Title

Medição de borda livre de panela de aço via sonda radar

Measuring the freeboard of a steel ladle using a radar probe

Authorship

ARAÚJO, JÚLIO CÉZAR MARIANO; PEREIRA, LETÍCIA PARAGUAI IRIAS; COTA, EDUARDO GOMES; VIEIRA, MARCELO SEIXAS; LUZ, FREDERICO DE OLIVEIRA; RIBEIRO, DAVID DE ALMEIDA; GANDRA, THAYNAN CALDEIRA; SANTANA, RENATO ALCÂNTARA DE AGUIAR

ARAÚJO, JÚLIO CÉZAR MARIANO

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PEREIRA, LETÍCIA PARAGUAI IRIAS

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COTA, EDUARDO GOMES

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VIEIRA, MARCELO SEIXAS

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LUZ, FREDERICO DE OLIVEIRA

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RIBEIRO, DAVID DE ALMEIDA

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GANDRA, THAYNAN CALDEIRA

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SANTANA, RENATO ALCÂNTARA DE AGUIAR

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DOI

10.5151/2594-5300-43197

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Abstract

Os aços elétricos GO (de grão orientado) e NGO (de grão não orientado) utilizam o processo VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) em seu fluxo produtivo. Esse tratamento sob vácuo baseia-se em reações dependentes da pressão, que incluem a redução dos teores de hidrogênio e nitrogênio e a descarburação associada à desoxidação. No caso do GO, o processo VOD é essencial para ajustar os teores de nitrogênio e hidrogênio, garantindo que o aço atenda às especificações de qualidade. Para o NGO, além do controle do hidrogênio, o teor de carbono também é ajustado por meio do sopro de oxigênio durante o processo VOD. A formação de gases sob vácuo expande o volume do metal, tornando a borda livre essencial para acomodar o banho e evitar projeções de material. A borda livre, ou seja, a distância vertical entre a superfície do banho líquido (escória) e a borda superior da panela, desempenha um papel crucial. Ela é importante tanto para o controle da espumação, que evita a projeção de material para fora da panela, quanto para o posicionamento das lanças de sopro. Essa borda livre deve atender aos padrões estabelecidos antes que o aço siga para as próximas etapas do processo. Portanto, ela é medida após o vazamento do aço do convertedor. Essa medição é realizada manualmente pelo operador utilizando um vergalhão, um método de baixa exatidão e alta variabilidade que expõe o operador a riscos. O objetivo deste trabalho é desenvolver um novo método de medição que permita realizar essa tarefa de maneira segura, precisa e automática.

GO (grain-oriented) and NGO (non-grain-oriented) electrical steels use the VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) process in their production flow. This vacuum treatment is based on pressure-dependent reactions, which include the reduction of hydrogen and nitrogen content and decarburization associated with deoxidation. In the case of GO, the VOD process is essential for adjusting nitrogen and hydrogen contents, ensuring that the steel meets quality specifications. For NGO, in addition to hydrogen control, the carbon content is also adjusted through oxygen blowing during the VOD process. The formation of gases under vacuum expands the volume of the metal, making the freeboard essential for accommodating the bath and preventing material splatter. The freeboard—that is, the vertical distance between the surface of the liquid bath (slag) and the upper ladle rim—plays a crucial role. It is important both for controlling foaming, which prevents material from splattering out of the ladle, and for positioning the blowing lances. This freeboard must meet established standards before the steel proceeds to the next stages of the process. Therefore, it is measured after the steel is tapped from the Converter. This measurement is performed manually by the operator using a rebar, a method with low accuracy and high variability that exposes the operator to risks. The objective of this work is to develop a new measurement method that allows this task to be performed safely, accurately, and automatically.

Keywords

Aço Elétrico, VOD, Borda Livre, Metalurgia Secundária

Electrical Steel, VOD, Freeboard, Secondary Metallurgy