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Demandas do mercado de aços para fins eletromagnéticos
Prof. Fernando J G LandgrafLaboratório Hubertus Colpaert
Departamento de Eng. Metalúrgica e de MateriaisEscola Politécnica
USP
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O Mercado de aços para fins eletromagnéticos
• No mundo, aços para fins eletromagnéticos consomem perto de 1% do total de aços.
• Em 2007, foram 14 milhões de toneladas.
• No Brasil, estima-se 420.000 t em 2007.
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Aço elétrico: produção mundial por regiões em
2007
Total:14 Mt
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Tipos de aços elétricos
• Três famílias:• Aços de grão orientado (60.000 tpa)– Usuários: fabricante de transformadores
• Aços totalmente processados (180.000 tpa)– Usuários: motores da Embraco, WEG,
• Aços semi-processados (180.000 tpa)– Usuários: motores da Tecumseh, WEG, indústria
automobilística.
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Processamento de aços elétricosPMT 2200
Octaedro da engenharia dos
materiais:uma estratégia de
abordagem
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Preços típicos em julho 2008
• totalmente processados: R$ 3,30 / kg• semi-processados: R$ 2,70 / kg• -SAE 1006: R$ 2,20 / kg
• (dólar a R$1,65/ US$)
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Composições químicas
Aço GO Aço Total. Proc.
Aço Semiproces.
%Si 3 2 a 3,5 0 a 1,2%Al 0,02 0 a 0,2 0,03 a 0,3
%Mn 0,06 0,2 a 0,4 0,2 a 0,4%C 0,02 0,003 0,003 a 0,06%P 0,01 0,01 0,01 a 0,09
%Sb - - 0 a 0,03
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Propriedade principal: “perda magnética”
• Máquinas elétricas tem que ter alta eficiência energética.
• Rendimentos variam de 99% a 50%• 30% da potência perdida é gasta no processo
de magnetizar e desmagnetizar o aço: a histerese magnética
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histerese
Fração histerética:Depende da microestrutura
Fração de Perdas Parasitas: depende da espessura, resistividade elétrica OU SEJA, DA COMPOSIÇÃO!
“Perda magnética é diretamente proporcional à área da histerese
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Perdas típicas de diferentes aços
02468101214161820
1006SR
1006CR
0.5%Si 2%Si 3%Si GO
pe
rdas
(W
/kg
) Pa
Pp
Ph
Empresas hoje lutam por redução de 0,3W/kg nas perdas
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Tendências
• Aumentar silício para reduzir perdas• Aumentar alumínio para aumentar
permeabilidade e reduzir perdas• Baixar carbono para menos de 30ppm• Baixar N e S para menos de 20ppm• Aumentar tamanho dos óxidos, sulfetos e
nitretos (inclusões menores que 1 μm são deletérias) : uso de terras raras.
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Justificativa da tendência
• Aumentar teor de silício:– Fração parasita da perda é inversamente
proporcional à resistividade elétrica.– Resistividade elétrica quintuplica com adição de
3%Si
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Dúvidas que merecem mais estudo
• Silício 1,2% é uma barreira na aciaria?• O que é melhor, aumentar só Si, ou reduzir
silício e aumentar Al? • Fósforo ≈ 0,09% de fato reduz desgaste de
ferramenta de corte no puncionamento?• Adição de antimônio: o quanto de fato
aumenta permeabilidade?