REFINO

SECUNDRIOAntnio Carlos

Fabricao de ao na CSNCC1Tipo Vertical Supplier UEC

2 Estaes de Borbulhamento CC2 3 LD-KGC 230tType curve Supplier DEMAG

Forno Panela

CC3

Type curve Supplier DEMAG

RH - KTB

CC4

Type vertical multipoint bending and unbending

Supplier VOEST ALPINE

Caractersticas dos EquipamentosEstao de Borbulhamento RH - KTB Forno Panela

2 Beros em cada estao Lana para sopro de argnio Maquina injetora de fios Sistema de adio de sucata

Sistema de vcuo com quatro estgios de ejetores de vapor Lana de Oxignio (KTB) Taxa de circulao - 160t/min % C < 30 ppm

Transformador 38 MVA Velocidade de aquecimento 4,2 C/min Maquina injetora de fios % S < 20 ppm

% H < 1,5 ppm

SUPPLIER CSN/COBRAPISTART-UP (NOV/87 - ABR/88)

SUPPLIER VACMETALSTART-UP (JUL/98)

SUPPLIER VACMETALSTART-UP (AGO/98)

Escria LD

SiO2

CaO

xidosFeO MnO P2O5

Indesejveis no Refino Secundrio

DESOXIDAOOrdem de afinidade dos elementos pelo Oxignio

1 - Ca2 - Ti 3 - Al 4 - Si

5-C6 - Mn 7-P 8-B

9 - Cr10 - Nb 11 - S

OBS.; - Cu, Sn, Mo, Ni - no oxidam

Fontes de oxignio na panela

1 - Oxignio dissolvido no ao

2 - Escria do conversor que passa para a panela.3 - Ar atmosfrico (jato do canal).

4 - Re-oxidao por movimentao do banho (olho do argnio).

Reao do ao com a escria2Al + 3(FeO) 2Al + 3(MnO) 10Al + 3(P2O5) Al2O3 + 3Fe Al2O3 + 3Mn 5Al2O3 + 6P

ar

Reao do ao com o ar2Al + 3/2O2 Al + 1/2N2 Al2O3 AlN

Bolhas de ar

MnO P2O5 FeO

RETENTOR DE ESCRIA

Corpo refratrio tipo dardo

Vazamento com AlX

Vazamento efervescente

Vazamento com Al goto1 - Menor queda de temperatura 4Al +3 O2 2Al2O3 + CALOR

2 - Maior estabilidade da corrida - Parte da escria desoxidada durante a agitao no vazamento. 3 - Menor consumo de FeMn

Vazamento efervescente1 - Menor consumo de Al - A corrida desoxidada parcialmente pelo Si (FeSiMn ou FeSi) , Mn e C.

2 - Vazamento com carbono maior (evitar ressopro)3 - Vazamento desfosforando

Calculo do consumo de Al durante o vazamentoEstimando 700 PPM de O2 no vazamento = 0,07 2Al + 3O Al2O3 PA 54 48 P/ 230 t de ao 0,07% = 161kg de O Al = (54x161)/48 Al = 181kg de Al Al p/ desoxidao da escria - Estimando 6cm = 120kg

Al p/ incorporao - objetivando 0,050% = (230000x0,05)/100 Al = 117kgTotal = 181+120 + 117 = 418 kg

Influncia do nvel de oxidao no tratamento na EBCorridas DAS e com C alto, normalmente so vazadas com Al goto e somando ao FeSi e C , temos uma escria bem desoxidada. A correo do Al rende, mesmo quando temos que aumentar o argnio para resfriar a corrida. Corridas vazadas apenas com Al goto, tem uma estabilidade maior que quando vazado efervescente, porm a quantidade de escria e o FeO no final de sopro influenciam na estabilidade. Corridas efervescentes principalmente se no for adicionado FeSi ou FeSiMn, a perda de Al pela movimentao da escria durante o uso do argnio grande.

DESFOSFORAOA remoo do fsforo do ao se d na interface escria banho com a formao do 3CaO.P2O5 , que o composto responsvel pela estabilizao do P2O5 na escria.

