Solidificação, desoxidação de aços e obstrução de
válvula em lingotamento (Ca) de aços
André Luiz V da Costa e Silva
Roberto R Avillez
Flavio Beneduce
Ake Jansson
Julho 2014
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Solidificação
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Solidificação (modelos simplificados)
Uso do DICTRA
Difusão nas duas fases
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Modelo de Scheil no TC- dois caminhos
• Caminho mais tradicional
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• Template pronto
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Com o template aço C, Mn, S (simples!!)
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Template: Aço com C=0.1% Mn=1% S=0.01%
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Allow BCC->FCC ?
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MnS forma no espaço interdendrítico
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Comparar com a solidificação em equilíbrio
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Definir a função fração sólida (no equilíbrio)
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Ajustando para os dois gráficos terem eixos iguais
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Observar o efeito sobre o Tsolidus e segregado
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Sequencia de fases em equilíbrio
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Solidification of API X65 Sour Service Steel- Scheil
Model
2013 Costa e Silva
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Diffusion included (dendrite arm
spacing is INPUT to model)
2.60
Scheil mod.
Scheil
Ueshima c2
Peritetic quenched
2.40
Microstructure
scale is input to
calculations
2.20
%Mn
2.00
1.80
1.60
1.40
1.20
1.00
0.00
0.20
0.40
fs
0.60
0.80
1.00
2013 Costa e Silva
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Modelo de Scheil – Liga de alumínio 204.2 ou AA204.2
(1)
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Usando o template do Scheil e TCAL2
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Resultado e comparação com experimentos
L+Al3Ti
L+Al3Ti+FCC
L+Al3Ti+FCC+Al13Fe4
+Al7Cu2Fe
+Al2Cu
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Outro exemplo de solidificação Liga AA7075
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Outro exemplo de solidificação AA7075
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Desoxidação do aço com Al
• Primeira forma:
Quanto Al é necessário para desoxidar 1000kg de aço
contendo 600ppm de O (600g) até chegar a 5ppm em solução
no Fe Líquido a 1600C
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System definer
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Um primeiro equilíbrio fácil de convergir
Desligar o GLOBAL é recomendado
Uma tabela para ver o resultado
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O equilíbrio que queremos
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O resultado na tabela
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Desoxidação com Al
• Segunda forma:
Qual a % de O em equilíbrio com Al2O3 e com um teor de Al
variando de 0.005% a 0.1%
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Plot renderer
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Obstrução de válvulas- tratamento
com cálcio
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Preventing nozzle clogging – Semi-Empirical
TUNDISH
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Semi-empirical- Increasing Ca additions
Total O, S and T must be
constant
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Tailoring the Steel composition for Liquid Inclusions
CaO-Al2O3 pseudo-binary
Steel+
Liquid
Inclusions
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How to sample a “%Ca, %Al, %S, %O, T” space?
%O
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Some common 2-D views in %Ca, %Al, %S, %O, T…
Solid CaS
Liquid
Inclusions
Solid
aluminates
or alumina
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Como analisar, então? Complexo ou simples?
Steel+
Liquid
Inclusions
Variar só o Ca, a T constante
Variar T, composição constante
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Exemplo (variando o Ca a T constante 1550C)
Al=0.02% Ototal=20ppm S=0.010%
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Ca: 0 a 30ppm, SLAG3
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A fase GAS pode ser um complicador de cálculos
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Definindo a variação do Ca no Calculador...
Desligue a opção GLOBAL!!!
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Lembre que a quantidade de aço é >>>> que a de
inclusões!
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Exemplo (variando T com Ca 15ppm)
Al=0.02% Ototal=20ppm S=0.010% Ca= 15ppm, SLAG3 T1450-1550C
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Variando T Al=0.02% S=0.01% Ca=15ppm Ot=20ppm
S
Liquid Inclusions
S+L
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Example %Al=0,02, Ca=6ppm, O=8ppm, %S=0,007,%Si=0,1
S+L
S
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Liquid Inclusions
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1570ºC 10, 20 e 30 ppm Ototal e 0.025%Al
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Ot 20ppm no momento de adição do Ca
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Valve clogging in Continuous Casting
Data from Pellicani
S=50ppm Al=0.04%
T=1600 oC;
CaS+Fe+Liq
Fe+Liq
CA2+E+Fe
CA2+CA6+Fe
A+CA6+Fe
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© 2009 André
Luiz V. da
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Costa e Silva
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Fim da parte 6
Agradecimentos e apoios
Projeto: “Síntese, Processamento, Modelagem e Caracterização de Óxidos
Funcionais” – Faperj Processo E-26/110.558/2010
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Obrigado!
[email protected]
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