Desoxidação do Aço SiMn em Fornos Elétricos a Arco - Estudo da Cinética e Modelagem

18 Tecnol Metal Mater Min 2020173e2110 httpsdoiorg1043222176152320202110 Artigo Original 21761523 2020 Botelho et al Publicado pela ABM Este é um artigo publicado em acesso aberto Open Access sob a licença Creative Commons Attribution que permite uso distribuição e reprodução em qualquer meio sem restrições desde que o trabalho original seja corretamente citado a Resumo O presente estudo buscou avaliar as características da desoxidação por SiMn em aciarias que utilizam fornos elétricos a arco FEA Utilizando métodos estatísticos identificaramse as variáveis industriais críticas de vazamento no FEA para a evolução do Si e O no início do refino no forno panela FP Foi empregado um modelo cinético de primeira ordem para estimar as constantes de desoxidação no início do processo no FP Os valores obtidos experimentalmente foram 53103 𝑠1 e 36103 𝑠1 Como esperado estes valores são superiores ao estimado para a redução do teor de oxigênio total baseado apenas na energia de agitação por injeção de gás que foi de 167103 𝑠1 Isto indica que a agitação no vazamento é muito relevante na desoxidação inicial como esperado Foi desenvolvido um modelo que acopla a evolução da composição do aço e da escória especialmente entre o vazamento e a chegada ao FP O modelo confirmou a presença de uma fração sólida considerável na chegada ao FP e previu razoavelmente a composição da fase liquida neste instante A atividade da sílica na escória foi mais baixa do que a esperada no equilíbrio As limitações potencial e aplicabilidade do modelo são discutidas visando definir as próximas etapas para um modelo completo de adições de ferroligas para os aços desoxidados ao SiMn Palavraschave SiMn Oxigênio Desoxidação Modelo físico Cinética Termodinâmica A STUDY OF THE DEOXIDATION RATE IN SILICON MANGANESE DEOXIDIZED STEELS Abstract This work has aimed at evaluating the deoxidation characteristics for SiMn in Electric Arc Furnace EAF melt shops A statistical methodology led to the identification of the key EAF tapping process parameters that affect Si and O evolution during secondary refining A first order kinetic equation estimated the deoxidation constants at the beginning of the ladle furnace process The experimental values were 53103 𝑠1and 36103 𝑠1 As expected these values are higher than that estimated for the reduction of the total oxygen content based on the gas injection agitation energy which was 167103 𝑠1 confirming the importance of the agitation caused by tapping A model that couples slag and metal composition evolution in special from tapping to arrival at the ladle furnace LF was developed The model confirmed the presence of undissolved slag solid fraction on arrival at the LF and made reasonable prediction for the liquid phase composition The potential limitations and applicability of each model are discussed aiming at defining the next steps for a complete model for ferroalloys additions to SiMn steels Keywords SiMn steels Oxygen Deoxidation Physical model Kinetics Thermodynamic 1 Programa de Pósgraduação em Engenharia Metalúrgica PPGEM Universidade Federal Fluminense UFF Volta Redonda RJ Brasil 2 Gerdau COSIGUA Rio de Janeiro RJ Brasil 3 Escola de Engenharia Industrial e Metalúrgica de Volta Redonda EEIMVR Universidade Federal Fluminense UFF Volta Redonda RJ Brasil Autor correspondente thalesbothotmailcom ESTUDO DA TAXA DE DESOXIDAÇÃO NO REFINO SECUNDÁRIO EM AÇOS DESOXIDADOS AO SILICIO E MANGANÊS Thales Botelho 1 Gabriel Medeiros 2 José Adilson Castro 1 André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva 3 Botelho et al 28 Tecnol Metal Mater Min 2020173e2110 desoxidação Em um processo conduzido adequadamente o produto da desoxidação é em grande parte transportado e absorvido pela escória 6 É importante observar que o potencial químico do oxigênio no metal é afetado não apenas pelo teor de desoxidantes adicionados mas à medida que ocorre interação metalescória na panela pela atividade dos óxidos na escória As atividades dos óxidos na escória representam a tendência de reação química destes óxidos 7 e à medida que existe tempo para o metal buscar o equilíbrio com a escória