Title

AVALIAÇÃO DO USO DE FLUIDIFICANTES ALTERNATIVOS EM ESCÓRIAS DE REFINO SECUNDÁRIO

ASSESSING THE EFFECTS OF USING ALTERNATIVE SLAG FLUIDIZERS IN SECONDARY STEELMAKING

Authorship

Falsetti, Luis Otavio z.; Souza, Dickson a.; Borges, Otávio h.; López, Francisco; Pandolfelli, Victor c.

Falsetti, Luis Otavio z.

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Souza, Dickson a.

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Borges, Otávio h.

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López, Francisco

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Pandolfelli, Victor c.

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DOI

10.5151/2594-5300-39930

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Abstract

A definição do volume ideal de escória duplamente saturada (CaO e MgO) é de grande importância na metalurgia secundária e, principalmente, no forno panela. Estas escórias requerem alta capacidade de sulfeto, aliada à habilidade de proteger o revestimento do centelhamento do arco elétrico e evitar a formação de cascão nas bordas e no fundo da panela de aço, além de possuírem viscosidade adequada para permitir as adições ao banho e o vazamento para o distribuidor. Nesse sentido, o uso de fluidificantes visa, além dentre outras modificações, elevar a solubilidade de CaO/MgO na escória, sendo a fluorita (CaF2) e a areia de sílica (SiO2) largamente utilizadas na produção de aços acalmados ao Si. Para os aços acalmados ao alumínio, as adições recomendadas são de bauxita (majoritariamente hidróxido de alumínio) ou aluminatos de cálcio. Além disso, algumas plantas optam pelo uso de fluidificantes alternativos com alto teor de Na2O e K2O, como a sodalita e a nefelina. Com base em cálculos termodinâmicos (método CALPHAD), este trabalho abordou os efeitos de tais álcalis na solubilidade de CaO/MgO da escória e sua basicidade óptica, considerando composições no sistema CaO-SiO2-MgO-Al2O3. Adicionalmente, discutiu-se o desempenho de refratários magnesianos quando em contato com tais escórias.

Defining the optimized volume of dual saturated (CaO and MgO) slags is of utmost importance to the secondary metallurgy, especially for the ladle furnace. To be effective, these slags may present high desulphurization capability, combined with the ability to shield the electric arc flare and to avoid the skull formation in the ladle borders and bottom, with suitable viscosity to provide fast incorporation of additives and tapping. Some fluidizers are used for attaining the purpose of taking CaO/MgO into solution, being fluorspar (calcium fluoride, CaF2) and silica sand (silicon oxide, SiO2) broadly used in Si-killed steelmaking plants. At the Al-killed plants, either bauxite (mainly aluminum hydroxide) or calcium-aluminates are recommended choices. Nevertheless, for various reasons, some steelmakers use alternative fluidizers containing a significant amount of Na2O and K2O, such as sodalite and nepheline. Based on thermodynamic calculations (CALPHAD method), the effects of such alkalis on the CaO/MgO solubility and the optical basicity of slags on the CaO-SiO2-MgO-Al2O3 system were explored in this paper. The potential impact on MgO-based refractories performance is also discussed.

Keywords

Escória; Fluidificante; Termodinâmica; Refino secundário

Slag; Fluidizers; Thermodynamics; Secondary metallurgy