Engenharia de inclusões aplicada a produção do aço SAE 8620 na aciaria

Aços de alta qualidade são cada vez mais requisitados pelo mercado. Conhecer a fundo os fenômenos que regem o refino desses aços é fundamental se as empresas querem sobreviver em um mercado cada vez mais competitivo. Desta forma, o conceito de Engenharia de Inclusões engloba as técnicas mais recentes para a otimização da produção de aços especiais. Mostrar o estado da arte deste conceito, desenvolver uma metodologia de aplicação e utilizar a ferramenta de simulação termodinâmica computacional para a otimização da produção de aços especiais são os objetivos deste trabalho. O estado da arte nos mostra onde estamos e onde podemos chegar a nível de práticas de produção. Desenvolver uma metodologia de aplicação é fundamental para a coleta de dados de produção e o conhecimento do perfil micro-inclusionário da prática atual. Por sua vez, para se chegar ao perfil ideal de inclusões torna-se fundamental a utilização da ferramenta computacional, em vista de que a produção de aços especiais torna-se cada vez mais complexa. A ferramenta computacional utiliza por sua vez, modelos termodinâmicos que devem ser perfeitamente entendidos. Neste trabalho, são mostrados os resultados obtidos pelo levantamento de dados. Além disso, foi obtido o perfil atual de microinclusões ao longo de todo o processo. Na última etapa deste trabalho, os resultados de análises químicas do aço e escória da prática industrial são comparados com os obtidos via simulação. Considerações são feitas com respeito à questão do equilíbrio termodinâmico das reações que ocorrem durante o refino do aço SAE 8620 na etapa do forno-panela

Thermodynamic study of non-metallic inclusions in al-killed calcium treated steel

O objetivo geral do trabalho foi o estudo da formação de inclusões não-metálicas no lingotamento contínuo (LC) para um aço acalmado ao alumínio e tratado com cálcio (SAE 8620). Os objetivos específicos foram: 1) A obtenção das fases e compostos formados nas inclusões em função da composição e temperatura de lingotamento adotadas para o aço SAE 8620. 2) Estabelecer condições de composição química do aço para a formação de inclusões menos deletérias à lingotabilidade do SAE 8620. Com base em trabalhos da literatura e em trabalhos anteriores dos autores, simulações foram realizadas via FactSage e seus bancos de dados. As simulações foram realizadas utilizando a composição química global do aço SAE 8620 no distribuidor de LC. O resultado é a composição do aço e inclusões não-metálicas (óxidos e sulfetos) na temperatura de interesse. Os resultados mostraram a formação de diferentes óxidos sólidos e a formação de fase líquida nas inclusões pela variação do teor de cálcio no aço. Foi possível determinar a composição das inclusões como função dos teores de alumínio e cálcio no aço SAE 8620. Para uma determinada composição e temperatura do aço SAE 8620, também foi possível estabelecer uma faixa de teor de cálcio onde as inclusões são formadas por fase líquida predominante. Foi ainda possível calcular o percentual de fase líquida e sólida nas inclusões, bem como sua composição em termos de óxidos.The main goal was the study of non-metallic inclusion formation in the continuous casting (CC) for Al-killed, calcium treated steel (SAE 8620). The specific goals were: 1) To obtain the phases and compounds formed in the inclusions as a function of composition and casting temperature adopted for the SAE 8620 steel. 2) To establish conditions of steel chemical composition for the formation of less harmful inclusions to the SAE 8620 castability. Based in the literature and previous work of the authors, were carried out simulations using the software FactSage and databases. The simulations were realized using the global chemical composition of SAE 8620 steel in the CC tundish. The results were steel and non-metallic inclusions (oxides and sulphites) composition in the aimed temperature. The results showed the formation of different solid oxides and the formation of liquid phase in the inclusions by the variation of calcium content in the steel. It was possible to determine the inclusion composition as a function of aluminum and calcium content of SAE 8620 steel. For the specific composition and temperature of SAE 8620 steel, it was possible to establish a range of calcium content were the inclusions are formed by predominant liquid phase. It was possible to calculate the percent of liquid and solid phase in the inclusions, as well the composition in terms of oxides

