Processos da Indústria Metalúrgica e Siderúrgica UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA - EEL LOM3080 Processos da Indústria Metalúrgica e Siderúrgica Professor: Carlos Angelo Nunes cnunes@demar.eel.usp.br

LINGOTAMENTO CONTÍNUO O lingotamento contínuo é o processo pelo qual o aço fundido é solidificado em um tarugo "semi-acabado“ para posterior laminação. Antes da introdução do Lingotamento Contínuo, o aço era vertido em moldes estacionários (lingotamento convencional) para formar "lingotes“. Desde então, o lingotamento contínuo evoluiu para obter melhor rendimento, qualidade, produtividade e eficiência de custos. Lingotamento Convencional Lingotamento Contínuo

Formas lingotadas (seção transversal) O lingotamento contínuo transforma o metal/liga líquido em sólido de forma contínua e inclui uma variedade de importantes processos comerciais; Estes processos são os mais eficientes para solidificar grandes volumes de metal/liga em formas simples para subsequente processamento. Formas lingotadas (seção transversal)

TIPOS DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO

Benefícios do lingotamento contínuo: Economia de energia considerável; Menos sucata produzida, isto é, rendimento melhorado; Melhoria da produtividade; Melhor qualidade de aço;

Descrição passo a passo do Processo de Lingotamento Contínuo

1) O aço líquido chega à estação de lingotamento via uma panela

2) Da panela o aço é transferido para o distribuidor

3) O aço líquido é transferido do distribuidor para um molde através de um tubo

4) O molde é uma caixa retangular de cobre vazada no topo e no fundo 4) O molde é uma caixa retangular de cobre vazada no topo e no fundo. Uma placa de aço é inserida no fundo do molde para início do processo de lingotamento A taxa de retirada depende da seção transversal, grau e qualidade do aço que está sendo produzido e pode variar entre 300 e 7600 mm por minuto

5) Inicia-se a formação de uma casca sólida nas regiões em contato com o molde. A placa é encaixado entre roletes à medida que a placa é puxada para fora do molde

6) O núcleo da placa está ainda líquido desde o momento que esta deixa o molde até posições bem inferiores, devido a isso um resfriamento secundário se faz necessário

7) A placa é dobrado do plano vertical para o plano horizontal através dos roletes

8) Ao final da seção de resfriamento a placa está totalmente solidificada e é então cortada nas dimensões requeridas

9) As placas cortadas são então colocadas em um forno antes de alimentar a etapa de laminação

10) Após remoção do forno as placas cortadas são laminadas

Lingotamento contínuo

Lingotamento contínuo

Lingotamento contínuo

Exemplo de distribuição de temperatura numa placa durante Lingotamento Contínuo

Máquinas com curvatura são usadas na maior parte do lingotamento contínuo de aços e envolvem curvatura e endireitamento do material.

Distribuidor

Funções do Distribuidor Ajudar na remoção de inclusões de óxido do aço líquido; Permitir um fluxo contínuo de aço líquido para o molde durante as trocas de panela; Manter uma altura de metal única, mantendo o fluxo de aço para o molde constante; Gerar padrões de fluxo mais estáveis para o (s) molde (s).

Molde A função principal do molde é estabelecer um invólucro sólido com capacidade suficiente para conter o seu núcleo líquido após a entrada na zona de resfriamento secundária; A oscilação do molde é necessária para minimizar o atrito e a aderência da casca solidificada ao molde e evitar a ruptura da casca com consequente vazamento de aço líquido, que pode causar estragos no equipamento e tempo de inatividade da máquina. O atrito é reduzido através do uso de lubrificantes, como pó fluxante; Os ciclos oscilantes do molde variam em freqüência, intensidade e padrão (Ex. freqência entre 0 and 250 ciclos/min e deslocamento de 0 to 12mm). No entanto, uma abordagem comum é empregar o que é chamado de "faixa negativa", um padrão no qual o curso descendente do ciclo permite que o molde descenda mais rápido do que a velocidade de retirada da seção. Isso permite que tensões de compressão se desenvolvam na casca.

Ex. Moldes de lingotamento contínuo

Funções do pó fluxante: Capacidade de absorção de inclusões; Prevenção de oxidação; Minimização de perdas de calor; Entrar líquido na região entre casca e molde para funcionar como lubrificante Para as funções acima, o fluxante deve ter as seguintes características: Baixa viscosidade; Baixa temperatura de fusão; A taxa de fusão do fluxante deve coincidir com a velocidade do lingotamento contínuo.

Inclusões e Defeitos As inclusões não metálicas são um problema significativo nos aços; O comportamento mecânico do aço é controlado em grande medida pela fração volumétrica, tamanho, distribuição, composição e morfologia das inclusões, que atuam como concentradores de tensão; A distribuição de tamanho das inclusão é particularmente importante, porque macro inclusões são as mais prejudiciais às propriedades mecânicas.

Ex. Inclusões em aços

Ex. Defeitos

Videos https://www.youtube.com/watch?v=jCqjAIuIBbg (4:23) https://www.youtube.com/watch?v=d-72gc6I-_E (1:12) https://www.youtube.com/watch?v=tGa_HWlyQXc (1:02) https://www.youtube.com/watch?v=9zcrW3S5vIo (2:54) https://www.youtube.com/watch?v=6WIABd84404 (41:13) https://www.youtube.com/watch?v=-g6S5B6pn1w (1:04:34)