Estudo comparativo da remoção de inclusões do aço líquido nos processos de RH e estação de borbulhamento.

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.