2P + 5/2 O2(g) + 3 CaO(l)Fatores que influenciam na desfosforao:

3CaO.P2O5 (l)

aCaO - deve ser a maior possvel, o que corresponde ao aumento da basicidade. Potencial de O2 - como a reao ocorre na interface metal/escria, e importante que no s o banho esteja oxidado, mas tambm a escria.

Temperatura - deve ser baixaAgitao do banho - como a desfosforao ocorre com o contato ao escria a agitao acelera a reao

DESSULFURAO(CaO) + S (CaS) + O

Fatores que influenciam na dessulfurao: aCaO - deve ser a maior possvel, o que corresponde ao aumento da basicidade. Potencial de O2 - A reao de dessulfurao s possvel em banhos metlicos com adequado grau de desoxidao e como uma reao metal/escria a escria tambm precisa estar desoxidada. Temperatura - deve ser elevada Agitao do banho - como a dessulfurao ocorre com o contato ao escria a agitao acelera a reao

DESCARBURAOC+O CO(g)

Quando vazamos com Al ou Si, ocorre a desoxidao do ao, no permitindo assim a reao de descarburao. Teoricamente o carbono na panela ser o carbono de vazamento + o incremento do carbono das ferro ligas . Para vazamento efervescente, apesar do C e O estarem em equilbrio dentro do conversor, a cintica da reao favorecida pela agitao do ao durante o vazamento, ocorrendo assim a reao de descarburao.

NITROGNIOFontes de incorporao de nitrognio: Oxignio soprado no conversor (etapa final de sopro) Nitrognio soprado pelo KGC Nitrognio do Ar (contato com o jato do canal)

Porqu nos aos com Nmx 0,0050 % obrigatrio o vazamento efervescente ?

Parte do N2 se encontra na forma gasosa e as bolhas de CO geradas pela descarburao durante o vazamento funciona como um gs de arraste.

FERRO LIGASMATERIAL % LIGAS Mn = 75 % C=7% FeMnST Si = 1,2 % P = 0,2 % Mn = 77 % C=2% FeMnMC Si = 2 % P = 0,15 % Mn = 65 % FeSiMn C=2% Si = 14 % FeSi Si = 75 % Cr = 55 % FeCrBC Si = 1 % FeNb Nb = 67 % Si = 1,5 % FeP P = 16 % Coque C = 98% Kg / ponto 30,6 kg 328 kg 1917 kg 1150 kg (0,001) 29,9 kg 1150 kg 1150 kg 1533 kg (0,001) 35,4 kg 1150 kg 164,3 kg 30,6 kg 41.8 kg 2300 kg 34,3 kg 1533 kg 143,7 kg (0,01) 23,5 kg

Calculo da Adio do FeMnPara recuperar 0,01% 230000X Considerando FeMn = 75% de Mn 23 X 75% 100% X = 30,66 kg de FeMn

100 %0,01%

X = 23kg de Mn

Considerando o rendimento de 98% X = 31,28 kg de FeMn X = (30,66/ 98) * 100 Considerando FeMnST com 7% de C - a recuperao de carbono ser 31,28 100% X = 2,19 kg de C X 7% Considerando 100 % de rendimento 230000 100% X = 0,00095% 2,19 X Ento 31,28 X 0,00095 0,01 X = 329 kg de FeMnST

SOPRO DE ARGNIOO borbulhamento de gs inerte (argnio) uma prtica mundialmente utilizada, onde sopramos no fundo da panela atravs de lana ou plug poroso, um gs inerte (no reage quimicamente) que provocar um movimento de circulao do banho , homogeneizando-o qumica e termicamente alm de facilitar a flotao de materiais insolveis do banho para a escria. Como soprar argnio ? O sopro de argnio deve ser suave (olho de 30 cm), para evitar o arraste de escria para dentro do banho evitando: Reverso do P Perda de Al pela reoxidao Gerao de incluses Maior perda de temperatura

