O controle de enxofre na produção de aços é amplamente estudado por pesquisadores, sendo a maioria baseado nos estudos sobre basicidade ótica realizada nos anos 70. O presente trabalho foca no controle do enxofre do aço SAE 1070 modificado, comparando dados medidos de aço e escória de uma planta siderúrgica com modelos termodinâmicos teóricos de equilíbrio. Composições químicas de aço e escória foram medidas ao longo do processo de produção do aço SAE 1070 modificado (0,060 – 0,070% S). A composição química da fase líquida foi obtida através do software FactSage®. Diferentes modelos de controle de enxofre fundamentados em basicidade ótica foram testadas a fim de validar o que melhor se ajustou aos resultados da planta. Com o modelo escolhido, uma rota alternativa de produção foi avaliada. A rota padrão é baseada apenas na adição de enxofre na metalurgia secundária, enquanto que a rota alternativa é baseada na adição de pó enxofre durante o vazamento e de fio na metalurgia secundária. A partição de enxofre ao longo do processo apresentou importante variação dependendo do método de adição utilizado, afetando a estabilidade da composição química final do aço. O método baseado na adição de pó de enxofre antecipada apresentou uma variação menor na composição químico quanto comparado ao método baseado apenas na adição via fio. / Sulfur control on steel production is widely investigated for researchers, manly based on optical basicity studies developed on 70’s. The present work focus on sulfur control of modified SAE 1070 steel, comparing measured plant steel/slag composition data with theoretical sulfur thermodynamics equilibrium models. Steel and slag total composition were measured on high sulfur SAE 1070 steel (0,060 – 0,070% S) production. The theoretical liquid slag composition was determinate with FactSage® software. Different based optical basicity sulfur control models were tested to check the better fitting with steel plant data. With best model fitted to steel plant, an alternative process rout was tested. The usual one is based on cored wired addition during secondary refining, while alternative is based on addition of sulfur powder during tapping and cored wire during secondary refining. The sulfur distribution ratio along the process shows significant variation depending of addition method used, affecting final chemistry composition stabilization during steel production. The sulfur powder method shows a reduced variation of final chemical composition when compared with cored wire addition.

As trincas superficiais são defeitos que podem ocorrer durante a fabricação de aços. A incidência e gravidade desses defeitos aumentam quando há a adição de elementos químicos fragilizantes na sua composição química, especialmente no fabrico de aços especiais microligados e acalmados ao alumínio.Para neutralizar o efeito nocivo desses elementos (ex: Nb, N e V), tem-se que otimizar os parâmetros do processo de lingotamento contínuo. Este trabalho buscou a otimização dos parâmetros de lingotamento para diminuir as trincas superficiais do aço DIN-20MnCr5 Mod.Os pontos básicos aqui tratados foram: otimização do pó de molde; otimização do resfriamento secundário e; otimização da velocidade de lingotamento. Pode-se concluir que o uso de um pó de molde de alta basicidade, a aplicação de baixas intensidades de resfriamento secundários e as altas velocidade de lingotamento diminuem a formação de trincas superficiais. Algumas conclusões foram tiradas em laboratório através de um simulador termomecânico e todos os resultados foram validados na planta da Gerdau Aços Finos Piratini.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento realizado para a implantação do novo sistema de despoeiramento dos Fornos Elétricos a Arco da Aciaria da Gerdau Riograndense. O desenvolvimento do novo sistema iniciou com a necessidade de substituir o antigo sistema de captação, pois este não estava obtendo o desempenho esperado. Os principais resultados obtidos com a implantação deste projeto foram o atendimento das especificações do projeto, comprovado pelos resultados obtidos nas medições de material particulado (MP), uma vez que as concentrações de material particulado medido estão abaixo do limite de emissão estabelecido pelo órgão de controle ambiental, e os resultados do estudo de dispersão, realizados para avaliar a qualidade do ar, utilizando modelagem matemática, atenderam aos limites legais de emissão estabelecidos pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente - CONAMA. O estudo de dispersão foi elaborado após a implantação do sistema de despoeiramento, considerando os dados de entrada obtidos nas medições realizadas na saída dos gases da nova casa de filtros. As causas para o sucesso do projeto estão associadas a sólidos conhecimentos das tecnologias disponíveis da equipe responsável pela implantação do investimento, a visitas realizadas em outras empresas siderúrgicas, ao modelamento hidráulico que estabeleceu o dimensionamento correto do sistema e as experiências adquiridas na operação do antigo sistema de despoeiramento, pois orientaram as decisões tomadas no decorrer do projeto. A garantia da continuidade do desempenho do sistema implantado está assegurada por sua inclusão no programa de gestão ambiental da empresa.