se observa que todas as reações que envolvem o oxigênio precisam buscar o equilíbrio com um único potencial de oxigênio que se estabelecerá no aço 8 O processo é complicado adicionalmente pelo fato de que a composição da escória varia significativamente na etapa imediatamente seguinte ao vazamento e até o início do processamento no FP Miyashita 9 utilizando o silício como desoxidante demonstrou como as concentrações de oxigênio em solução no aço e oxigênio total oxigênio presente em inclusões ainda não removidas do metal líquido variam em função do tempo Mesmo com o silício um desoxidante mais fraco que o alumínio a reação é rápida indicada pela rápida queda do teor de oxigênio em solução imediatamente após a adição do silício Isto confirma que as etapas de dissolução do desoxidante transporte e reação química entre o oxigênio dissolvido e o desoxidante e nucleação dos óxidos são muito rápidas Por outro lado a diminuição do teor de oxigênio total ocorre de forma mais lenta associada aos processos de coalescimento e remoção de inclusões Durante o refino secundário a agitação do aço líquido influencia no coalescimento das inclusões no transporte dos produtos da desoxidação até a escória 7 e na homogeneização da concentração de oxigênio em solução no aço Recentemente Zhang e Thomas 10 correlacionaram a potência de agitação em diferentes processos de refino secundário com o valor da constante cinética de redução do oxigênio total 7 O resultado do estudo de Zhang e Thomas 10 foi semelhante ao obtido por Suzuki e colaboradores 11 em que ficou demonstrado haver a existência de uma potência ótima de agitação 7 a partir da qual o aumento da agitação não é mais benéfico Este fenômeno está possivelmente associado à reoxidação que ocorre simultaneamente ao processo de remoção das inclusões principalmente pela exposição do aço ao ar e consequente reoxidação e eventual emulsificação de escória A reoxidação resulta em geral em maior teor dos óxidos menos estáveis FeO e MnO na escória 12 3 MATERIAIS E MÉTODOS Para este estudo foram usadas corridas de aço com a composição química objetivada da Tabela 1 1 INTRODUÇÃO Um dos objetivos do processo de refino secundário no forno panela é ajustar a composição química do aço Este ajuste é normalmente feito através de adições de ferro ligas O custo de ferro ligas pode chegar a 5 a 10 do custo final do aço 1 Por este motivo é essencial que a quantidade de ligas e o modo de adição sejam otimizados de maneira a atingir a composição química estabelecida com o menor custo possível Sistemas para o cálculo de ligas e adições vêm sendo desenvolvidos há décadas visando reduzir a dependência na experiência ou intuição do operador O desenvolvimento de sistemas efetivos para este controle depende entretanto do conhecimento e controle das condições de vazamento das corridas no forno elétrico a arco FEA principalmente em relação à concentração de oxigênio solúvel no aço e a quantidade de escória que passa para a panela durante o vazamento 2 Oscilações significativas destes parâmetros dificultam ou inviabilizam um acerto sistemático das adições Estas variações têm impacto direto sobre as adições no vazamento e no forno panela e consequentemente no controle de processo custos de produção e acerto de composição química final 3 Assim o objetivo deste trabalho é desenvolver uma ferramenta baseada em uma abordagem cinética e termodinâmica que auxilie na correção de composição química do aço Nesta etapa pretendeuse desenvolver um modelo capaz de prever o teor de oxigênio do aço e a oxidação da escória na chegada ao forno panela Isto é descrever os processos que ocorrem entre o vazamento da corrida do FEA e sua chegada ao forno panela buscando evitar variações de composição química e adições de ligas incorretas no forno panela 2 TERMODINÂMICA E CINÉTICA DA DESOXIDAÇÃO A desoxidação tem como objetivo retirar parte do oxigênio solúvel contido no aço líquido A remoção do oxigênio em solução no aço apenas pela redução da pressão parcial de oxigênio sobre o banho não é viável industrialmente 4 Por isto desoxidantes precisam ser empregados para remover o oxigênio do ferro Na produção de aços longos se utiliza frequentemente a desoxidação