A produção mundial de aço inoxidável nos últimos anos teve o maior crescimento dentre os principais metais usados na indústria. É notável a importância dos processos industriais dos aços inoxidáveis devido ao contínuo desenvolvimento desses materiais, em busca de uma melhor qualidade, com menores custos de produção e de forma sustentável. Uma das formas de obtenção do aço inoxidável é através do processo VOD, que consiste em remover o carbono do aço pela a injeção de oxigênio e reduzindo a pressão parcial do gás (CO) através da aplicação de vácuo. A primeira etapa desse processo é o sopro de oxigênio, onde é importante controlar a pressão do sistema de maneira a promover a menor oxidação do cromo sem ocorrência de transbordamentos de aço e excesso de \"splash\". Atualmente, existem diversas práticas de operação no VOD em que se tem uma redução contínua da pressão de vácuo em conjunto com alterações de outras variáveis durante o sopro de oxigênio, de forma a controlar a reação de descarburação sem perder em excesso, o cromo. O objetivo desse trabalho foi encontrar o tempo de sopro de oxigênio em função do carbono inicial para cada corrida, a partir do qual seja possível reduzir a pressão de vácuo sem causar danos ao processo. Isso porque a geometria da panela e o teor de carbono inicial empregados na Villares Metals S.A. possuem características distintas em comparação com outras plantas, que faz com que seu processo de descarburação seja singular. Nos resultados obtidos é possível confirmar que, operando com pressões de vácuo mais baixas durante o sopro de oxigênio, pode-se evitar perdas desnecessárias de cromo. Além disso, a relação encontrada entre o tempo de sopro e o carbono inicial através de uma equação cinética, pode ser utilizada na determinação do tempo aproximado para redução da pressão de vácuo para cada corrida. Assim se terá uma operação de descarburação mais eficiente em relação à oxidação dos elementos de liga e redução do consumo de oxigênio, de redutores e do tempo de processo, com segurança e economia. / The stainless steel melt shop production growth in the last years was the biggest comparing to the other important metals in the industry. It is noticeable the importance of the stainless industrial process due to its continuous development in order to seek better quality with lower costs and sustainable methods. One of the possibilities to produce stainless is by VOD process, which consists to remove the carbon content by oxygen injection and reducing the partial pressure of (CO) gas through vacuum application. Oxygen blowing is the first step of this process, where it is important to control the chamber pressure in order to avoid the chromium oxidation without steel overflow and excessive splash during process. Currently, different operation practices in the VOD have been applied reducing continuously the vacuum pressure simultaneously with other parameters during oxygen blowing, in the interest of controlling the decarburization reaction avoiding the loss of chromium. The objective of this study was to find the oxygen blowing time according to the initial carbon content for each heat, from which it is possible to reduce the vacuum pressure avoiding damages to the process. The reason of this is due to the ladle geometry and the initial carbon content applied on the Villares Metals process have special characteristics comparing to other plants, which make its process singular. On the results achieved, it is possible to confirm that, operating in lower vacuum pressure during oxygen blowing, it is possible to avoid unnecessary chromium losses. Moreover, the ratio found out between the blowing time and the initial carbon content through a kinetic equation, can be applied to determine the estimated time to reduce the vacuum pressure for each heat. Therefore, the decarburization process will be more efficient according to the alloy oxidation and save the oxygen consumption, deoxidizers and process time, with safe and reducing cost.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-06042018-134618 |
| Date | 22 November 2017 |
| Creators | Robson Leandro Silva |
| Contributors | Marcelo Breda Mourão, João Batista Ferreira Neto, Mário Cesar Mantovani |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Metalúrgica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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