O tratamento de modificação de óxidos (e sulfetos) com cálcio tornou-se usual na produção de aços de elevada limpeza interna. O conhecimento da composição química de inclusões, dependendo da composição do aço líquido, é requisito fundamental para garantir a lingotabilidade desses aços e propriedades mecânicas adequadas dependendo da aplicação dos mesmos. O objetivo deste trabalho foi o estudo da composição química de inclusões ao longo do processo de refino secundário, com enfoque no tratamento com cálcio. Para tanto, foram comparados dados experimentais (planta industrial) com simulações via termodinâmica computacional (software FactSage). A metodologia utilizada consistiu em: a) obtenção de dados experimentais para determinar os dados de entrada das simulações; b) utilizar os bancos de dados e a rotina de minimização da Energia de Gibbs do software FactSage, para calcular o equilíbrio entre as fases aço líquido (modelo associado) e inclusões (escória - modelo quase-químico modificado) e; c) comparar os resultados obtidos na planta industrial com os simulados via FactSage. O acompanhamento do processo de elaboração do aço na Gerdau Aços Especiais Piratini (AEP) foi fundamental para identificar eventuais desvios de processo, bem como para interpretar eventuais discrepâncias entre os resultados Na simulação de todas as provas, verificou-se que é fundamental um baixo desvio-padrão na análise dos elementos, se o objetivo é simular um padrão de elaboração de aço. Como resultado deste trabalho, verificou-se ainda que entre 10 e 14 ppm é a faixa ideal de cálcio para a formação de inclusões líquidas com teor mínimo de CaS, para os níveis de oxigênio, enxofre e alumínio do SAE 8620 na etapa final do processo de elaboração desse aço na AEP. É importante destacar que faixas mais amplas de cálcio podem ser utilizadas, dependendo do tipo de processo na aciaria e do tipo de produto requerido.

Este trabalho apresenta uma metodologia para a avaliação de aquecedores de panela de aciaria e de práticas de movimentação de panelas em uma aciaria elétrica. O objetivo final é a redução da variabilidade do estado térmico da panela durante o vazamento do aço do forno elétrico. Neste estudo são investigados os aquecimentos realizados nos dois tipos de aquecedores existentes e as operações com as panelas durante a etapa sem aço do ciclo das panelas. A eficiência dos aquecedores são comparadas através de ensaios de aquecimento com panelas instrumentadas e a técnica de termografia. A análise da movimentação de panelas é realizada pelo levantamento dos dados operacionais diretamente na usina.Com a identificação dos problemas, são propostas soluções que minimizem seus efeitos sobre o estado térmico da panela. Finalmente, os resultados das soluções propostas, medidas diretamente na aciaria, comprovam que estas medidas contribuíram para melhorar o estado térmico da panela no vazamento e consequentemente o controle sobre as perdas térmicas do aço na panela.

