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Title: Estudo da incorporação de hidrogênio no aço líquido.
Authors: Henriques, Bruno Rodrigues
metadata.dc.contributor.advisor: Araújo, Fernando Gabriel da Silva
Keywords: Hidrogênio
Engenharia de materiais
Engenharia metalúrgica
Metais - gases
Issue Date: 2010
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: HENRIQUES, B. R. Estudo da incorporação de hidrogênio no aço líquido. 2010. 167 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2010.
Abstract: O hidrogênio é reconhecido como sendo um elemento residual sempre prejudicial ao aço. Ele pode provocar danos severos que, dependendo das circunstâncias, podem ser descritos como: bolhas, flocos ou escamas, fragilização, fissuras e trincas internas. Existem numerosas fontes de incorporação de hidrogênio durante os processos de fusão no convertedor, tratamento da panela e lingotamento contínuo. Por outro lado, a redução do teor de hidrogênio para níveis ultrabaixos (<1,5ppm) no processo de desgaseificação ainda é um desafio. A maior parte dos fundamentos termodinâmicos e cinéticos, relacionados com o hidrogênio, é conhecida. Contudo, não existem muitos modelos capazes de prever a importância e o impacto de diversos parâmetros operacionais sobre os teores de hidrogênio no aço líquido, nas várias etapas do fluxo de produção da aciaria. Portanto, o objetivo desse trabalho é identificar e quantificar as principais fontes de incorporação de hidrogênio no aço líquido, atuantes no processo de produção da aciaria da ArcelorMittal Tubarão, entre as etapas de vazamento do aço líquido no convertedor e o início do tratamento da panela na estação de desgaseificação a vácuo. Os dados gerados serão utilizados para desenvolver um modelo capaz de prever o teor de hidrogênio no início do tratamento na estação de desgaseificação a vácuo. Para tanto, foram implementados um total de 69 experimentos, realizados na panela de aço, durante e após o vazamento do aço líquido proveniente do convertedor, utilizando-se as próprias corridas de rotina do fluxo operacional da aciaria. A variável resposta de cada experimento foi o teor de hidrogênio presente no aço líquido. A quantificação da importância de cada fonte de incorporação de hidrogênio foi feita através de análise de regressão linear múltipla. Os resultados obtidos se mostraram coerentes com os dados de literatura e indicaram que as principais fontes de incorporação de hidrogênio são os produtos à base de cal, os materiais recarburantes (coque e grafite) e os ferro-ligas (ferro-silício-manganês e ligas de manganês). No tocante à análise de r egressão, o coeficiente de determinação (R2 ) apresentou um valor elevado, de 89%, significando que uma grande proporção da variabilidade do teor de hidrogênio contido no aço líquido foi explicada pelo modelo de regressão linear múltipla.
metadata.dc.description.abstracten: Hydrogen has been recognized as being a residual element always detrimental to steel. It can cause severe damage that, depending on the circumstances, may be described as blistering, flaking, static fatigue, fissuring and internal cracking. There are numerous hydrogen pickup sources during the process of melting at converter, ladle processing and casting. On the other hand, the reduction of hydrogen content to ultra low levels (<1,5ppm) in degassing still is a challenge. Much of the thermodynamics and kinetics fundamentals related to hydrogen are known. However, no useful model exists to predict the importance and the impact of the many operational parameters influencing the steel hydrogen content, at several steps of the steelmaking production flow. The objective of this research is to identify and quantify the main hydrogen pickup sources into liquid steel, that are part of the production process at ArcelorMittal Tubarão steelmaking plant, from liquid steel tapping at converter up to start of ladle treatment at vacuum degasser. The data generated will be used to develop a model to predict the hydrogen content at beginning of treatment at vacuum degasser station. For that, 69 experiments were carried out, performed at the steel ladle, during and after the tapping of the liquid steel from the converter, using heats from the regular steelmaking production flow. The response variable of each of these experiments was the hydrogen content in the liquid steel. The importance quantification of each hydrogen pickup source was done by the use of multi linear regression analysis. The results obtained were in accordance to the technical literature and indicated that the main hydrogen pickup sources are the lime based products, recarburizer materials (coke and graphite) and ferro alloys (ferro-silicon-manganese and manganese alloys). Regarding the regression analysis, the result for the multiple square regression coefficient (R2 ) was high, of 89%, indicating that a great proportion of steel hydrogen content variability was explained by the multiple linear regression model.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2436
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