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Title: Estudo comparativo da remoção de inclusões do aço líquido nos processos de RH e estação de borbulhamento.
Authors: Campos, Marina Braga
metadata.dc.contributor.advisor: Silva, Carlos Antônio da
Peixoto, Johne Jesus Mol
Keywords: Ruhrstahl Heraeus
Borbulhamento
Metais - inclusões
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Silva, Carlos Antônio da
Lemos, Leandro Rocha
Gameiro, Danton Heleno
Peixoto, Johne Jesus Mol
Citation: CAMPOS, Marina Braga. Estudo comparativo da remoção de inclusões do aço líquido nos processos de RH e estação de borbulhamento. 2019. 61 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: A composição, quantidade e distribuição de tamanhos de inclusões não metálicas influenciam fortemente as propriedades químicas e físicas do aço como resistência à fadiga, usinabilidade e resistência à corrosão. Portanto melhorar a qualidade do aço implica em aumentar a limpidez do aço líquido, ou seja, reduzir o número e tamanho das inclusões no mesmo. Para tanto são utilizados processos (que possuem diferentes custos operacionais) como o borbulhamento de gás inerte na panela e o tratamento no desgaseificador à vácuo RH. Devido à alta taxa de dissipação de energia característica do tratamento do aço no reator RH este funciona como um excelente misturador capaz de promover o coalescimento e flotação das inclusões, com sua consequente remoção do aço líquido; além do choque e coalescimento de inclusões a injeção de gás inerte possibilita a interação direta entre bolhas e partículas inclusionárias promovendo a remoção das mesmas. O presente trabalho traz uma comparação, utilizando dados industriais e simulações matemáticas, da capacidade de remoção de inclusões nos tratamentos de borbulhamento, RH e RH com aquecimento químico. Foi encontrado que o número de inclusões decai exponencialmente durante o tratamento no RH após o aquecimento químico. Para estes casos a constante aparente de desoxidação foi da ordem de 0,47 (min-1) para uma taxa de circulação de 120 (ton/min). Este forte decaimento exponencial não é observado nas corridas tratadas no RH sem aquecimento químico bem como nas corridas tratadas na estação de borbulhamento. Sugere-se que nestes casos pode haver um processo de competição entre a remoção e geração de inclusões a partir de fontes como a interação refratário-escória-metal ou interação do metal líquido com a atmosfera através do olho da pluma. Concluiu-se que a estação de borbulhamento e o RH são ambos capazes de reduzir a quantidade de inclusões do aço líquido, porém o processo de borbulhamento requer para isso uma vazão de gás muito menor do que a utilizada neste trabalho para evitar a abertura do olho da pluma.
metadata.dc.description.abstracten: The composition, amount and size distribution of non-metallic inclusions strongly influence the chemical and physical properties of the steel such as fatigue, machinability and corrosion resistance. Therefore, in order to improve the quality of the steel, it is necessary to increase the cleanliness of the liquid steel. For that purpose, processes (with different operating costs) are used, such as the bubbling of inert gas in the steel ladle and its treatment in the vacuum degasser RH. Due to a high level of energy dissipation rate during the RH treatment of steel this reactor works as an excellent mixer, capable of promoting coalescence and flotation of the inclusions with its consequent removal of liquid steel; inert gas injection is able to promote inclusion coalescence as well as inclusion flotation by direct contact between inclusions and bubbles. The present work presents a comparison of inclusion removal, using industrial data and mathematical simulations, considering steel treatments with inert gas bubbling, RH and RH with chemical heating. The inclusion counting shows a strong exponential decay for RH treated heats with chemical heating; the apparent deoxidation kinetic constant was 0.47(min-1) for a circulation rate of 120 (ton/min). The same exponential decay is not seen for RH treated heats without chemical heating as well as inert gas bubbling. It is suggested that in the later cases it could exist a competition between inclusion removal and inclusion generation from sources such as refractory-slag-metal interaction, open eye atmosphere metal interaction. It has been concluded that the RH and the inert gas bubbling processes are both able to reduce the amount of inclusions, however the bubbling process would require a much smaller gas flow rate to avoid eye open formation.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11921
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 23/01/2020 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite a adaptação
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