complexa 5 como por exemplo a desoxidação com SiMn SiMnAl CaSi e CaSiAl Além do benefício da formação de óxidos mistos na desoxidação complexa a interação metalescória também atua de maneira a diminuir a atividade dos óxidos resultantes da desoxidação Desta forma a composição química da escória é tão importante quanto a adição de desoxidantes para determinar o resultado da desoxidação isto é a composição química do aço e as inclusões formadas Uma parte dos óxidos da escória é resultado das reações que ocorrem no metal líquido dentre elas a Estudo da taxa de desoxidação no refino secundário em aços desoxidados ao silicio e manganês 38 Tecnol Metal Mater Min 2020173e2110 O teor de oxigênio em solução foi medido antes do vazamento do FEA na chegada ao FP e em outro momento antes de se iniciarem as adições no FP Análises químicas do aço e da escória foram obtidas antes do vazamento no FEA na chegada ao FP durante e ao fim do processamento do FP As amostras de aço foram analisadas através do EEO espectrômetro de emissão ótica Os teores de oxigênio em solução foram determinados através de medidor CELOX Heraeus ElectroNite As análises químicas das escórias foram feitas através de um espectrômetro de fluorescência de RaiosX Para os cálculos de equilíbrio metalescória e de saturação da escória foi utilizado o software Thermocalc e o banco de dados SLAG3 4 MODELAMENTO Formulouse um modelo matemático visando descrever a evolução da composição química do aço e da escória na panela no período entre o vazamento e a chegada ao forno panela Os parâmetros discutidos em cada módulo do modelo são 1 Módulo Evolução da composição do aço Identificação das variáveis industriais críticas para a evolução do Si e O Determinação da cinética de remoção do oxigênio do aço Evolução do Si e do O no metal em equilíbrio com a SiO2 na fração liquida da escória 2 Módulo Formação da escória Escória passante quantidade e composição Adições de escorificantes quantidade composição e método de adição Dissolução da cal cinética do processo Absorção de SiO2 da desoxidação cinética da eliminação da SiO2 do aço Evolução da composição da escória em função do tempo A Figura 1 apresenta esquematicamente as principais etapas consideradas no modelo Nos próximos itens são descritos os aspectos considerados em cada etapa individualmente 41 Identificação das Variáveis Industriais Críticas no Vazamento para Evolução do Si e O No vazamento do FEA diversas adições são feitas ao aço Além disto a composição e temperatura do aço e a quantidade e composição da escória são variáveis Figura 1 Principais etapas consideradas no modelo Tabela 1 Composição química do aço massa Elemento C Si Mn Composição Objetivada 011 010 043 Botelho et al 48 Tecnol Metal Mater Min 2020173e2110 relevantes Através de um estudo estatístico DOE buscouse identificar quais seriam as variáveis críticas de vazamento para a evolução dos teores de Si e O no aço além das quantidades e composições do aço da escória passante e das adições realizadas As variáveis identificadas para o estudo estatístico foram aquelas em que havia possibilidade de serem testadas nos níveis extremos de processo sem colocar em risco a qualidade e a segurança operacional Desta forma foram testadas três variáveis a temperatura de vazamento o nível de oxidação do aço e o modo de adição do CaC2 A Tabela 2 mostra as variáveis de entrada e o nível em que foram testadas através de um planejamento fatorial de dois níveis e com duas replicações a fim de que pudesse ser avaliada a influência de cada variável sobre a atividade do oxigênio no aço e o rendimento de Si no processo desde o vazamento até a chegada ao FP A escória é desoxidada com CaC2 Foram avaliados dois modos de adição do CaC2 O primeiro foi a adição junto com as ligas de vazamento a adição portanto foi feita diretamente no aço O segundo foi ao final do vazamento com a adição feita sobre a escória A análise estatística resumida na Tabela 3 indica que apenas o grau de oxidação no vazamento é relevante estatisticamente para atividade de oxigênio na chegada ao forno panela Esta foi a única variável que apresentou um valor de Pvalor inferior a 005 Os resultados confirmam que o CaC2 em pó só influencia a