Carbon steel study to reduce the cost alloy in the production of CA60

Este trabalho tem como objetivos principais a redução de custo em ligas e aumento de produtividade na produção do vergalhão CA60 atendendo as especificações de propriedades mecânicas contidas na norma ABNT NBR 7480 de 2007. Para atingir estes objetivos foram reduzidas as faixas de composição química dos elementos C, Si e Mn na aciaria. Posteriormente o tarugo foi laminado a quente produzindo fio-máquina com bitola superior à anteriormente empregada. O fio-máquina de bitola superior foi processado no laminador a frio elevando as propriedades mecânicas através do mecanismo de encruamento por conformação mecânica, compensando a redução nos teores de elementos de liga praticada no aço. Para verificação de propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração determinando os limites de escoamento e resistência, relação elástica e alongamento, além de ensaios de dobramento e enrolamento.This work has as main objective to reduce alloy costs and to increased productivity in the processing of CA60 reinforcing bars, according to mechanical properties specified by the Brazilian standard NBR 7480, issued in 2007. To achieve these objectives the C, Si and Mn contents in the alloy were reduced. Afterwards the billets were hot rolled, producing gauge wire rod with diameter higher than the previously employed. The higher gauge wire rod was processed in the cold rolling mill, raising the mechanical properties through hardening mechanism by mechanical forming offsetting the reduction of alloy contents in the steel. The mechanical properties of the reinforcing bars with lower alloy content were checked through tension, bending and winding tests

Estudo termodinâmico do aço SAE 52100 via simulação computacional

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Study of morphology, size, distribution and precipitation on oxides of inclusions of manganese in resulphurised steels

O enxofre tem influência direta nas propriedades mecânicas nas diversas classes de aços, principalmente se formar FeS que reduz a resistência no trabalho a quente, devido ao seu baixo ponto fusão. A fim de que o teor de enxofre seja controlado na produção do aço, tem sido aplicada a adição de elementos de liga como o manganês. O manganês reduz consideravelmente a solubilidade do enxofre pela formação de sulfetos de manganês com a redução da temperatura. Estas inclusões controlam o crescimento do grão e facilitam a usinagem, aumentando a vida útil das ferramentas de corte. No entanto, prejudicam a qualidade dos aços e provocam problemas como redução na dutilidade e qualidade superficial de chapas laminadas a quente. Portanto, este trabalho fará uma abordagem sobre as influencias de processos, objetivando estudar sua morfologia, distribuição e tamanho médio, assim como, a precipitação dos sulfetos de manganês sobre óxidos; usando análise de imagens produzidas a partir de amostras retiradas de aço ressulfurado.Sulfur has a direct influence on the mechanical properties of the various grades of steel, especially if it forms FeS, which reduces the resistance to hot rolling due to its low melting point. In order that the sulfur content is controlled in the production of steel, the addition of alloying elements such as manganese has been applied. Manganese considerably reduces the solubility of sulfur by the formation of manganese sulphides with the reduction of temperature. These inclusions control grain growth and facilitate machining, increasing the life of cutting tools. However, they impair the quality of the steels and cause problems such as reduction in the ductility and surface quality of hot-rolled sheets. Therefore, this work will focus on the influences of processes, aiming to study their morphology, distribution and average size, as well as the precipitation of manganese sulphides on oxides; using image analysis produced from samples taken from resulphurised steel

Analysis and verification of process variables as causes for macroinclusions and scrapping in a special steel melt shop

The technology used in manufacturing steel for mechanical constructions has made great progress in recent years, resulting in a remarkable reduction of the impurities in special steel. One of these impurities is known as macroinclusion, the presence of which can cause serious defects in the steel structure. In a melt shop, where the semi-finished product is formed, there are several variables that can cause the formation of impurities in the steel and must be controlled. Therefore, by analyzing the influence of the primary melt shop variables, including: the iron and manganese oxides of the ladle slag (FeO+MnO), the stopper rod level variation and the argon pressure in the shroud between ladle and tundish in continuous casting; it was possible to establish a relationship between scrap generation and these process variables, through the creation of an investigation method. As result it was possible to identify the scrapping relationship with the presence of high FeO and MnO contents in the slag, during ladle furnace starting operations, along with stopper rod level variation in the tundish

Slag foaming fundamentals : a critical assessment

Slag foaming is part of steelmaking process and could bring several benefits: it helps to save energy, improves productivity, enhances the refractory service life, decreases noise pollution and protects the bath from nitrogen incorporation. Unfortunately, slag foaming is a highly dynamic process that is difficult to control. There are factors that limit the quality of the foam generated on the slag, such as: basicity, FeO content, surface tension, viscosity, carbon and oxygen injection. This paper aims to discuss the main factor that induces foaming, mathematical models proposed by different authors and the use of isothermal solubility diagram (ISD) to predict the foam quality

Análise de micro-inclusões no aço SAE 8620 : Parte I. Utilização de microscopia óptica

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