Avaliação dos fatores que afetam a taxa de desnitrogenação no Desgaseificador a Vácuo RH para aços destinados a aplicação em Chapas Grossas
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Maurício Covcevich Bagatini
Aline Lima da Silva
Roberto Parreiras Tavares
Sérgio Luiz de Souza Costa
Aline Lima da Silva
Roberto Parreiras Tavares
Sérgio Luiz de Souza Costa
Resumo
A siderurgia tem enfrentado um aumento na demanda de aços com requisitos de qualidade cada
vez mais rigorosos, principalmente quanto à qualidade superficial e à propriedade mecânica dos
produtos, exigindo aços com composição química em faixas cada vez mais estreitas, isso tem
ocorrido com os aços chapas grossas na Usiminas Ipatinga.
O nitrogênio é um fator importante para influenciar a qualidade dos produtos. Não só afeta as
propriedades mecânicas dos aços, mas também é a principal causa de formação de trincas.
Usando um equipamento para tratamento a vácuo é possível diminuir o teor de nitrogênio de
forma a melhorar a qualidade do aço.
Neste trabalho foram avaliados o teor de nitrogênio e a taxa de desnitrogenação ao longo do
tratamento no Desgaseificador a Vácuo RH para aços destinados a aplicação em Chapas
Grossas. Além disso foram analisados os fatores que afetam estas variáveis através de análises
estatísticas utilizando um software. Também foi desenvolvido um modelo cinético usando
processamento de macros na ferramenta computacional FactSage capaz de prever a evolução
de nitrogênio no banho durante o tratamento.
Mediante as análises, foi identificado a influência do teor inicial do nitrogênio na taxa de
desnitrogenação e no teor final de nitrogênio. Para o grupo de nitrogênio superior a 0,0046%
tivemos uma taxa média de 28% de desnitrogenação e um nitrogênio final médio de 0,0040%.
Para valores iniciais inferiores a 0,0046%, o taxa foi de 18% e o nitrogênio final de 0,032%.
Análises estatísticas confirmaram a influência do nitrogênio inicial na taxa de desnitrogenação
e no nitrogênio final. Quanto maior o nitrogênio inicial, maior a taxa de desnitrogenação e maior
o nitrogênio final. Para o nitrogênio final, o tempo de vácuo menor que 2 torr também teve
influência estatisticamente significativa. Quanto maior o tempo, menor o nitrogênio final.
O modelo cinético, mantendo-se os parâmetros, foi capaz de prever a desnitrogenação nos aços
para qualquer valor de nitrogênio inicial.
Abstract
The steel industry has faced an increase in the demand for steels with increasingly quality
requirements, mainly regarding surface quality and mechanical properties of products,
requiring steels with chemical composition in ever narrower ranges, this has happened with
steels for Heavy Plates in Usiminas Ipatinga.
Nitrogen is an important factor that influences the quality of products. Not only does it affect
the mechanical properties of steels, but it is also the main cause of cracking. Using a vacuum
treatment equipment it is possible to reduce the nitrogen content in order to improve the quality
of the steel.
In this work the nitrogen content and the denitrogenation rate were evaluated during the
treatment in the Vacuum Degasser RH for Heavy Plates steels. In addition, we analyzed the
factors that affect these variables through statistical analysis using software. A kinetic model
was also developed using macro processing in the FactSage computational tool capable of
predicting the evolution of nitrogen in the bath during treatment.
Through the analysis, the influence of the initial nitrogen content on the denitrogenation rate
and on the final nitrogen content was identified. For the nitrogen group higher than 0.0046%
we had an average rate of 28% denitrogenation and an average final nitrogen of 0.0040%. For
initial values lower than 0.0046%, the rate was 18% and the final nitrogen was 0.032%.
Statistical analyzes confirmed the influence of the initial nitrogen on the rate of denitrogenation
and the final nitrogen. The higher the initial nitrogen, the higher the denitrogenation rate and
the higher the final nitrogen. For the final nitrogen, the vacuum time less than 2 torr also had a
statistically significant influence. The longer the time, the lower the final nitrogen.
The kinetic model, while maintaining the parameters, was able to predict denitrogenation in
steels for any initial nitrogen value.
Assunto
Engenharia metalúrgica, Metalurgia extrativa, Chapas de aço, Nitrogênio
Palavras-chave
Desgaseificador RH, Desnitrogenação, Modelo cinético, Nitrogênio, Chapa grossa