carepa de laminação

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

    Curso de Ps - Graduao em Engenharia Metalrgica e de Minas

    Dissertao de Mestrado

    Dissoluo de xidos Formados a Altas Temperaturas nos Aos Eltricos

    Variando-se a Temperatura e

    Concentrao da Soluo cida

    na Decapagem

    Autor: William Francisco Leite

    Orientador: Prof. Dagoberto Brando Santos

    Fevereiro de 2008

  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

    Curso de Ps - Graduao em Engenharia Metalrgica e de Minas

    William Francisco Leite

    Dissoluo de xidos Formados a Altas temperaturas nos Aos Eltricos Variando-se a Temperatura e Concentrao da Soluo

    cida na Decapagem.

    Dissertao apresentada ao Curso de Ps-Graduao em Engenharia Metalrgica e de

    Minas da Universidade Federal de Minas Gerais

    rea de Concentrao: Metalurgia Fsica

    Orientador: Prof. Dagoberto Brando Santos

    Belo Horizonte

    Escola de Engenharia da UFMG

    Fevereiro de 2008

  • III

    Dedicatria

    Alessandra, Leticia, Bernardo,

    meus pais Lourival e Rozena

    e irmos.

  • IV

    Agradecimentos

    Agradeo a todos aquele que, direta e indiretamente, colaboraram na

    preparao deste trabalho.

    A USIMINAS pela oportunidade.

  • V

    I - NDICE

    II - Lista de Figuras ........................................................................................................ VII

    III - Lista de Tabelas ....................................................................................................... IX

    IV - LISTA DE NOTAES .......................................................................................... X

    V - Resumo ..................................................................................................................... XI

    VI - Abstract .................................................................................................................. XII

    1. Introduo ................................................................................................................... 11

    2. Objetivo ...................................................................................................................... 13

    3. - Reviso bibliogrfica ................................................................................................ 14

    3.1 - Descries dos Processos ....................................................................................... 15

    3.1.1 - O Processo de Laminao a Quente .................................................................... 15

    3.1.2 - O Processo de Laminao a Frio ......................................................................... 16

    3.1.3 - O Processo de Decapagem .................................................................................. 17

    3.1.3.1 - Variveis do Processo de Decapagem .............................................................. 18

    3.1.3.2 Finalidades do processo ................................................................................... 18

    3.1.4 - Aos Eltricos ...................................................................................................... 19

    3.1.5 - xidos formados na laminao a quente ............................................................. 19

    3.1.5.1 - Descrio dos xidos ........................................................................................ 26

    3.1.5.1.1 - Hematita ........................................................................................................ 26

    3.1.5.1.2 Magnetita ...................................................................................................... 27

    3.1.5.1.3 Wustita .......................................................................................................... 27

    3.1.5.1.4 Faialita .......................................................................................................... 27

    3.1.6 - Influncia das Temperaturas de Bobinamento, Acabamento e Taxa de

    Resfriamento nas Caractersticas da Carepa ..................................................... 28

    3.1.7 - Fatores que influenciam o processo de decapagem ............................................. 30

    3.1.7.1 - Composio qumica dos aos .......................................................................... 30

    3.1.7.2 - Quebrador de carepa ......................................................................................... 33

    3.1.7.3 - Uso de inibidores .............................................................................................. 34

    3.1.7.4 - Velocidade da tira dentro dos tanques .............................................................. 34

    3.1.7.5 - Influncia da concentrao de cido ................................................................. 35

    3.1.7.6 - Influncia da temperatura ................................................................................. 38

    3.1.7.7 - Concentrao de ferro na soluo ..................................................................... 39

    4.1 - Materiais e mtodos ................................................................................................ 41

  • VI

    4.2 - Procedimentos para os Testes de Decapagem ........................................................ 42

    4.3 Avaliao da Temperatura no Tempo de Decapagem ........................................... 43

    4.4 Avaliao da Concentrao da Soluo de Hcllivre no Tempo de Decapagem ...... 43

    5 Resultados e Discusso ............................................................................................. 44

    5.1 - Ensaios de Decapagem 1 Etapa Variao da Temperatura ............................. 44

    5.2 - Ensaios de Decapagem 2 Etapa Variao da concentrao ............................ 48

    5.3 Exames e anlises no MEV/EDS ........................................................................... 51

    6. Referncias Bibliogrficas .......................................................................................... 58

  • VII

    II - LISTA DE FIGURAS

    FIGURA 3.1 - Estrutura esquemtica da carepa aps laminao a quente

    (A) e estrutura fissurada oriunda da passagem da tira pela

    desempenadeira tensora e durante o ataque do cido

    (B)........................................................................................

    16

    FIGURA 3.2 - Estrutura esquemtica de carepa em aos com Si................ 17

    FIGURA 3.3 - xidos de ferro em funo da Temperatura........................ 19

    FIGURA 3.4 - Diagrama de estabilidade ferro/oxignio. Pickens,

    1984......................................................................................

    20

    FIGURA 3.5 - Carepa remanescente aps descarepao. a) 0,54% Si, b)

    0,005 % Si............................................................................

    22

    FIGURA 3.6 - Leis de Oxidao. Fontana et. al.

    1967......................................................................................

    23

    FIGURA 3.7 - Perda de massa em gramas por metro quadrado de tira em

    funo da temperatura de bobinamento. Delwig et al.,

    1994......................................................................................

    27

    FIGURA 3.8 - Proposio do mecanismo de decapagem. Chen et al.,

    2000......................................................................................

    28

    FIGURA 3.9 - Resultado dos testes de decapagem Chang (1994). Ao

    contendo traos de Al. 12,5 g/L, 65 C; 25 g/L, 65 C;

    12,5 g/L, 85 C; 25 g/L, 85C...................................

    30

    FIGURA 3.10 - Resultado dos testes de decapagem Chang (1994). Ao

    contendo 0,4% de Al. 12,5 g/L, 65 C; 25 g/L, 65C;

    12,5 g/L, 85 C; 25 g/L, 85C.......................................

    31

    FIGURA 3.11 - Efeito da velocidade da tira no tempo de decapagem, em

    solues de HCl, de um ao baixo carbono laminado a

    quente...................................................................................

    33

    FIGURA 3.12 - Influncia da concentrao de HCl livre no tempo de

    decapagem Gonalves et al., 1985................................

    34

    FIGURA 3.13 - Resultado dos testes de decapagem Chang (1994). Ao

    contendo 0,4% de Al e 0,99% de Si.....................................

    35

  • VIII

    FIGURA 3.14 - Evaporao do lquido como funo da temperatura da

    superfcie de evaporao e com velocidade constante do ar

    acima do lquido em 0,25m/s. Temperatura do ar, 20C;

    umidade, 30%. Delwig et al., 1994..................................

    37

    FIGURA 4.1 - Desenho esquemtico da localizao e identificao dos

    corpos de prova ...................................................................

    40

    FIGURA 5.1 - Variao da perda de massa mdia acumulada em funo

    do tempo de imerso na soluo de decapagem (HCllivre =

    8,32%) para as temperaturas avaliadas. .............................

    43

    FIGURA 5.2 - Tempo timo de imerso dos corpos-de-prova do ao

    eltrico na soluo de decapagem para cada temperatura

    do banho avaliada................................................................

    44

    FIGURA 5.3 - Variao da perda de massa mdia acumulada em funo

    do tempo de imerso na soluo de decapagem

    (Temperatura = 75C) para as concentraes de HCllivre

    avaliadas...............................................................................

    47

    FIGURA 5.4 - Tempo timo de imerso dos corpos-de-prova