Lung Cancer in a Steel City: A Personal Historical Perspective Fluoride: Journal of the International Society for Fluoride Research Year 1990, Volume.

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5 Lung Cancer in a Steel City: A Personal Historical Perspective Fluoride: Journal of the International Society for Fluoride Research Year 1990, Volume 23, Issue 3, Pages 101- 103

6 Increased CD3 positive cells in bronchoalveolar lavage fluid after hydrogen fluoride inhalation Lund K, Refsnes M, Sandstrom T, Sostrand P, Schwarze P, Boe J, Kongerud J. Scand J Work Environ Health 1999 Aug;25(4):326-34

7 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Jeferson L. Klug Nestor C. Heck Antônio C. F. Vilela Aline L. Silva Núcleo de Termodinâmica Laboratório de Siderurgia Computacional para a Metalurgia “Pós Fluxantes Livres de Flúor”

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9 Pós fluxantes

10 Funções dos pó fluxantes: (1) lubrificação; (2) controle da transferência de calor; (3) isolamento térmico; (4) proteção da atmosfera; (5) absorção de inclusões;

11 Algumas matérias-primas rotineiramente utilizadas na produção industrial de pós fluxantes: –Wollastonita –Bauxita –Cinza volante –Fluorita (CaF 2 ) –Carbonato de sódio (Na 2 CO 3 )

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13 Na 2 O + CaF 2 = CaO + 2 NaF(g) SiO 2 + 2 CaF 2 = 2 CaO + SiF 4 (g) 2 NaF(g) + H 2 O(g) = Na 2 O + 2 HF(g) SiF 4 (g) + 2 H 2 O(g) = SiO 2 + 4 HF(g)

14 HF(g) + H 2 O = H 3 O + + F −

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16 Resíduos sólidos

17 Matérias-primasObservaçõesCusto Contendo Li 2 O- ThyssenKrupp (2008) - Dificuldade na reprodução do comportamento de fusão Muito alto Contendo B 2 O 3 -Risco de absorção de boro pelo aço Alto Contendo Na 2 O-Pode ser usado no máximo até 20% Baixo Matérias-primas já estudadas para substituir a fluorita (CaF 2 )

18 Receitas SiO 2 CaOMgOAl 2 O 3 TiO 2 Fe 2 O 3 Na 2 OK2OK2OFLi2O Padrão 35.4325.302.9512.270.512.573.841.553.87- R1 33.8022.784.7510.790.351.917.991.590.48- R2 35.6124.034.429.480.321.546.911.130.510.33 R3 38.3925.444.467.850.230.966.380.730.620.36 Padrão = Stollberg Accutherm ST-SP/512SV-DS (a basicidade binária de todas as receitas é a mesma)

19 Três questões relacionadas ao desenvolvimento de pós fluxantes sem flúor foram abordadas através da termodinâmica computacional (FactSage 5.5): a) temperatura de fusão (liquidus); b) comportamento de fusão de pós fluxantes; c) interações termoquímicas entre pó fluxante e aço líquido.

20 a) temperatura de fusão (liquidus) Segundo a literatura boa qualidade superficial de tarugos é obtida usando-se pós fluxantes com composição próxima ao eutético do sistema CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 (1266ºC), pois dessa forma se obtém solidificação mais vítrea. Quando a composição do pó fluxante é modificada em direção à precipitação da wollastonita, surgem mais trincas nos tarugos devido a mais alta viscosidade e solidificação mais cristalina.

21 (pseudowollastonita)

22 Principal fase sólida encontrada em pós fluxantes com flúor, e que controla a transferência de calor no molde: cuspidina (3CaO. 2SiO 2. CaF 2 ) Principal fase sólida encontrada para R1, R2 e R3 através do aplicativo FactSage (~700°C): combeita (Na 2 O. 2CaO. 3SiO 2 ) (coerente com trabalhos experimentais da literatura)

23 b) comportamento de fusão de pós fluxantes

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25 c) interações termoquímicas entre pó fluxante e aço líquido. Depois de fundir, em contato com o aço líquido, o pó fluxante forma uma escória líquida cuja composição química se altera em função do tempo. Alterações na composição química da escória líquida se refletem na qualidade superficial dos lingotes.

26 Análise experimental (literatura) Simulação termodinâmica

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29 Conclusões Simulações realizadas através do software FactSage podem ser correlacionadas com resultados experimentais da literatura em termos de comportamento de fusão; Interações químicas entre um aço TRIP e pó fluxante também podem ser simuladas com a ajuda da termodinâmica computacional (mostram grande similaridade). Há uma indicação positiva de que essas receitas têm potencial para substituir o pó fluxante convencional, usado na indústria, contendo flúor.

30 –Os autores Jeferson Leandro Klug e Aline Lima da Silva agradecem ao CNPq pelo auxílio recebido (bolsa de doutorado) Agradecimentos

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32 Análise experimental da literatura

33 Simulação termodinâmica