Title

Redução da captação de hidrogênio no lingotamento de aços elétricos com o uso de revestimento refratário de pega a frio em distribuidor

Reduction of hydrogen pick-up in electrical steel casting using cold-setting tundish refractory lining

Authorship

BOTELHO, THALES; MIRANDA, EURICO LACERDA; DUTRA, JANEIR RIBEIRO; BARROS, THALES HARVEY CRISOSTOMO; ALMEIDA, PEDRO HENRIQUE COUTO; COSTA, MARCELO FIGUEIREDO; JUNIOR, ARILTON CABRAL LAGE

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ALMEIDA, PEDRO HENRIQUE COUTO

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COSTA, MARCELO FIGUEIREDO

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DOI

10.5151/2594-5300-43382

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Abstract

O controle da captação de hidrogênio durante as corridas de início de sequência do lingotamento contínuo é um desafio crítico na produção de aços elétricos, uma vez que a umidade residual no revestimento de trabalho do distribuidor pode comprometer a qualidade do aço. Este estudo avalia o desempenho de uma massa refratária de pega a frio (ANKERTUN SH10P-BR) como alternativa a uma massa convencional de projeção por via úmida (ANKERTUN FF10-BR). A pesquisa envolveu simulações termodinâmicas da interação refratário–escória por meio do FactSage®, inspeções visuais do revestimento permanente após o lingotamento e análise estatística dos teores de hidrogênio no aço. Os resultados mostraram que a massa de pega a frio reduziu significativamente a captação de hidrogênio nas corridas de início de sequência, alcançando média de 3,28 ppm (18% inferior à da massa de projeção por via úmida), com menor dispersão dos dados. Essa melhoria é atribuída à minimização da umidade residual, reduzindo a dissociação do vapor de água em contato com o aço líquido. A partir da quarta corrida, a diferença entre as duas tecnologias refratárias tornou-se estatisticamente insignificante. As avaliações estruturais revelaram que a espessura inicial de 40 mm do revestimento de trabalho afetou o revestimento permanente; assim, propôs-se um aumento para 55 mm para proteção térmica adequada. Além disso, as simulações indicaram que o ANKERTUN SH10P-BR apresenta resistência superior ao ataque químico na linha de escória. Em conclusão, a massa de pega a frio mostrou-se uma alternativa eficaz para aprimorar tanto a qualidade do aço quanto a durabilidade do refratário em comparação com o material de projeção por via úmida.

The control of hydrogen pick-up during start-up heats of continuous casting is a critical challenge in electrical steel production, since residual moisture in the tundish working lining can compromise steel quality. This study evaluates the performance of a cold-setting refractory mix (ANKERTUN SH10P-BR) as an alternative to a conventional slurry-gunning mix (ANKERTUN FF10-BR). The research involved thermodynamic simulations of refractory-slag interaction via FactSage®, post-casting visual inspections of the permanent lining, and statistical analysis of hydrogen levels in steel. Results showed that the cold-setting mix significantly reduced hydrogen pick-up in start-up heats, achieving an average of 3.28 ppm (18% lower than the slurry-gunning mix) with lower data dispersion. This improvement is attributed to minimized residual moisture, reducing water vapor dissociation upon contact with liquid steel. After the fourth heat, the difference between the two refractory technologies became statistically insignificant. Structural evaluations revealed that the initial 40 mm working lining thickness affected the permanent lining; thus, an increase to 55 mm was proposed for adequate thermal protection. Additionally, simulations indicated that ANKERTUN SH10P-BR exhibits superior resistance to chemical attack at the slag line. In conclusion, the cold-setting mix proved to be an effective alternative for enhancing both steel quality and refractory durability compared to the slurry-gunning material.

Keywords

Hydrogen Pick-up, Tundish Working Lining, Cold-setting Refractory Mix, Electrical Steel

Hydrogen Pick-up, Tundish Working Lining, Cold-setting Refractory Mix, Electrical Steel