INJEO DE ARAMES

TermoqumicaAs reaes qumicas causam variao de energia. Exemplo: - Queima de carvo a variao de energia gera calor; C + O2 CO2 + Calor

- Calcinao do CaCO3 consome calor. CaCO3 + Calor CaO + CO2 Termoqumica o estudo das quantidades de calor liberadas ou absorvidas durante as reaes qumicas. Classificao das reaes: - Exotrmicas => Liberam calor - Endotrmicas => Absorvem calor

TermoqumicaCalorimetria: a medida da quantidade de calor liberada ou absorvida durante as reaes qumicas. Unidades usuais => 1 calorias(cal) = 4,18 joule(J) = 4,18 x 107 erg

Determinao da quantidade de calor no fenmeno:

Q = m.c.dTQ => calor liberado ou absorvido pelo sistemam => massa do sistema c => calor especfico do sistema

dT => variao de temperatura do sistema

TermoqumicaEnergia interna (dE): Quantidade de energia armazenada no interior da substncia(Exemplo: energia de ligao/valncia entre seus tomos). Durante reao qumica pode ocorrer duas hipteses:

dE = E produto - E reagente < 0C + O2 CO2 + Calor

(Reao exotrmica)

dE = E produto - E reagente > 0CaCO3 + Calor CaO + CO2

(Reao endotrmica)

TermoqumicaEntalpia (dH): Saldo de energia aps reao qumica(dE) e trabalho(W) realizado pela reao. dE = dH - W dE = dH - PdV

para sistemas a presso constante

dH=dE

Tipos de Calor(Entalpia):

1 Calor ou entalpia de transformao(fuso, evaporao, etc.);2 Calor ou entalpia de aquecimento(Sucata canivete); 3 Calor ou entalpia de reao(Desoxidao com Al); 4 Calor ou entalpia de dissoluo(Dissoluo do Si no ao).

MODELO DE TEMPERATURA

des FA

Temperaturas no distribuidorgrau 2010 2070 2110 2150 2170 2180 2200 2210 2220 2230 2240 2250 2260 2270 2280 2287 2290 2300 2310 2326 2340 2350 2354 %C 0,130 0,135 0,105 0,090 0,140 0,070 0,105 0,045 0,125 0,060 0,045 0,095 0,145 0,135 0,130 0,045 0,115 0,115 0,050 0,085 0,135 0,045 0,050

