RESUMO

A cadeia produtiva do aço é composta por diversos processos desde sua formação até a sua elaboração e solidificação, para obtenção da peça final.

Os aços elaborados na aciaria, com temperatura e composição química ajustadas são transportados para o processo de lingotamento,que consiste na solidificação do mesmo. O lingotamento pode ser contínuo, por solidificação em moldes ou lingotamento convencional.

Este trabalho visa relatar o processo de lingotamento contínuo, da chegada do metal líquido pela torre giratória até sua saída, apresentando um levantamento das principais vantagens e desvantagens do processo. Evidenciando que a solidificação em modo contínuo apresenta melhor relação custo- benefício se comparado ao processo convencional.

Palavras-chave: Aciaria; Lingotamento Contínuo; Custo- benefício.

SUMÁRIO

  1. Introdução ............................................................................................5

  2. Desenvolvimento ................................................................................6

    1. Descrição do processo ............................................................................6

    2. Principais vantagens do processo ..........................................................7

    3. Produtos....................................................................................................8

  3. Conclusão .............................................................................................9

Referências ...................................................................................................10

1 INTRODUÇÃO

A produção do aço pode ser descrita por uma cadeia produtiva , sendo necessário diversos processos até a obtenção do produto final. Sua produção se inicia com a extração do ferro que é obtido pela forma de óxido, uma vez que, não há ocorrência natural de ferro puro na natureza. Para obter-se o ferro em sua forma fundamental é necessária a redução do ferro existente no minério (Fe 2+) em ferro reduzido (Fe0).

Para isto, é utilizado um reator de auto-forno que é alimentado pelo minério de ferro em forma de sinter, o coque ou carvão vegetal para redução do ferro, e um fundente para formação da escória líquida, gerando como produtos o ferro gusa e a escoria líquida, além dos gases liberados no processo como CO, CO2, CH4, entre outros. O ferro gusa produzido é direcionado para a aciaria onde será transformado em aço.

O ferro gusa é transportado para a aciaria com elevados teores de carbono e impurezas, tendo sua composição corrigida nos refinos primário e secundário. O refino primário começa com a dessulfuração, onde é ajustado o nível de enxofre. Em seguida passa pelo processo de LD, onde são ajustados os teores de carbono e fósforo, pela sua junção com sucata e o sopro de oxigênio gerando o aço.

O aço é então enviado para o refino secundário onde recebe os ajustes finais referentes à sua composição química e de temperatura, conforme o tipo de aço desejado, sendo também eliminados os gases inclusos.

Os aços elaborados seguem para o processo de solidificação que pode se dar por: solidificação em moldes para a fabricação de peças fundidas, lingotamento convencional para a produção de lingotes ou lingotamento contínuo para a produção de placas, blocos, tarugos ou pré-formas.

Este trabalho visa relatar o processo de lingotamento contínuo, da chegada do metal líquido pela torre giratória até sua saída, apresentando as vantagens do processo.

2 DESENVOLVIMENTO

O lingotamento contínuo é responsável pela solidificação da maior parte dos aços produzidos na aciaria. Apresentando três tipos de máquinas: a máquina vertical, a de dobramento de tarugo e a de molde curvo. Para fins de simplificação irá ser descrito o lingotamento contínuo em molde curvo.

2.1 Descrição do processo

Segundo Rizzo (2005) o processo de lingotamento contínuo ocorre pelas seguintes etapas:

  1. A inserção de uma barra falsa no molde para prevenir o vazamento de metal líquido pelo fundo do molde no início do vazamento.

  2. O vazamento do metal líquido da panela para o distribuidor (ao ar livre - jato aberto – ou através de tubos refratários – tubo longo) até que uma altura pré-determinada seja atingida, quando estão abre-se uma válvula (gaveta e/ou tampão) do distribuidor.

  3. O metal líquido escoa por um tubo refratário (tubo submerso), alimentando o molde de cobre refrigerado a água.

  4. No molde ocorre uma intensa transferência de calor, que promove a solidificação do metal e a formação de uma camada (pele) sólida, também ocorrendo a transferência de calor para a cabeça da barra falsa, garantindo a rápida solidificação da ponta do esboço, acelerando assim o início da extração do mesmo.