O objetivo do trabalho é criar uma metodologia de caracterização para analisar a origem de defeitos superficiais tipo escama, procurando definir sua origem, de forma a estabelecer medidas para sua minimização. Para o desenvolvimento desta metodologia de caracterização do defeito superficial tipo escama foram analisadas 104 barras trefiladas (total de barras) das qualidades de aços ABNT 9254 (88 barras) e ABNT 1045 (16 barras), que não obtiveram aprovação na etapa de inspeção realizada na empresa Aços Especiais Piratini. Foram adquiridas amostras de 9 corridas de produção, sendo que 8 da qualidade de aço ABNT 9254 e 1 corrida da qualidade de aço ABNT 1045. Neste trabalho são revisadas as metodologias para estudar a origem dos defeitos superficias tipo escama, os diferentes reagentes metalográficos que podem ser utilizados e a informação que é capaz de ser obtida das observações das amostras polidas e atacadas com esses reagentes. Além disso, são discutidas as suas prováveis origens. A determinação da origem de defeitos superficias tipo escama inclui a observação dos aspectos gerais, tais como, a freqüência, localização e preferência por algum posicionamento na barra. Também a realização de um estudo detalhado através da análise utilizando o microscópio eletrônico de varredura com microssonda por espectroscopia de dispersão de energia (EDS) acoplado a ele para a determinação da composição química de inclusões encontradas próximo ou afastadas ao defeito superficial. Como resultado, determinou-se que o defeito superficial tipo escama na sua maior parte é oriundo do tarugo e em menor parte devido a práticas inadequadas de laminação. / This work aims the development of a methodology for the determination of the root cause of the slivers type defect in hot rolled bars in order to determine actions for its mitigation. During this work 104 steel bars produced from ABNT 9254 (88 bars) and ABNT 1045 (16 bar), which were not approved during the non destructive testing at Aços Especiais Piratini were analyzed. Those samples were taken from 9 different production heat being 8 from ABNT 9254 and 1 from ABNT 1045. In this work different methodologies proposed in the literature for the evaluation of slivers defect were tested. The different metallographic etchants and the information that can be obtained from the optical metallographic examination are discussed. Besides that, the probable origin of those defects is presented. The determination of the origin of the superficial slivers type defects included the observation of the frequency, and positioning of the defect in the bars. A scanning electron microscope with EDS capabilities were also used for the chemical analysis of the inclusion observed at and close to the defects. The results of this work indicated that the majority of the slivers type defect analyzed originated from the slab with only a minor part being introduced during the hot rolling of the bars.

O objetivo do trabalho é criar uma metodologia de caracterização para analisar a origem de defeitos superficiais tipo escama, procurando definir sua origem, de forma a estabelecer medidas para sua minimização. Para o desenvolvimento desta metodologia de caracterização do defeito superficial tipo escama foram analisadas 104 barras trefiladas (total de barras) das qualidades de aços ABNT 9254 (88 barras) e ABNT 1045 (16 barras), que não obtiveram aprovação na etapa de inspeção realizada na empresa Aços Especiais Piratini. Foram adquiridas amostras de 9 corridas de produção, sendo que 8 da qualidade de aço ABNT 9254 e 1 corrida da qualidade de aço ABNT 1045. Neste trabalho são revisadas as metodologias para estudar a origem dos defeitos superficias tipo escama, os diferentes reagentes metalográficos que podem ser utilizados e a informação que é capaz de ser obtida das observações das amostras polidas e atacadas com esses reagentes. Além disso, são discutidas as suas prováveis origens. A determinação da origem de defeitos superficias tipo escama inclui a observação dos aspectos gerais, tais como, a freqüência, localização e preferência por algum posicionamento na barra. Também a realização de um estudo detalhado através da análise utilizando o microscópio eletrônico de varredura com microssonda por espectroscopia de dispersão de energia (EDS) acoplado a ele para a determinação da composição química de inclusões encontradas próximo ou afastadas ao defeito superficial. Como resultado, determinou-se que o defeito superficial tipo escama na sua maior parte é oriundo do tarugo e em menor parte devido a práticas inadequadas de laminação. / This work aims the development of a methodology for the determination of the root cause of the slivers type defect in hot rolled bars in order to determine actions for its mitigation. During this work 104 steel bars produced from ABNT 9254 (88 bars) and ABNT 1045 (16 bar), which were not approved during the non destructive testing at Aços Especiais Piratini were analyzed. Those samples were taken from 9 different production heat being 8 from ABNT 9254 and 1 from ABNT 1045. In this work different methodologies proposed in the literature for the evaluation of slivers defect were tested. The different metallographic etchants and the information that can be obtained from the optical metallographic examination are discussed. Besides that, the probable origin of those defects is presented. The determination of the origin of the superficial slivers type defects included the observation of the frequency, and positioning of the defect in the bars. A scanning electron microscope with EDS capabilities were also used for the chemical analysis of the inclusion observed at and close to the defects. The results of this work indicated that the majority of the slivers type defect analyzed originated from the slab with only a minor part being introduced during the hot rolling of the bars.

