GAS ENDOTERMICO

Metalografía y Tratamientos Térmicos

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XII.3. Cementación gaseosa
Entre los diversos tratamientos de cementación, los procesos en atmósfera gaseosa son los más
utilizados en los talleres de tratamientos térmicos, ya que es posible conseguir de manera práctica,
económica y sencilla piezas de aceros capaces de soportar los difíciles esfuerzos solicitados.
Toda cementación,aún aquella que se realiza en medios sólidos o líquidos, tiene lugar mediante una
fase gaseosa en la que se verifica el transporte de carbono desde el medio cementante al acero. El poder
producir un gas cementante regulable, ha sido una necesidad técnica desde los comienzos del empleo de
estos tratamientos, hasta llegar al sistema actual que presenta indudables y grandes ventajas, ya que lasleyes
de equilibrio químico y las teorías de difusión, resuelven los múltiples problemas de la cementación sobre
bases científicas y no por razones de tipo práctico como ha ocurrido durante siglos.
Para la obtención de una atmósfera gaseosa cementante se parte de dos gases:
a)
Gas portador o gas endotérmico que, como se verá más adelante, se obtiene de una combustión
incompleta dehidrocarburos; según ésta sea más o menos incompleta, la atmósfera que proporciona puede
ser cementante, inerte u oxidante; será cementante si en ella hay más contenido de carbono que en la pieza a
tratar, inerte si existe el mismo contenido, y oxidante si el contenido de carbono de la pieza es superior al de
la atmósfera. El gas portador debe tener normalmente un contenido constante de carbono a lo largode todo el
proceso y para todos los hornos que existan en la instalación.
b)
Gas cementante, para obtener en la atmósfera de cada horno y en cada momento del proceso el
contenido adecuado de carbono, se adiciona al gas portador un gas de enriquecimiento o cementante, en
nuestro caso es el gas natural (metano) o el gas propano.
Por lo tanto:
GAS ENDOTERMICO o PORTADOR + GAS CEMENTANTE =ATMOSFERA CEMENTANTE
Gas endotérmico: se produce en un generador cuya función es suministrar regularmente el gas
portador necesario en los procesos de cementación con una composición de ser posible, constante. Se
consigue por combustión controlada de una mezcla rica en gas natural (metano) y aire en proporción tal que
exista el suficiente oxígeno para formar el monóxido de carbono (CO), ehidrógeno (H) pero sin excesivo
anhídrido carbónico (CO2) o vapor de agua (H2O). El calentamiento de la retorta del generador endotérmico
puede ser por gases o eléctrico. La reacción en la cámara catalizadora se realiza a1.050° C; un esquema del
diagrama de flujo de un generador endotérmico se muestra en la Fig. XII.12.
El gas natural se controla por un flotámetro y se mezcla en la válvuladosificadora con el aire, que es
medido con otro flotámetro. La válvula debe mantener fija la dosificación o proporción de aire-gas, y cuando
ésta varía, un regulador de punto de rocío o de infrarojo (a los cuales aludiremos más tarde) actúa sobre una
válvula adicional de aire, regulando la entrada del mismo para corregir el desvío.
La mezcla de aire y gas es aspirada por el compresor y enviada algenerador, si hay sobrepresión se
abre una válvula uniendo la aspiración con la impulsión del compresor y recirculando la mezcla parcialmente. Ésta penetra al generador por la parte inferior de la retorta (para generadores de mayor capacidad
pueden ser dos o tres retortas) calentada exteriormente. En el interior de estas retortas se encuentra el
catalizador, constituido por cubitos derefractarios porosos impregnados con óxido de níquel.
En la parte superior, rodeando a los tubos de salida, se inicia la refrigeración del gas. El refrigerador
es un intercambiador de calor gas-agua. Su función es bajar la temperatura del endogas, para prevenir la
reacción reversible del gas y evitar la formación de hollín en la cañería que lleva los gases a los hornos, lo
que por supuesto altera la...