desfosforação

8/18/2019 Desfosforação

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Introdução:

Os produtos siderúrgicos, ao serem fabricados, apresentamnormalmente, além do carbono como principal elemento de liga, uma série deimpurezas de natureza metálica ou não, as quais se originam de reações entre

as matérias primas empregadas ou de outros tipos de reações.Essas impurezas normais são o fosforo, o enxofre, o mangans, o sil!cio

e o alum!nio. " maior parte delas reage entre si ou com outros elementos nãometálicos como o oxignio e, e#entualmente, o nitrognio, formando asc$amadas %inclusões não&metálicas'. " formação dessas inclusões se dá, emgrande parte, na fase final de desoxidação dos aços.

Ele#ados teores de f(sforo causam di#ersos efeitos danosos ao di#ersostipos de aço, afetando diretamente a qualidade destes produtos. O f(sforoestabiliza a fase ))) *ferrita+ do ferro. esta fase, age como um poderosoendurecedor por solução s(lida. -sto pode conduzir a fragilidade a frio *de#idoao aumento do limite de escoamento+. Os principais efeitos do f(sforo sobre o

aço são "umento da dureza/ 0iminuição da ductibilidade/ 1ragilidade a frio/2ropicia o surgimento de g$ost lines em aços com teores mais ele#ados decarbono/ Em altas concentrações o f(sforo aumenta a fragilidade a quente.

O f(sforo se caracteriza por ser um tanto incompat!#el com o carbono,ou se3a ele tende a expulsar o carbono da austenita, de modo que, quando noresfriamento se ultrapassa a lin$a "r, as áreas originalmente ricas e f(sforoficam praticamente constitu!das somente de ferrita, com ausncia quase quecompleta da perlita.

2or fim, o f(sforo é responsá#el, em aços temperados e re#enidos, pelaocorrncia de fragilidade de re#enido *faixa de 455 a 655o)+ associada, emgeral, a segregação deste elemento para os contornos de grão austen!ticos

pré#ios.

Definição:

0esfosforação podem ser di#idida em desfosforação redutora edesfosforação oxidantes. A desfosforação redutora é a retirada dofósforo do metal através da formação de fosfetos, originados pelaredução do fósforo. Adesfosforação oxidante consiste na retirada do fósforo da liga

metálica através de íons fosfatos, originados pela oxidação do fósforometálico. O fósforo tendo numero atômico 1 e pode tanto doar os

eletrons na camada de val!ncia para se torna "# como rece$er %eletrons para se torna "&% para conseguir a con'guração estável. (ssosiguini'ca )ue o fósforo ser movido tanto por oxidação )uanto porredução. *ais a redução não e praticável por ser altamente perigosa+explosiva. Assim , a remoção de fosforo e praticamente na maiorparte so$ condiç-es oxidantes.

Objetivo:


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Os processos de desfosforaçãodo do aço e do ferro&gusa são realizadas com afinalidade de a3ustar a composição da liga metálica de acordo com asespecificações de uso. "ara isto são adicionados oxig!nio e cal atravésde lança manual ou por sistema automatiado.

Normas:

0entre as impurezas, o f(sforo foi considerado, por muito tempo, um

elemento exclusi#amente noci#o. 2or essa razão, certas especificações

restrigem as porcentagens máxima admiss!#eis aos #alores abaixo, conforme

as aplicações consideradas

Aplicação Porcentagem em P

Trilhos 5,578

i!os 5,548

strutura de Pontes 5,568strutura de construção e barras

de concreto armado" 5,958

:uanto maior a exigncia a resistncia ao impacto menor terá quer a

composição de f(sforo.

Desenvolvimento:

Ambiente:

A desfosforação do aço pode ser feita facilmente nos fornos defusão +conversor a oxig!nio ou forno elétrico.

#eaç$es:

Desfosforação:


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A desfosforação ocorre na interface metal&escória ./esta forma,as atividades do fósforo no aço e do óxido "0O na escória t!mimportante papel no desenvolvimento da reação. stima&se )ue ocoe'ciente de atividade do "0O $aseando na energia livre padrão deformação 2ipotética do "0O lí)uido, conforme pode ser o$servado nas

e)uaç-es a$aixo3

04"5 # 4O5 6 "0O /78 6 &9:8%9 # %,%; < +=>mol

A < maior )ue 1%?0@ , 7 torna&se positivo o )ue resulta na

decomposição de "0O em " e O.

Kp : a( P2O 5)[ P]2 .[O ]5

" formação de um composto está#el *;)aO.2 ? 4 *1eO+ ? ; *)aO+ @ *;)aO.2

Af @a (3CaO .P 2O3 )❑ . a ( Fe )5

a

( P

)

2

.a

( FeO

)

5

a

(CaO

)

3

a(3CaO. P2O5)

a[ P]2 @ Bq . *a *)aO++; . * a *1eO++4

"ti#idade de )aO *a )aO+ na esc(ria de#e ser alta. -sso significa que a

escoria de#e ter cal li#re dissol#ida. "lta basicidade da esc(ria e requerida.

" 1eO C a ati#idade do 1eO na esc(ria de ser alta

Daixa temperatura fa#orece alta Af

" presença da cal é importante para a desfosforação do aço, pois of(sforo #indo do minério de ferro e do calcáreo pode ser remo#ido por reaçãocom a cal. " reação de desfosforação, pode ser representada pela Equação


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BaO+s # "0+g # >0O0+g 6 BaO."0O+s ∆7C 6 &008088 # %9,0< +=>mol+%.10%Ba+l # "0+g # :O0+g 6 Ba%"0O?+s ∆7C 6 &:81188 # ?0,< +=>mol+%.1%:Ba+l # "0+g # D>0O0+g 6 Ba:"0OD+s ∆7C 6 &:;1:88 # D9,;< +=>mol

+%.1:


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Conclusão

Fo aços&liga, o fósforo e especi'cado como 8,8: no máximo em

alguns casos e em outros 8,80 máximo. sse elemento não temtend!ncia a forma car$onetos, mais dissolve&se na ferrita,

endurecendo&a e aumentando o taman2o de grão do material,ocasionando a Gfragilidade a frioH,a $aixa resist!ncia ao c2o)ue ou

$aixa tenacidade.

o processo de fusão da sucata realizado no 1orno Elétrico, utiliza&serotineiramente a cal calc!tica como fundente da carga. " Este tipo de materialapresenta&se rico em )aO *aproximadamente G7 8+, fornecendo este (xidopara as reações de desfosforação e regulando a basicidade da esc(ria.

"or outro lado, o fósforo apresenta alguns aspectos favoráveispois aumentar a durea do aço, aumente igualmente a sua resist!ncia

a tração, fato esse )ue pode ser aproveitado nos aços de $aixocar$ono onde se efeito nocivo é menor. Além disso, o fósforo mel2ora

a resist!ncia I corrosão e a usina$ilidade dos aços, principalmentenesse Jltimo caso, )uando adicionado Kuntamente com o enxofre.

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