desoxidação da escória No período entre vazamento e chegada ao FP sua atuação é portanto reduzir os teores de FeO e MnO não tendo influência significativa nesta etapa sobre o rendimento do Si e oxigênio do aço Assim assumiuse no modelamento que os teores de FeO e MnO da escória na panela são reduzidos no vazamento instantaneamente para 7 valor médio MnOFeO observado em 16 corridas A análise estatística confirmou a importância da medida e controle do teor de oxigênio do aço no vazamento para que um modelo possa ser bemsucedido 42 Escória Passante Em trabalho anterior foi desenvolvida metodologia para a avaliação da quantidade de escória passante 13 Utilizouse um balanço de massa dos elementos considerandose que os elementos adicionados ao volume de controle a panela estarão presentes de uma entre duas formas como parte do aço líquido ou como parte da escória na forma de óxidos o enxofre não foi considerado no balanço 13 Este balanço e as medidas experimentais de composição do aço no vazamento e na saída do FP e composição da escória no FEA antes do vazamento e no final do processo no FP permitem estimar a quantidade de escória passante 43 Dissolução da Cal A cal adicionada foi aproximada como esferas de 30mm de diâmetro Assumiuse que a dissolução é controlada pelo transporte de CaO na fase liquida da escória conforme Equação 1 sat CaO CaO CaO CaO dr k dt ρ 1 Onde r é o raio da partícula t é o tempo CaO k é a constante cinética da dissolução da cal CaO concentração na escória sat CaO concentração de saturação na escória e CaO ρ a densidade Para o modelo de dissolução da cal a constante cinética de dissolução do CaO foi baseada no estudo de Cheremisina e colaboradores 14 que estudaram a dissolução da cal em escórias de conversor a temperaturas típicas de aciaria Para a determinação do sat CaO a composição da escória é estimada inicialmente como sendo a escória passante do FEA com as seguintes alterações instantâneas no vazamento Fluorita adicionada no vazamento funde instantaneamente FeO e MnO são reduzidos instantaneamente para 7 da escória devido à ação do CaC2 adicionado no vazamento como discutido no item 41 acima A partir do vazamento sílica é incorporada a escória conforme será discutido no item 44 a seguir O teor de CaO de saturação foi calculado empregando o software Thermocalc e o banco de dados SLAG3 como mostra a Tabela 4 para algumas corridas Tabela 3 Análise de Regressão Múltipla Variável Coeficiente Erro padrão t P Constante 2322 3506 066 0520 Ppm O vaz 010392 001668 623 0000 Temp vaz 01676 02131 079 0447 Carbureto 2992 6958 043 0675 Tabela 2 Varáveis de Entrada Testadas Entradas Mínimo Máximo Temperatura Vazamento oC 1630 1660 PPMO Vazamento 400 800 Carbureto de Cálcio Aço 1 Escória 0 Estudo da taxa de desoxidação no refino secundário em aços desoxidados ao silicio e manganês 58 Tecnol Metal Mater Min 2020173e2110 44 Determinação da Cinética de Remoção do Oxigênio e Evolução do Si no Aço O modelo de redução do oxigênio do aço e aumento da sílica na escória é possivelmente a parte mais complexa do processo a ser modelada Inicialmente avaliouse a evolução do teor de oxigênio dissolvido no aço entre o vazamento do FEA e a chegada ao FP Observouse através de cálculos por termodinâmica computacional que para os teores de Si e Mn do aço estudado e as atividades calculadas para os óxidos na escória a desoxidação é controlada pelo Si A reação de desoxidação portanto pode ser expressa pela Equação 2 2 Si 2O 2 SiO 2 Em vista da dificuldade de descrever precisamente os processos que ocorrem entre o vazamento e a chegada ao FP supôsse que a redução do oxigênio solúvel no aço nesta etapa obedeça a uma cinética global de primeira ordem 15 Adotouse o valor de 25 ppm para a concentração de oxigênio em solução em equilíbrio conforme determinado por 12 para as mesmas condições de processo Obtevese assim a Equação 3 t c 0 O 25 ln k t O 25 3 Ajustandose a Equação 3 aos dados observase que o processo de redução do oxigênio entre o vazamento e o final do processamento no FP não é descrito por uma única constante cinética Aparentemente é possível determinar uma constante cinética para a desoxidação entre o vazamento e a chegada ao FP e outra considerando