Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/tmm.00502003
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

ESTUDO EXPERIMENTAL DO TRATAMENTO DE INCLUSÕES COM CÁLCIO EM ESCALA LABORATORIAL

EXPERIMENTAL STUDY OF INCLUSION CALCIUM TREATMENT IN LABORATORIAL SCALE

Bielefeldt, Wagner Viana; Marcon, Leomar; Vilela, Antônio Cezar F.

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Resumo

O cálcio (ou ligas a base de cálcio) é muito importante na metalurgia de muitos tipos de aço. Esse elemento é adicionado para promover a desoxidação, dessulfuração, controle da forma de inclusões e para o aumento da lingotabilidade dos aços no lingotamento contínuo. Apesar da importância do uso do cálcio na metalurgia dos aços, o conhecimento acerca do seu comportamento termodinâmico e cinético continua sendo tópico de estudo. Os objetivos deste trabalho são: 1) avaliar a evolução da composição química de inclusões modificadas com a adição de cálcio no banho ao longo do tempo de um aço para construção mecânica (SAE 8620); e 2) consolidar uma metodologia para estudo de inclusões em escala laboratorial. Foram executadas corridas em um forno elétrico resistivo com capacidade de até 8 kg de aço. As matérias-primas utilizadas foram: ferro com alta pureza, ferroligas, alumínio e CaSi. Na análise química do aço foram considerados os elementos de liga de rotina de produção, bem como o teor de cálcio e oxigênio total. Nas análises de inclusões foram avaliadas: composição química, morfologia, distribuição de fases e tamanho via MEV/EDS. Observou-se a modificação química das inclusões com a adição de cálcio, formando diferentes tipos de cálcio-aluminatos, como previsto. Devido à presença de enxofre verifica-se a formação de sulfetos de cálcio e manganês associados aos cálcio-aluminatos.

Palavras-chave

Aço SAE 8620, Caracterização, Cálcio, Inclusões

Abstract

Calcium (or calcium alloys) is very important in the metallurgy of many kinds of steel. This element is added to promote deoxidation, desulfurization, control of shape of the inclusions and to improve steel castability in continuous casting. Despite of the importance of calcium utilization in metallurgy, the knowledge concerning kinetic and thermodynamic behavior of calcium is still being topic of study. The aims of this work are: 1) to evaluate the chemical composition evolution of inclusions modified with calcium addition in the engineering steel bath (SAE 8620) along the time; and 2) to consolidate a methodology for inclusion study in laboratorial scale. Heats were carried out in an electric resistive furnace with capacity of 8 kg of steel. The raw materials used were: high purity iron, iron-alloys, aluminium and CaSi. In the chemical analysis the routine alloys elements of steelmaking, as well as the oxygen and total calcium content were considered. In the inclusion analysis, the following were considered: chemical composition, morphology, phase distribution and size via SEM/EDS. The chemical modification of inclusions with calcium was observed, forming different types of calcium aluminates, as anticipated. Due to the presence of sulphur, the calcium and manganese sulphites formation associated with calcium aluminates is observed.

Keywords

SAE 8620, Characterization, Calcium, Inclusions

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