Estudo da incorporação de hidrogênio no aço líquido.

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.