todo o tempo desde o vazamento até o final do processamento no FP como mostra a Figura 2 O valor da constante cinética estimada para o processo entre vazamento do FEA e chegada ao FP linha vermelha na Figura 2 é maior 53103 𝑠1 do que para o processo englobando o tempo de tratamento da corrida linha azul na Figura 2 36103 𝑠1 Isto indica que a desoxidação é mais intensa entre o vazamento e a chegada ao forno panela quando a maior parte das ferroligas é adicionada e há intensa agitação associada ao vazamento Quando se considera apenas o processo de desoxidação no FP entre a chegada e saída neste equipamento a constante cinética é de 222103 𝑠1 Este valor foi comparado com os dados Zang e Thomas 10 que correlacionaram a energia de agitação com a constante cinética de redução do teor de oxigênio total A energia de agitação do FP foi calculada usando a Equação 4 0 VT 1 H 1423 log M 148 P ε 4 Onde ε é energia de agitação w t V vazão do gás Nm3min T temperatura do banho K M massa do banho t H altura do metal líquido m pressão do gás na superfície atm Foi feita uma regressão linear entre a constante de redução do teor de oxigênio total e a energia de agitação dos dados coletados por Zhang e Thomas 10 para corridas agitadas por argônio na panela A equação obtida está superposta aos dados de Zhang e Thomas na Figura 3 Estimouse para a redução do teor de oxigênio total nas condições operacionais deste trabalho um valor de 167103 𝑠1 da mesma ordem de grandeza dos valores estimados acima e comparável a constante obtida para o processo no FP Para uso no modelo de formação de escória e desoxidação entre vazamento e chegada ao FP a constante cinética de redução do oxigênio em solução determinada para esta etapa foi usada para estimar a taxa de remoção da sílica formada O modelo completo segue portanto o fluxograma apresentado na Figura 4 Figura 2 lnOtOeqOiOeq versus tempo Figura 3 Efeito da agitação no grau de desoxidação 1011 Linha vermelha representa uma regressão linear para corridas agitadas por injeção de argônio Botelho et al 68 Tecnol Metal Mater Min 2020173e2110 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES A evolução da desoxidação no aço e a formação da escória na panela são integradas no modelo descrito no fluxograma da Figura 4 A seguir os resultados obtidos são comparados com alguns resultados industriais As Figuras 5 e 6 mostram a evolução da composição química da escória do FEA para a escória de chegada ao forno panela e a mudança de composição química estimada pelo modelo Na Figura 5 observase que a desoxidação da escória foi mais intensa que estimada pelo modelo Esta diferença se deve possivelmente a discrepâncias entre o peso real e o estimado de escória passante conforme Tabela 4 Ainda assim a estimativa da composição da escória de chegada ao FP é bastante razoável A Figura 6 relaciona o nível de desoxidação da escória com os teores de SiO2Al2O3 Os resultados das análises mostram que a fração de SiO2Al2O3 da escória do FEA para a da panela aumenta associada a diminuição do teor de FeOMnO da escória e a desoxidação do aço Entretanto a fração de SiO2Al2O3 da escória real foi superior aos valores estimados pelo modelo Uma das possibilidades para o desvio entre o modelo e os resultados da análise de escória seria uma eventual adição ou pickup por exemplo glaze ou escória no fundo da panela que alterasse estes valores embora no nível de acerto seja considerado bom A Figura 7 ilustra a evolução da fração sólida na escória representada pela fração de CaO não dissolvida na escória Notase que nos primeiros instantes há uma dissolução expressiva e depois a dissolução é mais lenta levando a uma estabilização Esta tendência deve estar associada à diminuição da força motriz para a dissolução da cal o gradiente de concentração representado pelo CaO da escória e CaOsat stimado na Tabela 4 Normalmente observase que algumas corridas chegam ao forno panela com uma quantidade considerável de material não dissolvido na escória Isto é um complicador para o modelamento das reações no FP Conforme discutido a composição da escória vai se alterando desde o vazamento do FEA até o final do Figura 4 Fluxograma do modelo Figura 5 Evolução do teor de