O objetivo do trabalho é criar uma metodologia de caracterização para analisar a origem de defeitos superficiais tipo escama, procurando definir sua origem, de forma a estabelecer medidas para sua minimização. Para o desenvolvimento desta metodologia de caracterização do defeito superficial tipo escama foram analisadas 104 barras trefiladas (total de barras) das qualidades de aços ABNT 9254 (88 barras) e ABNT 1045 (16 barras), que não obtiveram aprovação na etapa de inspeção realizada na empresa Aços Especiais Piratini. Foram adquiridas amostras de 9 corridas de produção, sendo que 8 da qualidade de aço ABNT 9254 e 1 corrida da qualidade de aço ABNT 1045. Neste trabalho são revisadas as metodologias para estudar a origem dos defeitos superficias tipo escama, os diferentes reagentes metalográficos que podem ser utilizados e a informação que é capaz de ser obtida das observações das amostras polidas e atacadas com esses reagentes. Além disso, são discutidas as suas prováveis origens. A determinação da origem de defeitos superficias tipo escama inclui a observação dos aspectos gerais, tais como, a freqüência, localização e preferência por algum posicionamento na barra. Também a realização de um estudo detalhado através da análise utilizando o microscópio eletrônico de varredura com microssonda por espectroscopia de dispersão de energia (EDS) acoplado a ele para a determinação da composição química de inclusões encontradas próximo ou afastadas ao defeito superficial. Como resultado, determinou-se que o defeito superficial tipo escama na sua maior parte é oriundo do tarugo e em menor parte devido a práticas inadequadas de laminação. / This work aims the development of a methodology for the determination of the root cause of the slivers type defect in hot rolled bars in order to determine actions for its mitigation. During this work 104 steel bars produced from ABNT 9254 (88 bars) and ABNT 1045 (16 bar), which were not approved during the non destructive testing at Aços Especiais Piratini were analyzed. Those samples were taken from 9 different production heat being 8 from ABNT 9254 and 1 from ABNT 1045. In this work different methodologies proposed in the literature for the evaluation of slivers defect were tested. The different metallographic etchants and the information that can be obtained from the optical metallographic examination are discussed. Besides that, the probable origin of those defects is presented. The determination of the origin of the superficial slivers type defects included the observation of the frequency, and positioning of the defect in the bars. A scanning electron microscope with EDS capabilities were also used for the chemical analysis of the inclusion observed at and close to the defects. The results of this work indicated that the majority of the slivers type defect analyzed originated from the slab with only a minor part being introduced during the hot rolling of the bars.

A qualidade SAE 1141 alia boas conformabilidade e usinabilidade em um mesmo aço – esta qualidade possui adição de teores de enxofre da ordem de 0,08 – 0,13% em peso. É largamente empregada no segmento de forjarias na confecção de componentes com relativa complexidade e exigência mecânica, tais como garfos e ponteiras para a indústria automotiva. Devido a esse fato, é imprescindível que a matéria-prima para a conformação destes componentes atenda às exigências impostas pelos esforços aplicados aos mesmos e, dado às solicitações que sofrem, apresente um desempenho satisfatório em sua forma final, principalmente no tocante à sanidade interna, visto que defeitos dessa natureza são extremamente deletérios à performance dos componentes conformados. Em função disso, o principal objetivo desta investigação é avaliar as causas potencialmente geradoras de defeitos denominados trincas internas centrais, as quais afetam fortemente a sanidade interna da matéria-prima, além de reduzir a sua incidência em barras de aço da qualidade SAE 1141. Para tanto, são apresentadas considerações sobre a avaliação destes defeitos, analisando-se as possíveis causas geradoras das trincas, as quais são caracterizadas sob o enfoque de bibliografia adequada. Através da realização de ensaios no lingotamento contínuo (LC) envolvendo a utilização do agitador eletromagnético final (FEMS), elaboração de curvas de ductilidade pelo emprego do simulador físico