ESTUDO DA TAXA DE DESOXIDAÇÃO NO REFINO SECUNDÁRIO
EM AÇOS DESOXIDADOS AO SILICIO E MANGANÊS

Thales Botelho; Gabriel Medeiros; José Adilson Castro; André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva

doi:10.4322/2176-1523.20202110

Artigo Original

ESTUDO DA TAXA DE DESOXIDAÇÃO NO REFINO SECUNDÁRIO EM AÇOS DESOXIDADOS AO SILICIO E MANGANÊS

A STUDY OF THE DEOXIDATION RATE IN SILICON MANGANESE DEOXIDIZED STEELS

Thales Botelho, Gabriel Medeiros, José Adilson Castro, André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva

http://dx.doi.org/10.4322/2176-1523.20202110 Tecnol. Metal. Mater. Min., vol.17, n3, e2110, 2020

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Resumo

O presente estudo buscou avaliar as características da desoxidação por Si-Mn em aciarias que utilizam fornos elétricos a arco (FEA). Utilizando métodos estatísticos, identificaram-se as variáveis industriais críticas de vazamento no FEA para a evolução do Si e O no início do refino no forno panela (FP). Foi empregado um modelo cinético de primeira ordem para estimar as constantes de desoxidação no início do processo no FP. Os valores obtidos experimentalmente foram 5,3∙10−3 𝑠−1 e 3,6∙10−3 𝑠−1. Como esperado, estes valores são superiores ao estimado para a redução do teor de oxigênio total baseado apenas na energia de agitação por injeção de gás, que foi de 1,67∙10−3 𝑠−1. Isto indica que a agitação no vazamento é muito relevante na desoxidação inicial, como esperado. Foi desenvolvido um modelo que acopla a evolução da composição do aço e da escória, especialmente entre o vazamento e a chegada ao FP. O modelo confirmou a presença de uma fração sólida considerável na chegada ao FP e previu, razoavelmente, a composição da fase liquida neste instante. A atividade da sílica na escória foi mais baixa do que a esperada no equilíbrio. As limitações, potencial e aplicabilidade do modelo são discutidas, visando definir as próximas etapas para um modelo completo de adições de ferro-ligas para os aços desoxidados ao Si-Mn

Palavras-chave

Si-Mn; Oxigênio; Desoxidação; Modelo físico; Cinética; Termodinâmica

Abstract

This work has aimed at evaluating the deoxidation characteristics for Si-Mn in Electric Arc Furnace (EAF) melt shops. A statistical methodology led to the identification of the key EAF tapping process parameters that affect Si and O evolution during secondary refining. A first order kinetic equation estimated the deoxidation constants at the beginning of the ladle furnace process. The experimental values were 5.3∙10−3 𝑠−1and 3.6∙10−3 𝑠−1. As expected, these values are higher than that estimated for the reduction of the total oxygen content based on the gas injection agitation energy, which was 1.67∙10−3 𝑠−1, confirming the importance of the agitation caused by tapping. A model that couples slag and metal composition evolution in special from tapping to arrival at the ladle furnace (LF) was developed. The model confirmed the presence of undissolved slag solid fraction on arrival at the LF and made reasonable prediction for the liquid phase composition. The potential, limitations and applicability of each model are discussed, aiming at defining the next steps for a complete model for ferro-alloys additions to Si-Mn steels.

Keywords

Si-Mn steels; Oxygen; Deoxidation; Physical model; Kinetics; Thermodynamic

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Submetido em:
29/05/2019

Aceito em:
18/02/2020