CaO MgO e FeOMnO da escória Valores medidos Esc FEA e Esc Chegada FP e valores estimados pelo modelo Estim Esc Chegada FP Figura 6 Evolução do teor de SiO2 Al2O3 e FeOMnO da escória Valores medidos esc FEA e Esc Chegada FP e estimados pelo modelo Estim Esc Chegada FP Figura 7 Evolução da Fração Sólida na Escória para diferentes corridas Tabela 4 Estudo da taxa de desoxidação no refino secundário em aços desoxidados ao silicio e manganês 78 Tecnol Metal Mater Min 2020173e2110 6 CONCLUSÕES O modelo proposto utilizando dados industriais foi capaz de prever com certa precisão a composição química da escória na chegada ao forno panela mostrando que a modelagem proposta pode ser utilizada como ponto de partida para modelos mais sofisticados capazes de descrever a desoxidação de forma mais precisa como o modelo de fluxos acoplados 16 Constatouse experimentalmente que um modelo de primeira ordem é uma estimativa razoável para a cinética de redução do teor de oxigênio em solução na panela do vazamento até a chegada ao forno panela Nesta aproximação as quedas de oxigênio solúvel e do oxigênio total foram consideradas dependentes da energia de agitação Os cálculos do modelo de escória mostraram que as atividades da sílica calculadas tiveram valores abaixo do que se esperava se existisse equilíbrio termodinâmico entre Si O e SiO2 isto indica que o processo mesmo durante o tratamento no FP não atinge o equilíbrio metal escória havendo um estado quaseestacionário entre desoxidação pelo silício e reoxidação através do olho aberto pela agitação ou pela redução de óxidos menos estáveis da escória FeO e MnO Os resultados de aplicação do modelo indicam uma desoxidação mais alta do que a realidade Isto indica que possivelmente a reoxidação do aço pelo ar e pelos óxidos menos estáveis deve ser incluída no modelo A alternativa seria utilizar fatores empíricos que ajustassem as concentrações estimadas aos valores medidos Agradecimentos Os autores agradecem à Gerdau e ao CNPq por terem possibilitado a execução deste trabalho pela concessão da bolsa através do programa Inova Talentos de 2017 processo 35009220176 processo de refino secundário idealmente aproximandose do equilíbrio A Figura 8 ilustra a variação da atividade da sílica desde o vazamento até a chegada ao forno panela O cálculo foi feito utilizando termodinâmica computacional a partir da variação da composição química da escória representada pela dissolução do CaO e pela remoção da sílica resultante da reação de desoxidação do aço e energia de agitação Observase que a atividade da sílica calculada é bastante baixa desde o momento do vazamento até a chegada ao forno panela Inicialmente esperavase que a atividade da sílica na escória evoluísse mais lentamente no processo de modo que fosse possível estimar a concentração de oxigênio solúvel através do equilíbrio com o silício no aço Entretanto este cálculo leva a valores mais baixos do que os observados de oxigênio solúvel A atividade da sílica mais baixa é resultado de um intenso processo de desoxidação da escória bem como pela elevada basicidade Entretanto o que se propõe é que o equilíbrio com Si e O dissolvidos na fase metal líquido só ocorre plenamente na interface Além disso há uma importante fonte de oxigênio adicional oriunda da atmosfera e dos óxidos menos estáveis da escória FeO e MnO promovendo um processo secundário de reoxidação Tabela 4 Escória ao final do vazamento do FEA e o teor de CaO de saturação Corrida Temp Cheg Fp Estimativas de escória Passante por Balanço de Massa Kg CaO saturação via Thermocalc Escória CaO SiO2 MgO FeOMnO Al2O3 CaF2 1 1613 FEA 705 297 220 140 100 166 517 2 1595 FEA 257 102 63 55 47 166 415 3 1570 FEA 314 128 123 58 37 166 468 4 1630 FEA 471 208 164 92 59 166 475 5 1604 FEA 377 180 207 81 52 166 458 6 1576 FEA 227 86 61 41 29 166 405 Figura 8 Variação calculada da atividade da sílica desde o vazamento do FEA até a chegada ao forno panela na corrida 1 Tabela 4 REFERÊNCIAS 1 Das AK Mukherjee T Optimisation of ferroalloy usage in steelmaking Jameshdpur NML 1997 acesso em 20 nov 2017 Disponível em httpeprintsnmlindiaorg27401113PDF Botelho et al 88 Tecnol Metal Mater Min 2020173e2110 2 Kothari A Ranjan R Singh R Kumar G