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Title in Portuguese: Caracterização de inclusões não-metálicas de aços peritéticos produzidos com diferentes técnicas de desoxidação
Title: Characterization of nonmetallic inclusions of peritoneal steels produced with different deoxidation techniques
Author: Leão, Pablo Bruno Paiva
Advisor(s): Klug, Jeferson Leandro
Co-advisor(s): Bielefeldt, Wagner Viana
Keywords: Ciência dos materiais
Termodinâmica
Aço - Produção
Computational thermodynamics
Clogging
Nonmetallic inclusions
Issue Date: 5-Feb-2018
Citation: LEÃO, P. B. P. Caracterização de inclusões não-metálicas de aços peritéticos produzidos com diferentes técnicas de desoxidação. 2018. 171 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: O presente trabalho baseia-se na caracterização de inclusões não-metálicas de aço peritético produzido em uma grande usina siderúrgica. Devido a uma grande incidência de obstruções de válvulas submersas, foram realizadas mudanças no processo de aciaria com intuito de reduzir ou sanar este problema. Com base nesta mudança, o trabalho foi importante para validar a melhoria do processo e conhecer as características das inclusões antes e após a mudança e ao longo do processo. A amostragem de aço foi realizada nas seguintes etapas da aciaria: antes da chegada ao forno-panela, após ajuste final de composição química no forno-panela, no distribuidor e na placa. Uma corrida foi utilizada para análise da evolução das inclusões durante o processo e dez corridas para validar a melhoria. As amostras de aços foram preparadas metalograficamente sem a necessidade de ataque superficial, para posterior análise em manual via microscópio eletrônico de varredura, equipado com um detector EDS. Foram obtidos os tamanhos, quantidades e composição química das inclusões, esta última, proporcionou plotagens em diagramas ternários, possibilitando conhecer a influência das inclusões sob a lingotabilidade do processo. Também foi aplicada a termodinâmica computacional utilizando o software FactSage para calcular as janelas de lingotabilidade, obtendo assim, as relações ótimas de Al e Ca em ppm para obter inclusões líquidas durante o tratamento com cálcio. Ademais, com o objetivo de gerar uma nova alternativa ao método em manual que apresenta um longo tempo de análise foi desenvolvido uma nova metodologia para viabilizar a análise de inclusões não-metálicas. Por fim, os resultados mostraram que o perfil inclusionário após a melhoria do processo apresentou-se mais adequado, o comportamento das características das inclusões ao longo de uma corrida na aciaria e através da nova metodologia de exploração de inclusões, o tempo de análise foi reduzido em até 2/3 com relação ao método em manual.
Abstract: The present work is based on the characterization of non-metallic inclusions of peritectic steel produced in a large steel mill. Due to a high incidence of clogging in submerged valve, changes were made in the steelmaking process in order to reduce or stop this problem. Based on this change the work was important to validate the improvement of the process and to know the characteristics of the inclusions before and after the change and throughout the process. Samples of peritectic steel were obtained from the following steps of the steelmaking: Before the arrival to the ladle furnace, after final adjustment of chemical composition in the ladle furnace, in the tundish and in the plate. One heat was used to analyze the evolution of inclusions during the process and ten heats to validate the improvement. The samples of steels were prepared metallographically without the need of surface attack for later analysis in manual, via Scanning Electron Microscope (SEM) coupled with an EDS detector. Then the sizes, amounts and chemical compositions of the inclusions were obtained, the latter provided plots in ternary diagrams, allowing to know the influence of the inclusions under the process castability. It was also applied the computational thermodynamics using Software Factsage to calculate the castability windows, thus obtaining the optimal ratios of Al and Ca in ppm, to obtain liquid inclusions during the treatment with calcium. In addition, with the objective of generating a new alternative to the manual method, which presents a long time of analysis, a new methodology was developed to make feasible the analysis of non-metallic inclusions. Finally, the results showed that the inclusion profile after the improvement of the process presented itself more appropriately, the behavior of the characteristics of the inclusions during a run in the steelmaking and through the new methodology of exploration of inclusions, the analysis time was reduced in up to 2/3 in relation to the manual method.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/31879
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