Title

APLICAÇÕES DA TERMODINÂMICA COMPUTACIONAL A ACIARIA

APPLICATIONS OF COMPUTATIONAL THERMODYNAMICS TO STEELMAKING

Authorship

Silva, André Luiz Vasconcellos da Costa e

Silva, André Luiz Vasconcellos da Costa e

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DOI

10.5151/2594-5300-0041

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Abstract

Embora durante um longo período o desenvolvimento dos processos de aciaria tenha se dado de forma bastante empírica, o projeto e controle destes processos dependem do conhecimento do estado de equilíbrio termodinâmico dos sistemas em questão. A complexidade destes problemas de equilíbrio, entretanto, limita, em muitos casos, a possibilidade de soluções por métodos simples. A termodinâmica computacional viabiliza a solução destes problemas com um número limitado de simplificações, uma mudança significativa em relação aos métodos até então aplicados. No presente trabalho, através de exemplos de equilíbrios relevantes, é demonstrado como a aplicação da termodinâmica computacional permite determinar o estado de equilíbrio de sistemas importantes para o aciarista. Casos em que tendências e previsões relevantes são avaliadas, tais como a avaliação da segregação de solidificação, são também discutidos. Conclui-se que o emprêgo da termodinâmica computacional viabiliza a avaliação de forma relativamente simples e direta de vários equilíbrios importantes em aciaria. Estas avaliações podem ser decisivas para reduzir o tempo e os gastos no desenvolvimento de novas rotas de elaboração e de novos aços.

Although for a long period of time steelmaking process development has been mostly empirical, it is now well established that process design and control are closely dependent on the knowledge of the equilibrium conditions. Equilibrium calculations for the multi-phase, multi-component systems relevant to steelmaking can only be handled using computational aides, except for the simplest cases. In the present work the possibilities of using computational thermodynamics to solve melt shop relevant problems is demonstrated through selected examples. Situations in which thermodynamics can only indicate the directions and trends are also discussed. It is concluded that the use of computational thermodynamics makes possible the relatively simple and direct evaluation of several important equilibria in the steel melt shop. These evaluations can be powerful and decisive tools in reducing development cost and time when designing or improving processes or steels.

Keywords

Termodinâmica computacional, inclusões não-metálicas, Segregação

Computational thermodynamics, Non-metallic inclusions, Segregation