Avaliação da limpidez do aço líquido através da modelagem matemática do desgaseificador – RH da Companhia Siderúrgica de Tubarão - CST.

Abstract

Para atender a crescente demanda por aços de elevada qualidade, em especial aos aços para aplicação na indústria automobilística, a CST - Companhia Siderúrgica de Tubarão adquiriu em 1998 sua primeira unidade de desgaseificação a vácuo RH. Com o advento da expansão para 7,5 milhões de toneladas por ano, uma segunda unidade estará sendo adquirida, esta escolha foi feita baseando-se no foco de atendimento ao mercado de aços de alto valor agregado. No processo RH ocorre a circulação do aço líquido entre a panela e a câmara de vácuo. Nesta câmara, também ocorrem as reações metalúrgicas de descarburação e desgaseificação (remoção do hidrogênio, oxigênio e em menor escala do nitrogênio). Neste processo se consegue atingir uma grande energia de misturamento como conseqüência da circulação do aço, fator que influi positivamente nas reações físicas de remoção das inclusões não metálicas na panela. Como a adição de alumínio para aquecimento ou desoxidação do aço gera uma grande quantidade de inclusões (alumina), o tempo de circulação após a adição do desoxidante tem grande influência na limpidez do aço. Então diferentes condições de operação têm sido estudadas com o objetivo de se obter melhorias no desempenho e na produtividade. Modelos de simulação matemáticos e/ou físicos podem ser empregados para tal, bem como a amostragem do aço ao longo do processo, para caracterização em laboratório. Neste trabalho foi desenvolvido um modelo matemático tridimensional para a simulação da circulação do aço na panela, com a finalidade de avaliar o escoamento do aço, a trajetória das inclusões, bem como também foi desenvolvido um modelo macroscópico para determinar a influência do tempo de circulação (homogeneização), após a adição do alumínio, no grau de limpidez do aço. Para a validação deste modelo, foi empregada a técnica de contagem de inclusões em microscópio e medição do teor de oxigênio total.