CLASSE super %Nb+ TDT aqueci %Mn %P %S %Si %Cu %Ni %Cr %Mo %Al %Ti %N Tliq CeqT CeqPeri grupo OBJET mento 0,47 0,015 0,020 0,220 0,010 0,008 0,015 0,003 0,007 0,002 0,004 1519 0,192 0,120 PERI 1539 20 0,50 0,018 0,018 0,007 0,010 0,008 0,015 0,003 0,035 0,002 0,004 1520 0,181 0,156 PERI 1544 24 0,45 0,020 0,018 0,250 0,010 0,008 0,015 0,003 0,015 0,002 0,004 1521 0,170 0,090 PERI 1544 23 0,35 0,020 0,020 0,250 0,010 0,008 0,015 0,003 0,045 0,002 0,004 1523 0,151 0,071 PERI 1550 27 1,07 0,017 0,007 0,220 0,010 0,008 0,015 0,003 0,040 0,002 0,004 1516 0,233 0,154 API 1539 23 0,52 0,013 0,015 0,007 0,010 0,008 0,045 0,003 0,040 0,002 0,005 1526 0,116 0,092 LC 1550 24 0,35 0,015 0,015 0,007 0,010 0,008 0,045 0,003 0,040 0,002 0,005 1524 0,142 0,120 PERI 1544 20 0,20 0,008 0,008 0,007 0,010 0,008 0,045 0,003 0,045 0,002 0,005 1530 0,070 0,054 LC 1555 25 0,50 0,020 0,020 0,007 0,010 0,008 0,045 0,003 0,045 0,002 0,005 1521 0,174 0,146 PERI 1544 23 0,20 0,020 0,020 0,007 0,010 0,008 0,045 0,003 0,050 0,002 0,005 1528 0,092 0,069 LC 1555 27 0,20 0,020 0,020 0,007 0,010 0,008 0,045 0,003 0,050 0,002 0,005 1530 0,077 0,054 LC 1555 25 0,50 0,020 0,020 0,007 0,010 0,008 0,015 0,003 0,042 0,002 0,004 1524 0,142 0,116 PERI 1550 26 0,72 0,015 0,008 0,150 0,010 0,008 0,015 0,003 0,042 0,002 0,004 1518 0,212 0,155 PERI 1539 21 0,50 0,020 0,015 0,007 0,010 0,008 0,015 0,003 0,035 0,002 0,004 1520 0,181 0,156 PERI 1544 24 0,50 0,020 0,020 0,007 0,010 0,008 0,015 0,003 0,042 0,002 0,004 1521 0,177 0,151 PERI 1544 23 0,15 0,020 0,012 0,007 0,010 0,008 0,015 0,003 0,042 0,002 0,005 1530 0,071 0,053 LC 1555 25 0,50 0,020 0,012 0,007 0,010 0,008 0,015 0,003 0,035 0,002 0,004 1522 0,160 0,136 PERI 1544 22 0,50 0,020 0,012 0,007 0,010 0,008 0,015 0,003 0,035 0,002 0,004 1522 0,160 0,136 PERI 1545 23 0,30 0,015 0,020 0,007 0,010 0,008 0,015 0,003 0,050 0,002 0,005 1529 0,086 0,064 LC 1555 26 0,50 0,015 0,012 0,007 0,010 0,008 0,015 0,028 0,035 0,002 0,004 1525 0,129 0,104 PERI 1550 25 0,75 0,015 0,012 0,007 0,010 0,008 0,015 0,003 0,042 0,002 0,004 1519 0,192 0,166 PERI 1539 20 0,18 0,015 0,012 0,007 0,010 0,008 0,015 0,003 0,045 0,002 0,004 1530 0,071 0,053 LC 1555 25 0,25 0,015 0,020 0,007 0,080 0,040 0,080 0,003 0,042 0,002 0,004 1529 0,088 0,062 LC 1555 26

TDISTRI.XLS 10 set 02

vio MI obs por LIA T 12 Borlem 100% escarf 13 13 14 12 14 13 15 13 15 15 14 12 13 13 15 13 13 automobilstica 15 14 12 15 15

Clculo da temperatura lquidus1536,6 - 90*%C - 8*%Si - 5*%Mn - 30*%P - 25*%S - 3*%Al - 1,55*%Cr - 4*%Ni 2*(%Nb + %Mo) - 18*%Ti - 80*%N - 5*%Cu

(C)

Regime transiente Regime permanente

1

12

2

3 (min.)

3

1 - Governada pela conduo2 - Regio intermediria 3 - Governada pela radiao

Conduo Conveco

Radiao

- Adies de Fe-ligas- Adio de Al goto1

- Adio de Cal

- Borbulhamento Ar2

- Sucata3

- etc.....

Conduo Conveco

Radiao

3

3

Perdas durante transporte Conversores Refino Secundrio

Forno Panela

Perdas RS (EBs/RH/FP)

RH - KTB

Fatores que influenciam o nvel de acerto do Modelo de Temperatura- Altura lana banho (Garantia da medio);

- Tempo entre medio e vazamento;- Sequncia de adio durante vazamento; - Dados de entrada no modelo;

- Casco informado;- Condio trmica da panela.

MEDIO DE BORDA E ESCRIA

Borda

Escria

DEBATES Como ressoprar uma corrida para P ? Como ressoprar uma corrida para temperatura ? Porque no devemos carregar o gusa com S acima do processo ? Porque no devemos injetar FeMnN com a corrida oxidada? Porque no podemos vazar desfosforando um corrida com C alto no fim de sopro ? Porque devemos passar placa quando uma corrida vazada para o forno panela no flui argnio ? Porque devemos aguardar resultado quando corrigimos Al