ANDRE MASSA CIPRIANI
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ANDRE MASSA CIPRIANI

Disciplina:Lingotamento Contínuo de Aços29 materiais60 seguidores
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inicial da placa e a definição de sua forma e

dimensões. Grande parte da qualidade da placa está diretamente relacionada como

funcionamento do molde. O molde é composto de placas de cobre, que são refrigeradas

internamente, através da circulação de água, para extrair o calor proveniente do aço

líquido. Por este sistema o molde processa a solidificação de uma pele de aço que

suporta a massa liquida; esta solidificação avança à medida que a placa desce na

máquina. O molde possui alguns aparelhos de extrema importância para a qualidade da

placa: o oscilador e o agitador eletromagnético. O elemento molde é exibido pela Figura

2.2.

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Molde compacto

Base Frame

Molas

Placa Twin

Encaixe
do Cilindro

Figura 2.2: O Molde

Fonte: CST, 2006

2.2.8 – Segmentos

Conjunto de rolos, cuja função é amparar a pele solidificada evitando que a

mesma se deforme ou se rompa devido à pressão ferrostática da coluna de aço líquido

do molde.

2.2.9 – Máquina de corte

Efetua o corte automático das placas, através de maçaricos alimentados por

gás natural e oxigênio. Os comprimentos das placas são de acordo com as

especificações de cada máquina e o marco inicial deve ser após o comprimento

metalúrgico, que é o comprimento que a placa não contém mais aço líquido em seu

interior.

Como já citado, a máquina do lingotamento contínuo, Figura 2.3, é

responsável pela solidificação e preparação das placas. Durante o processo de produção

do aço, a panela vem da aciaria previamente tratada com as porcentagens de elementos

presentes no aço bem definidas. Esta panela é então colocada no braço em repouso da

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torre giratória e fica em espera por certo tempo controlado para que não haja

solidificação do material dentro dela. Após o término do aço na panela que estava sendo

utilizada, a torre giratória levanta os dois braços e inverte as posições das panelas de

aço, assim a panela em repouso entra no processo de lingotamento. Com a devida

alocação da panela em cima do distribuidor, uma válvula longa é introduzida na mesma

e começa o fluxo da panela para o distribuidor. Quando o distribuidor possui certo nível

de aço líquido as válvulas gavetas do distribuidor se abrem e começam a fazer o

controle do nível do molde, essas são chamadas de válvulas submersas. Quando se

inicia o lingotamento e o molde está vazio, é inserida uma barra falsa para não escorrer

o fluido e ocorrer o Break Out.

Ao entrar em contato com o molde, que é resfriado com água, ocorre à

refrigeração primária do aço líquido e a formação da película que forma a placa.

Durante o processo a placa percorre os segmentos e com uma série de jatos de água e

spray de ar vai se solidificando lentamente.

Quando totalmente solidificada, após o comprimento metalúrgico, a placa

entra na máquina de corte e milimetricamente é cortada com maçaricos de gás natural e

oxigênio, no comprimento determinado pela produção.

As características do produto final são determinadas por diversos

parâmetros operacionais e variáveis: tamanho da seção transversal do molde,

temperatura do aço líquido, velocidade de lingotamento, intensidade de oscilação do

molde, resfriamento, dentre outras. A operação correta das diversas etapas do

lingotamento contínuo, constitui fator preponderante na obtenção de produtos finais

com elevados índices de qualidade superficial e interna. Tais necessidades demandam a

automatização do processo pela incorporação de sistemas de controle automático de

nível no distribuidor e no molde, sensores para controle de escória no distribuidor,

sistemas de alimentação de pós fluxantes, sensores de breakout, etc. (ARAÚJO, 1998).