Kumar A Agrawal A A realtime ferroalloy model for the optimum ladle furnace treatment during the secondary steelmaking Journal Ironmaking Steelmaking Processes Products and Applications 2017463211220 httpdxdoiorg1010800301923320171368952 3 Botelho T Medeiros GE Costa e Silva A Castro JA Estudo da taxa de desoxidação em aços desoxidados ao silicio e manganês In Associação Brasileira de Metalurgia Materiais e Mineração Proceedings of the 49th Steelmaking Seminar International 2018 Outubro 24 São Paulo Brasil São Paulo ABM 2018 p 775786 4 Costa e Silva A Refino dos aços acesso em 20 mar 2019 Disponível em httpsequilibriumtrixnetrefino capitulosacsrefinoindexhtml 5 Graham K Integrated ladle metallurgy control thesis Hamilton McMaster University 2009 6 Costa e Silva A Nonmetallic inclusions in steels origin and control Journal of Materials Research and Technology 201873283299 7 Costa e Silva A Cálculos de equilíbrio em aciaria através da termodinâmica computacional Tecnologia em Metalurgia e Materiais 2006314552 8 Costa e Silva A Silva V Leitão L Jr Santos EA Silva ACS Avaliação do equilibrio metalescória em metalurgia secundária In Associação Brasileira de Metalurgia Materiais e Mineração Proceedings of the 49th Steelmaking Seminar International 2018 Outubro 24 São Paulo Brasil São Paulo ABM 2018 p 690701 9 Miyashita Y Change of the dissolved oxygen content in the process of silicon deoxidation TetsutoHagane 19665210491057 10 Zhang L Thomas BG State of the art in evaluation and control of steel cleanliness ISIJ International 2003 acesso em 2018 jun 3433271291 Disponível em httpswwwjstagejstgojparticle isijinternational1989433433271article 11 Suzuki K Kitamura K Takenouchi T Funazaki M Iwanami Y Manufacturing of highpurity steels by ladle refining Ironmaking Steelmaking 198293337 12 Leitão L Jr Análise da reoxidação na aciaria de aços longos trabalho de conclusão de curso Volta Redonda Universidade Federal Fluminense 2017 13 Botelho T Medeiros GE Costa e Silva A Serra JG Estimativa da quantidade de escória passante no vazamento do fea através de balanço de massa In Associação Brasileira de Metalurgia Materiais e Mineração Proceedings of the 47th Steelmaking Seminar International 2016 Rio de Janeiro São Paulo ABM 2016 p 311319 14 Cheremisina E Schenk J Nocke L Paul A Wimmer G Dissolution rate of pure CaO and industrial lime in converter slags In Associação Brasileira de Metalurgia Materiais e Mineração Proceedings of the 48th Steelmaking Seminar International 2017 Outubro 26 São Paulo Brasil São Paulo ABM 2017 p 7484 15 Levenspiel O Chemical reaction engineering 3rd ed Nova York John Wiley Sons 1999 acesso em 25 maio 2019 Disponível em https4lfonsinafileswordpresscom201211levenspielchemicalreactionengineeringpdf 16 Robertson D Dei B Ohguchi S Multicomponent mixedtransportcontrol theory for kinetics of coupled slag metal and slagmetalgas reactions application to desulphurization of molten iron Ironmaking Steelmaking 19841114155 Recebido em 29 Mai 2019 Aceito em 18 Fev 2020 RESENHA ESTUDO DA TAXA DE DESOXIDAÇÃO NO REFINO SECUNDÁRIO EM AÇOS DESOXIDADOS AO SILICIO E MANGANÊS Aluno Rafael O estudo em questão buscou caracterizar a desoxidação por SiMn em aciarias que usam fornos elétricos a arco FEA A metodologia baseouse na utilização de um modelo cinético de primeira ordem para estimar as constantes de desoxidação no início do processo no forno panela FP O modelo confirmou a presença de uma fração sólida considerável na chegada ao FP e previu razoavelmente a composição da fase liquida neste instante Um dos processos mais importantes da aciaria é a correção da sua composição química no FP que é feito pela adição de ferro ligas Realizar isso de uma maneira precisa é fundamental para a boa qualidade do aço desejado e diminuição de custos Sendo assim tornase imprescindível a utilização de uma ferramenta para melhor realização de tal tarefa na indústria da aciaria Em seu trabalho o autor se apoia em diversos outros estudos que corroboram com a explicação do processo de desoxidação Segundo Costa e Silva 2013 A desoxidação tem como objetivo retirar parte do oxigênio solúvel contido no aço líquido A remoção do oxigênio em solução no aço apenas pela redução