acero inoxidable son comunes en la industria química y la ingeniería marina debido a su resistencia a la corrosión en entornos agresivos.
4. Hogar y decoración: La resistencia a altas temperaturas, facilidad de limpieza, durabilidad y carácter ecológico del acero inoxidable lo hacen popular en la fabricación de muebles, como lámparas y utensilios de cocina.

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Ayudas valiosas en el proceso de fabricación del acero - Boquillas y medidores de flujo

Aplicación 1: Uso de boquillas en la industria del acero

Las boquillas son herramientas invaluables en la industria del acero, no solo para enfriar las palanquillas de acero, sino también para controlar con precisión el flujo de refrigerante durante el proceso de fabricación, asegurando una distribución uniforme de los elementos aleados. En las operaciones de alto horno, las boquillas aprovechan eficientemente la energía térmica, aumentando la eficiencia de producción. Además, las boquillas tienen una amplia aplicación en tratamientos superficiales del acero, como limpieza de placas, recubrimiento y protección contra la corrosión, garantizando una calidad superior del producto e integridad de la superficie.

Nozzles used to spray cooling water on electrode rods to cool them after the electric furnace steelmaking process

| Boquillas utilizadas para rociar agua de enfriamiento sobre las varillas de electrodos después del proceso de fabricación de acero en horno eléctrico

Caso: Un fabricante taiwanés de varillas de refuerzo con una producción anual de 600,000 toneladas

Situación: La empresa utiliza tecnología de horno de arco eléctrico para producir varillas de refuerzo, requiriendo el uso de varillas de electrodo de grafito para conducir electricidad y generar hornos de alta temperatura para la fabricación de acero. Una vez cumplida su función, se rocía agua de enfriamiento mediante boquillas para reducir la temperatura. Inicialmente, la empresa usaba boquillas de latón para la refrigeración, pero el latón es susceptible a la deformación bajo altas temperaturas, lo que provocaba una vida útil corta de las boquillas y reemplazos frecuentes, aumentando los costos.

Solución: LORRIC - Boquillas de cono sólido KG para la industria del acero
LORRIC recomendó cambiar a boquillas de acero inoxidable para prolongar la vida útil del producto. Las boquillas cónicas sólidas KG especializadas de LORRIC para la industria del acero presentan un diseño de placa de turbulencia tipo X, que reduce la turbulencia del fluido para garantizar partículas de rociado uniformes, mejorando así la eficiencia de enfriamiento. El material de acero inoxidable de las boquillas de LORRIC asegura una vida útil más larga en comparación con las boquillas comunes del mercado. La empresa validó la eficacia del rociado de nuestras boquillas mediante pruebas prácticas, lo que los llevó a elegir las boquillas KG como cabezales de rociado dedicados para el enfriamiento de las varillas de electrodo.

Nozzles used in the pickling process at a steel mill to spray pickling solution

| Boquillas utilizadas en el proceso de decapado en una acería para rociar solución de decapado

Caso: Fabricante líder en la Gran China en las industrias de alambre, cable y acero especial

Situación: Fundada en Taiwán en 1966, la empresa inicialmente se centró en la producción de alambres y cables. Hoy en día, se ha convertido en un actor destacado en las industrias de alambre, cable y acero especial de la región de la Gran China. En sus negocios principales, el segmento de alambre y cable incluye materiales de cobre, cables eléctricos y de comunicación. El segmento de acero inoxidable produce palanquillas, bobinas, barras trefiladas en frío y tubos sin costura de acero inoxidable, posicionándola como uno de los principales productores de productos largos de acero inoxidable en Asia. La empresa enfrentaba desafíos en su proceso de decapado, donde utilizaba boquillas de marcas europeas y estadounidenses. La solución de decapado empleada contenía agentes altamente corrosivos: ácido nítrico (HNO₃) y ácido fluorhídrico (HF), lo que provocaba obstrucciones en las boquillas. Como resultado, el equipo requería paradas cada dos meses para mantenimiento y reemplazo de boquillas. El alto costo de las boquillas de marcas extranjeras aumentaba los gastos de mantenimiento, lo que llevó a la empresa a buscar una alternativa adecuada.

Solución: LORRIC - Boquilla de abanico multipieza KAD
Al comprender los requisitos del cliente, recomendamos la boquilla de abanico multipieza KAD. Esta boquilla adopta un diseño de tres piezas, lo que facilita el mantenimiento, la limpieza y el reemplazo. Su exclusivo diseño de posicionamiento entre la boquilla y la base garantiza que cada reemplazo mantenga la posición original. Incluso con reemplazos frecuentes, no afecta el rendimiento general de la línea de producción.

Aplicación 2: Uso de medidores de flujo en la industria del acero

Los medidores de flujo son herramientas técnicas cruciales en la industria del acero. En el proceso de fundición de hierro en altos hornos, se emplean ampliamente para monitorear el flujo de agua de enfriamiento, combustible y refrigerante, asegurando la estabilidad del sistema y un uso eficiente de la energía y los recursos. Además, su aplicación en etapas como tratamiento térmico, colada continua y laminación permite un control preciso de las tasas de enfriamiento y los parámetros del proceso, logrando una regulación exacta del acero. En el ámbito del tratamiento superficial del acero, el uso de medidores de flujo también garantiza proporciones precisas de fluidos en procesos como recubrimiento, prevención de corrosión y limpieza, asegurando así la calidad del producto y la rentabilidad.

Installing flow meters on stainless steel pipes in steel mills to detect pipeline blockages

| Instalación de medidores de flujo en tuberías de acero inoxidable en acerías para detectar bloqueos en las tuberías

Caso: Fabricante líder de acero inoxidable en Taiwán

Situación: Esta empresa es la primera planta de acero inoxidable de integración vertical en Taiwán con un proceso completo de fundición, laminado en caliente y laminado en frío. Sus productos de acero inoxidable no solo satisfacen la demanda del mercado nacional, sino que también se exportan a numerosos países de Asia, África, Europa y América. Sus productos procesados tienen amplias aplicaciones en la industria automotriz, artículos para el hogar, fabricación de maquinaria y construcción. La empresa quería instalar medidores de flujo en tuberías de acero inoxidable de 1½" para detectar cualquier obstrucción sin riesgo de fugas al cortar las tuberías. Solicitó nuestra asesoría sobre una solución adecuada.

Solución: LORRIC Medidor de flujo ultrasónico de sujeción externa FU-TX310
Considerando el entorno de trabajo del cliente, LORRIC recomendó el medidor de flujo ultrasónico de sujeción externa FU-TX310. El modelo FU-TX310 de LORRIC se instala externamente, lo que permite al cliente iniciar el monitoreo del flujo sin interrumpir la operación del equipo. Su diseño no invasivo y sin necesidad de cortar tuberías permite que el medidor de flujo se instale, retire, mantenga o calibre fácilmente, reduciendo significativamente los costos de mantenimiento. Durante la instalación de medidores de flujo ultrasónicos, una colocación incorrecta de las sondas puede afectar la precisión de los datos. Para resolver esta dificultad, LORRIC ha patentado sujetadores metálicos para el posicionamiento de las sondas. Estos sujetadores facilitan a los clientes la correcta colocación de las sondas, simplificando el proceso de instalación. Tras probar el medidor FU-TX310, la empresa quedó muy satisfecha con su precisión. El diseño de instalación externa eliminó las preocupaciones sobre fugas o pérdida de presión por cortes en las tuberías, satisfaciendo perfectamente sus necesidades.