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Figura 2.3: O processo de lingotamento contínuo

Fonte: CST, 2006

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III – OS FUNDAMENTOS DO DISTRIBUIDOR

Antigamente, o distribuidor tinha apenas a função de servir como um

elemento intermediário no processo contínuo do lingotamento. Recentemente, os

propósitos do distribuidor foram estudados mais a fundo, pois além de manter a

continuidade do processo, o distribuidor tem grande influência na qualidade da placa,

pois é diretamente responsável pelo controle da velocidade do processo e não pode

deixar de alimentar o molde com aço líquido durante a troca de panela (YEH et al.,

1992).

Também pode acarretar na remoção de inclusões, equilíbrio térmico e

homogeneização química (SCHADE et al., 2003), assim a alteração destes fatores

podem provocar defeitos no produto final. Por este motivo o controle do nível do

distribuidor deve ser bem monitorado. Outras funções do distribuidor:

• Evitar a contaminação do aço
• Purga do distribuidor com argônio
• Selagem das conexões refratárias
• Remover inclusões
• Uso de pó de cobertura
• Uso de direcionadores de fluxo de aço líquido
• Adição de cálcio
• Promover aquecimento do aço

Figura 3.1: O distribuidor

Fonte: CST, 2006

3.1 – A preparação do distribuidor

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O distribuidor é um instrumento formado por material refratário, que é

inserido no carro porta-distribuidor e preparado para receber o aço líquido. Essa

preparação é feita para adequar o distribuidor às altas temperaturas e à rápida troca de

informação do processo com os operadores. Antes da sua utilização, o distribuidor e

seus acessórios (tampão e válvula submersa) devem estar convenientemente pré-

aquecidos. A temperatura interior do distribuidor para se iniciar o lingotamento deve ser

de 1000 a 1100ºC. É também adicionada ao distribuidor uma camada de escória

sintética, que é utilizada para evitar o contato do aço líquido com o ar e para reter

algumas inclusões que estão no distribuidor.

3.2 – O fluxo da panela de aço para o distribuidor

Como toda parte do processo de lingotamento contínuo tem que ser

controlada, o fluxo de aço líquido da panela de aço para o distribuidor, realizado pela

válvula longa, possui um equipamento importante para o funcionamento do distribuidor.

Este instrumento se chama Amepa, instrumento que mede a quantidade de

escória que passa da panela de aço para o distribuidor. Se a porcentagem de escoria

detectada for superior a um valor pré-estabelecido, a válvula gaveta se fecha

automaticamente para evitar danos e anomalias nas placas que serão produzidas.

3.3 – O controle do fluido no distribuidor

A turbulência do metal líquido no distribuidor e molde durante o vazamento

é uma das mais importantes causas das flutuações do nível na região do menisco (nível

de metal líquido na região superior do molde). Assim, projetos ótimos de válvulas

submersas são parâmetros necessários para boa qualidade do produto (GARCIA et al.,

2004).

O distribuidor possui barreiras e equipamentos (Ex: Turbo Shop) para

amenizar os distúrbios que ocorrem no fluxo dentro do distribuidor. O fluxo de aço

líquido se choca contra o fundo do distribuidor e retorna pelas paredes laterais,

provocando uma pequena ondulação na superfície do aço no distribuidor. Quando o aço

atinge um nível desejado dentro do distribuidor, o controle da válvula gaveta da panela

é extremamente importante.

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Segundo Ozgu (2003), a maioria das operações de lingotamento usa o

monitoramento do peso com células de carga, pois é de fácil instalação e manutenção no

carro porta-distribuidor. Além disso, a célula de carga fica instalada no carro porta-

distribuidor e pode ser usada em vários distribuidores diferentes. A maior desvantagem

do monitoramento do peso é que eles confiam em estimativas do distribuidor, cobertura

do distribuidor e o peso da escória, assim sendo impreciso. Estes problemas preocupam

somente durante a drenagem final do aço, pois pode significar a drenagem da escória

para o molde ou o excesso de aço residual no distribuidor. Outras operações de

lingotamento utilizam sensores eletromagnéticos no topo do distribuidor, mas estes não

serão estudados neste trabalho.