da pressão parcial de oxigênio sobre o banho não é viável industrialmente Para estudo objetivouse obter um aço baixo carbono com composição 011 C 010 Si e 043 Mn O Autor descreve a metodologia da seguinte maneira O teor de oxigênio em solução foi medido antes do vazamento do FEA na chegada ao FP e em outro momento antes de se iniciarem as adições no FP Análises químicas do aço e da escória foram obtidas antes do vazamento no FEA na chegada ao FP durante e ao fim do processamento do FP O modelamento matemático do processo foi feito com o intuito de mapear a composição química do aço e da escória entre o vazamento e sua chegada na panela e verificar assim a variação das composições a partir da entrada do ferro liga e da desoxidação provocada Esse modelamento separouse em duas etapas evolução da composição do aço Formação da escória O modelo criado mostrou algumas diferenças entre a desoxidação real e a calculada sendo esta mais alta o que indica que a reoxidação do aço deve ser incluída nos cálculos Essa desoxidação não ocorre eficientemente pela agitação do banho tirando a proteção da escória e então oxidando em contato ao ar e pela formação e redução de óxidos menos estáveis da escória FeO e MnO REFERÊNCIAS BOTELHO Thales et al ESTUDO DA TAXA DE DESOXIDAÇÃO NO REFINO SECUNDÁRIO EM AÇOS DESOXIDADOS AO SILICIO E MANGANÊS Tecnologia em Metalurgia Materiais e Mineração v 17 n 3 p 00 2020 Costa e Silva A Refino dos aços Disponível em httpsequilibriumtrixnetrefino capitulosacsrefinoindexhtml RESENHA ESTUDO DA TAXA DE DESOXIDAÇÃO NO REFINO SECUNDÁRIO EM AÇOS DESOXIDADOS AO SILICIO E MANGANÊS Aluno Rafael O estudo em questão buscou caracterizar a desoxidação por SiMn em aciarias que usam fornos elétricos a arco FEA A metodologia baseouse na utilização de um modelo cinético de primeira ordem para estimar as constantes de desoxidação no início do processo no forno panela FP O modelo confirmou a presença de uma fração sólida considerável na chegada ao FP e previu razoavelmente a composição da fase liquida neste instante Um dos processos mais importantes da aciaria é a correção da sua composição química no FP que é feito pela adição de ferro ligas Realizar isso de uma maneira precisa é fundamental para a boa qualidade do aço desejado e diminuição de custos Sendo assim tornase imprescindível a utilização de uma ferramenta para melhor realização de tal tarefa na indústria da aciaria Em seu trabalho o autor se apoia em diversos outros estudos que corroboram com a explicação do processo de desoxidação Segundo Costa e Silva 2013 A desoxidação tem como objetivo retirar parte do oxigênio solúvel contido no aço líquido A remoção do oxigênio em solução no aço apenas pela redução da pressão parcial de oxigênio sobre o banho não é viável industrialmente Para estudo objetivouse obter um aço baixo carbono com composição 011 C 010 Si e 043 Mn O Autor descreve a metodologia da seguinte maneira O teor de oxigênio em solução foi medido antes do vazamento do FEA na chegada ao FP e em outro momento antes de se iniciarem as adições no FP Análises químicas do aço e da escória foram obtidas antes do vazamento no FEA na chegada ao FP durante e ao fim do processamento do FP O modelamento matemático do processo foi feito com o intuito de mapear a composição química do aço e da escória entre o vazamento e sua chegada na panela e verificar assim a variação das composições a partir da entrada do ferro liga e da desoxidação provocada Esse modelamento separouse em duas etapas evolução da composição do aço Formação da escória O modelo criado mostrou algumas diferenças entre a desoxidação real e a calculada sendo esta mais alta o que indica que a reoxidação do aço deve ser incluída nos cálculos Essa desoxidação não ocorre eficientemente pela agitação do banho tirando a proteção da escória e então oxidando em contato ao ar e pela formação e redução de óxidos menos estáveis da escória FeO e MnO REFERÊNCIAS BOTELHO Thales et al ESTUDO DA TAXA DE DESOXIDAÇÃO NO REFINO SECUNDÁRIO EM AÇOS DESOXIDADOS AO SILICIO E MANGANÊS Tecnologia em Metalurgia Materiais e Mineração v 17 n 3 p 00 2020 Costa e Silva A Refino dos aços Disponível em httpsequilibriumtrixnetrefino capitulosacsrefinoindexhtml