Condicionamento de escórias em forno elétrico a arco para otimização das condições de espumação da escória e refino do aço

• Autor(a) principal: Thiago Augusto Avila
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8QVJ4C
• topic: Engenharia Metalúrgica e de Minas; Engenharia metalúrgica; Metalurgia extrativa

Atualmente, o maior desafio das indústrias siderúrgicas é aumentar a produção sustentavelmente a fim de obter competitividade com os produtos orientais e subsidiados, causando o mínimo impacto ambiental possível devido às suas atividades. Assim, as aciarias elétricas, unidades produtoras de aço nas mini-mills (siderúrgicas elétricas), empregam demasiado esforço na melhoria da eficiência do forno elétrico a arco, cuja responsabilidade é a fusão e elaboração primária do aço. A formulação e o condicionamento da escória no forno elétrico permitem espumá-la, atingindo seu volume máximo sem aumentar a adição de fundentes, e consequentemente, reduzir as perdas térmicas, impurezas do aço, tempo de processo, consumo de energia e refratário. No presente estudo, informações do processo do forno elétrico a arco de seis diferentes usinas foram coletadas. Dessa maneira, elaborou-se um balanço de massa acoplado a modelos termodinâmicos para cada usina a fim de estabelecer a receita de fundentes de menor custo, atendendo as restrições de pureza do aço, saturação em MgO e viscosidade da escória, ambas propícias à espumação. Um material rico em magnésia (MgO) foi utilizado como fonte de MgO por causa de suas características de óxido refratário, como: elevado ponto de fusão e baixa solubilidade. Devido a estas propriedades, uma pequena adição do material rico em MgO, calculada através do balanço de massa e modelos termodinâmicos, propicia à escória manutenção adequada da viscosidade e da saturação requerida à espumação. Além disso, cada formulação e receita em particular foram testadas em suas respectivas usinas. Os resultados experimentais mostraram uma melhoria considerável na eficiência térmica do forno, consumo específico de energia elétrica, tempo de processo, desgaste de refratário e qualidade do aço. Este último está atrelado à melhoria na composição final da escória, cuja avaliação também foi realizada através de cálculos termodinâmicos. Os cálculos mostraram uma relação positiva entre o teor de MgO e a atividade do CaO na escória, aumentando a capacidade de dessulfuração desta, bem como, uma forte relação entre a quantidade de MgO, precipitados e a viscosidade efetiva (considerando as fases sólidas e líquida) da escória, todas elas correlacionadas e dependentes da basicidade