Title

REDUÇÃO DE EVENTOS DE OBSTRUÇÃO NA PANELA DURANTE O LINGOTAMENTO CONTÍNUO DE AÇOS ACALMADOS AO AL E SI

REDUCTION OF LADLE NOZZLE CLOGGING EVENTS DURING CONTINUOUS CASTING OF AL-SI KILLED STEELS

Authorship

SILVA, CIRO AZEVEDO

SILVA, CIRO AZEVEDO

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DOI

10.5151/2594-5300-41261

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Abstract

OS EVENTOS DE OBSTRUçãO ESTãO ENTRE OS MAIORES DESVIOS DE PROCESSO QUE AFETAM AS SIDERúRGICAS EM TODO O MUNDO, IMPACTANDO NEGATIVAMENTE A PRODUTIVIDADE, O RENDIMENTO E A QUALIDADE DO LINGOTAMENTO CONTíNUO. QUANDO O OBSTRUçãO OCORRE ENTRE A PANELA E O DISTRIBUIDOR, O NíVEL DE AçO DESTE DIMINUI CONTINUAMENTE, DIFICULTANDO A CONTINUIDADE DA SEQUêNCIA EM PRODUçãO, LEVANDO à REDUçãO DA VELOCIDADE DE LINGOTAMENTO E, àS VEZES, SE O PROBLEMA NãO PUDER SER RESOLVIDO, A UMA PARADA NãO PLANEJADA DO LINGOTAMENTO OU, PELO MENOS, A UM AUMENTO DO RETORNO DE METAL NA PANELA. O OBJETIVO DESTE TRABALHO FOI MITIGAR OS EVENTOS DE OBSTRUçãO NA PANELA NA ACIARIA DA ARCELORMITTAL TUBARãO COM UMA ABORDAGEM INDUSTRIAL PARA SOLUçãO DE PROBLEMAS. O PROBLEMA FOI ESTRATIFICADO PARA ENTENDER QUAIS TIPOS DE AçO TINHAM A MAIOR FREQUêNCIA DO FENôMENO, UM SOFTWARE DE TERMODINâMICA COMPUTACIONAL FOI USADO PARA AVALIAR QUE TIPO DE INCLUSõES NãO METáLICAS ESTAVAM PRESENTES NO SISTEMA, E UMA ANáLISE ESTATíSTICA COMPAROU AS VARIáVEIS DO PROCESSO ENTRE AS CORRIDAS COM E SEM O PROBLEMA. FOI DEMONSTRADO QUE OS EVENTOS ESTAVAM ALTAMENTE CONCENTRADOS EM AçOS ACALMADOS AO AL E SI SEM TRATAMENTO COM CA. IDENTIFICOU-SE QUE AS ADIçõES DE FESI NA PANELA DURANTE OS TRATAMENTOS NO REFINO SECUNDáRIO PRODUZIAM VALORES RESIDUAIS DE CA NO AçO, LEVANDO à FORMAçãO DE INCLUSõES NãO METáLICAS DE ALTA TEMPERATURA DE FUSãO BASEADAS NO SISTEMA CAO-AL₂O₃, QUE, FINALMENTE, CAUSAVAM A MAIORIA DOS EVENTOS DE OBSTRUçãO DA PANELA DURANTE O LINGOTAMENTO. A ESTRATéGIA PARA O AJUSTE QUíMICO DO SI DESSES TIPOS DE AçO FOI ALTERADA, E UM NOVO FERRO-LIGA FOI ADOTADO NAS ESTAçõES DE REFINO SECUNDáRIO. ESSAS PRáTICAS COMBINADAS FORAM SUFICIENTES PARA REDUZIR BASTANTE A FREQUêNCIA DO PROBLEMA.

CLOGGING EVENTS ARE AMONG THE BIGGEST PROCESS DEVIATIONS THAT AFFECT STEELMAKERS WORLDWIDE, NEGATIVELY IMPACTING CONTINUOUS CASTING PRODUCTIVITY, YIELD AND QUALITY. WHEN THE CLOGGING OCCURS BETWEEN THE LADLE AND THE TUNDISH, THE STEEL LEVEL IN THE TUNDISH CONTINUOUSLY DECREASES, MAKING IT HARD TO KEEP THE SEQUENCE IN PRODUCTION, LEADING TO CASTING SPEED REDUCTION, AND, SOMETIMES, IF THE PROBLEM CANNOT BE SOLVED, TO AN UNPLANNED STOPPAGE OF THE CASTER, OR AT LEAST, TO AN INCREASED METAL RETURN IN THE LADLE. THE AIM OF THIS WORK WAS TO MITIGATE LADLE NOZZLE CLOGGING EVENTS IN THE ARCELORMITTAL TUBARãO STEELMAKING SHOP WITH AN INDUSTRIAL PROBLEM-SOLVING APPROACH. THE PROBLEM WAS STRATIFIED IN ORDER TO UNDERSTAND WHICH STEEL GRADES HAD THE HIGHER FREQUENCY IN THE PHENOMENON, A COMPUTATIONAL THERMODYNAMIC SOFTWARE WAS USED TO EVALUATE WHAT KIND OF NON-METALLIC INCLUSIONS WERE PRESENT IN THE SYSTEM, AND STATISTICAL ANALYSIS COMPARED PROCESS VARIABLES BETWEEN HEATS WITH AND WITHOUT THE PROBLEM. IT WAS SHOWN THAT THE PROBLEM WAS HIGHLY CONCENTRATED ON AL-SI KILLED STEELS WITHOUT CA TREATMENT. IT WAS FOUND THAT ADDITIONS OF FESI IN THE LADLE DURING SECONDARY METALLURGICAL TREATMENTS PRODUCED SMALL AMOUNTS OF CA IN THE STEEL, LEADING TO THE FORMATION OF HIGH MELTING TEMPERATURE NON-METALLIC INCLUSIONS BASED IN THE CAO-AL₂O₃ SYSTEM, WHICH FINALLY CAUSED THE MAJORITY EVENTS OF LADLE NOZZLE CLOGGING DURING CASTING. THE STRATEGY FOR SI CHEMICAL ADJUSTMENT OF THOSE STEEL GRADES WAS CHANGED, AND A NEW FERROALLOY WAS ADOPTED IN THE SECONDARY REFINING STATIONS. THOSE PRACTICES COMBINED WERE ENOUGH TO HIGHLY REDUCE THE PROBLEM FREQUENCY.

Keywords

Obstrução; panela; lingotamento contínuo; calcio-aluminatos

Clogging; Steel ladle; Continuous casting; Calcium-aluminates.