  5. Movimentação dos rolos motorizados para a extração contínua do esboço (semi-acabado em processo de fabricação).

  6. Com o progressivo deslocamento da casca sólida formada, puxada pelo movimento de rotação dos rolos extratores sua espessura aumenta ao entrar em contato com os chuveiros (sprays) de água e/ou ar na região de resfriamento secundário.

  7. Quando a barra falsa passa pela região horizontal da máquina, a mesma é desconectada do esboço, removida da máquina e estocada.

  8. A seguir é efetuado o corte com maçaricos ou guilhotinas dos produtos lingotados nos comprimentos desejados. Em alguns casos sendo necessária remoção de rebarbas oriundas do processo de corte.

  9. Os produtos lingotados podem sofrer marcação automática.

  10. Estes produtos são deslocados para o resfriamento em leitos (tarugos e blocos) ou através da formação de pilhas (placas).

  11. O resfriamento dos produtos lingotados pode ser concluído na área de condicionamento por diversos métodos (ao ar, com água ou em campânulas), seguido de uma etapa de inspeção e, se necessário, recondicionamento (escarfargem, corte ou esmerilhamento) ou pode ser laminado diretamente.

  12. Deve-se garantir uma alimentação contínua de metal líquido no molde, na mesma vazão da extração do esboço da máquina.

A seguinte figura ilustra o processo:

Figura 1 – Esquema de uma unidade de lingotamento contínuo (1-Panela, 2-Distribuidor, 3 e 6-Moldes, 4 e 5 – Eletrodos, 7- Rolos extratores)

Fonte: Severo e Guedes (2010)

2.2 Principais vantagens e desvantagens do processo

As principais vantagens do processo de lingotamento contínuo em comparação ao lingotamento convencional são:

  • Maior rendimento em peso na combinação do lingotamento com a laminação. Enquanto que com o lingotamento convencional obtém-se um rendimento de 80 a 88%, no contínuo o mesmo é de 96 a 98%, Rizzo (2005)

  • A extinção de equipamentos como forno-poço, pontes estripadoras, laminador desbastator, entre outros, para obtenção de placas;

  • Aumento da qualidade superficial e interna da peça;

  • Menor tempo e custo;

  • Maior aproveitamento da energia do aço líquido;

Enquanto que as principais desvantagens são:

  • Maior custo de instalação;

2.3 Produtos

Os principais produtos do lingotamento contínuo são placas, blocos, tarugos/pré-formas. Sendo a escolha do molde determinada pelo produto final desejado. A figura abaixo traz a representação dos produtos.

Figura 2- Representação esquemática das formas dos principais produtos do processo de lingotamento contínuo.

Fonte: Rizzo (p.109, 2005)

3 CONCLUSÃO

No processo de lingotamento contínuo, o aço é solidificado continuamente visando a simplificação do processo. A adoção do modo contínuo tem aumentado sua participação na produção do aço por assegurar notáveis vantagens sobre o processo convencional, permitindo a eliminação de uma série de etapas intermediárias entre o aço líquido e o semi-produto, além de demandar de um menor tempo de solidificação e maior rendimento, sendo o processo o mais utilizado para este fim.

Apesar da desvantagem do alto custo da instalação, o funcionamento do processo em si, compensa quanto às vantagens, uma vez que, os ganhos com economia de energia e a menor perda do aço, superam a diferença do custo da instalação da mesma, apresentando uma melhor relação custo-benefício.

REFERÊNCIAS

RIZZO, E.M.S. Introdução aos processos siderúrgicos. São Paulo, Associação Brasieira de Metalúrgia e Materiais, 2005.

Figura 1 SEVERO. M; GUEDES. D. Recuperação dos rolos de lingotamento contínuo.Disponível em: <http://www.ct.ufrgs.br/ntcm/graduacao/ENG06638/IEM-Texto-2.pdf>. Acesso em 21 maio 2011

SANTOS, C.A. Lingotamento contínuo dos aços. Disponível em : <http://www.em.pucrs.br/nuclemat/arquivos/Pos_TAPMMC_Lingotamento_Prof_Carlos.pdf >. Acesso em 10 maio 2011.

MACHADO, M. L. P. et al. Siderurgia para não siderurgistas. Vitória, 2003.

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