Gleeble para os materiais nas condições tarugo e barra laminada, experiências na laminação envolvendo análises de amostras após cada diferente grau de redução ou passe conferido ao material pelo processo e variação das taxas de resfriamento pós-processamento, busca-se reduzir as ocorrências destes defeitos, diminuindo conseqüentemente sucateamento e custos e melhorando o desempenho do material frente às expectativas dos componentes em serviço. A metodologia empregada para a detecção dos defeitos nas barras laminadas foi a submissão das mesmas ao ultra-som. Várias amostras tiveram os seus defeitos detectados através desse ensaio, os quais foram analisados e caracterizados previamente ao início da investigação das causas geradoras, balizando assim a tomada de decisão em relação aos experimentos a serem realizados. Os dados práticos foram obtidos na Gerdau Aços Especiais Piratini, onde a análise de defeitos internos gerados a partir do processo produtivo é um procedimento rotineiro. A interpretação dos resultados, bem como testes laboratoriais adicionais foram realizados na própria usina e no IAS – Instituto Argentino de Siderurgia. Em paralelo, realizou-se uma revisão na literatura aberta dos principais fundamentos e conceitos metalúrgicos referentes a trincas internas e causas de geração das mesmas, tais como, influência do FEMS na solidificação e na condição de segregação nos tarugos de LC, elementos de liga com caráter fragilizante e/ou deletério (por exemplo, hidrogênio, carbono, enxofre e manganês), influência das transformações de fase – velocidade de resfriamento pós-processamento e influência dos elementos de liga – na formação dos defeitos, entre outros. Os resultados obtidos permitiram concluir que a principal causa da geração das trincas internas do tipo centrais em barras laminadas está associada a uma combinação de variáveis. As transformações de fase, somadas a presença de altos teores de hidrogênio no aço – fato este de grande importância na geração dos defeitos detectado somente ao longo da realização do trabalho – fragilizam localmente o núcleo das barras, gerando trincas. Estas, por sua vez, têm a sua propagação facilitada através de cadeias ou redes de sulfeto de manganês, por vezes devido à alta incidência das mesmas nos aços da qualidade SAE 1141. Além disso, pode-se constatar que a geração dos defeitos é potencializada para barras de diâmetros superiores a 75,00 mm. Em barras de diâmetros menores, as falhas estão igualmente presentes e apresentam morfologia similar aos defeitos encontrados nas barras de maior diâmetro, porém, em escala não significativa, não sendo assim abordadas neste trabalho. Pode-se constatar ainda, que a redução da incidência dos defeitos do tipo trincas internas centrais em barras laminadas de diâmetros superiores a 75,00 mm – e conseqüente sucateamento – foi da ordem de mais de 95% desde o início do trabalho, reduzindo-se assim o sucateamento desta qualidade para níveis da ordem de, aproximadamente, 1,0%.

A busca da melhoria de produtos siderúrgicos leva uma atenção especial para a área da aciaria. Neste trabalho foram estudados os fatores que dificultam o controle da temperatura do aço líquido dentro das faixas objetivadas para o lingotamento contínuo. Esse descontrole tende a afetar negativamente a qualidade do aço. A exigência crescente é pelo controle em faixas cada vez mais restritas, necessitando para tal, um controle rígido da temperatura nas etapas do refino secundário que antecedem o lingotamento. Este trabalho buscou identificar as causas do descontrole de temperaturas mediante a observação “in loco” do processo da aciaria e propor soluções tecnológicas específicas, visto que cada aciaria tem as suas peculiaridades. Para tanto, desenvolveu-se um método para garantir a qualidade das informações do processo e a utilização dessas na previsão das perdas térmicas do aço líquido durante a etapa de desgaseificação e lingotamento contínuo. Um modelo matemático das panelas, desenvolvido e calibrado com dados obtidos na planta, é apresentado como uma solução para a estabilização das perdas térmicas que ocorrem para os refratários das panelas. Por fim, um sistema de aquecimento das válvulas submersas do distribuidor do lingotamento contínuo é proposto, ensaiado e aprovado com ótimos resultados. Todas as soluções encontradas estão sendo diretamente implementadas na aciaria.