Limpidez do aço SAE 9254 destinado à indústria automobilística.
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Data
2020
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Resumo
A aplicação do aço SAE 9254 em molas de suspensão requer um controle preciso das
inclusões não metálicas. Com o objetivo de avaliar o efeito de três variáveis operacionais
sobre a limpidez do aço, foram simulados o efeito da quantidade de escória transportada
durante o vazamento do aço do convertedor LD para a panela, o efeito da adição de grafite
durante o refino secundário e o efeito da basicidade binária da escória de panela utilizada
durante o tratamento de refino secundário, por simulação computacional, por meio do
software CEQCSI® (Chemical EQuilibrium Calculations for the Steel Industry). Os
resultados das simulações, variando a basicidade binária entre 0,60 e 1,50, na temperatura
de 1520°C, mostraram uma significativa influência da basicidade da escória sobre as
inclusões no aço. A partir desses resultados foram realizados testes industriais para
caracterização das inclusões em amostras de aço, coletadas nas etapas de início, meio e fim
do tratamento de refino secundário em forno panela e nos produtos tarugo e fio-máquina.
As características das inclusões, como quantidade, distribuição de tamanho e composição
química durante o processo de refino secundário no Forno Panela e nos produtos tarugo e
fio-máquina foram analisadas via MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura, utilizando
EDS (Espectroscopia por energia dispersiva) e ASCAT (Automated Steel Cleanliness
Analysis Tool). Neste trabalho “processo base” identifica as operações nas quais a
basicidade da escória de panela é inferior a 1,0. A outra condição testada industrialmente
foi denominada “processo com aumento em 0,50 da basicidade binária” em relação ao
processo base. Os resultados das análises em amostras de aço mostraram uma diminuição
da quantidade de inclusões em até 60% e um aumento de 72% para 98% de inclusões
inferiores a 10µm no fio-máquina, decorrentes do aumento de basicidade. Os resultados
indicam que mesmo com o aumento da basicidade, as inclusões permaneceram na região
de baixa temperatura liquidus, característica relacionada à deformabilidade das inclusões
no processo de laminação a quente. Uma segunda simulação foi conduzida por meio do
CEQCSI®
, com o intuito de avaliar o efeito da variação do teor de enxofre sobre as
inclusões de sulfetos. Foi observada uma correlação entre a quantidade e o tamanho médio
dos sulfetos majoritários S-Mn e S-Mn-Cr no fio-máquina com a diminuição do teor de
enxofre no aço. Abaixo de 100ppm de enxofre no fio-máquina, estabilizou-se a quantidade,
contudo houve uma contínua redução de tamanho médio destes sulfetos com a diminuição
do teor de enxofre no aço. Assim, as inclusões podem ser controladas efetivamente.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Termodinâmica - métodos de simulação, Molas - aço mola 9254, Aço - limpidez, Advanced Scatterometer - Automated Steel Cleanliness Analysis Tool
Citação
LIMA, Ermani Vinicius de Oliveira. Limpidez do aço SAE 9254 destinado à indústria automobilística. 92 f. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2020.