Estudo do reaproveitamento de aço e escória de aços especiais remanescentes da panela siderúrgica no forno elétrico a arco

Abstract

Siderúrgicas são responsáveis pela geração de significativo volume de emissões gasosas, efluentes líquidos e resíduos sólidos. Os crescentes custos variáveis de produção e mão de obra juntamente com os custos adicionais relacionados ao descarte de resíduos estão reduzindo o lucro final do produto. Isso induz a indústria siderúrgica a buscar processos mais eficientes e a reciclar produtos e subprodutos gerados durante o processo, para que não se torne inviável a manutenção da operação. O objetivo desse trabalho foi o desenvolvimento de uma metodologia que visa o aumento da reutilização de aço e escória remanescente de panela siderúrgica em forno elétrico a arco, a fim de reduzir custos com processamento e destinação desse co-produto e também elevar o rendimento metálico do FEA sem que ocorram prejuízos à composição química do aço a ser fabricado. A metodologia consistiu na criação de uma calculadora de retorno de panelas para o FEA que realiza um balanço de massa dos elementos químicos definidos como críticos à composição química final do aço no FEA indicando se é possível ou não retornar a quantidade de aço e escória remanescentes da panela siderúrgica após lingotamento para o FEA. Durante o período de utilização da calculadora de retorno de panelas obteve-se um aumento de reaproveitamento de aço e escória remanescentes da panela siderúrgica no forno elétrico a arco resultando em um aumento médio mensal de 0,25% no rendimento metálico do FEA, uma média mensal de 98,8 toneladas de aço e 440,8 toneladas de escória não destinados para processamentos e destinação de co-produtos de aciaria, uma redução média mensal de 1,272% MWh de energia do FEA e uma redução média mensal de 1,298% kg de consumo de eletrodo de grafita do FEA. Constatou-se que a prática de retornar panelas siderúrgicas para o FEA gerou um power off médio mensal de 2,533% min durante o período de utilização da calculadora de retorno de panelas. Conseguiu-se construir uma metodologia para o reaproveitamento de aço e escória remanescentes de panela siderúrgica para o FEA gerando uma redução de 0,261% no custo médio final de produção do aço da aciaria da Gerdau Charqueadas. Essa metodologia pode ser aplicada, com adaptações, para outras aciarias.

Steelmakers are responsible for generating significant volumes of gaseous emissions, liquid effluents and solid waste. The increasing variable costs of production and labor along with the additional costs related to waste disposal are reducing the final profit of the product, inducing the steel industry to seek more efficient processes and to recycle products and by-products generated during the process, in order that it isn't impracticable to keep the operation. The objective of this work was the development of a methodology that aims to increase the reuse of steel and slag remaining of ladle in an electric arc furnace in order to reduce costs with processing and destination of this co-product and also to increase EAF metallic yield without any damage to the chemical composition of the steel to be manufactured. The methodology consisted in the creation of a ladle return calculator to the EAF that performs a mass balance of the chemical elements defined as critical to the final chemical composition of the steel in the EAF indicating if the ladle can be returned or not with the quantity of steel and slag remaining after continuous casting to the EAF without any damage to the chemical composition of the steel to be manufactured. During the period of use of the ladle return calculator, an increase of reuse of steel and slag remaining from the ladle was obtained in the electric arc furnace, resulting in a monthly average increase of 0,25% in the metallic yield of the EAF, an average 98,8 tonnes of steel and 440,8 tonnes of slag not destined for processing and destination of by-products from the meltshop, an average monthly reduction of 1,272% MWh of energy from the EAF and an average monthly reduction of 1,298% kg of EAF graphite electrode consumption. It was found that the practice of returning ladles to the EAF generated an average monthly Poff of 2,533% min during the period of use of the ladle return calculator. It was possible to construct a methodology for the reuse of steel and slag remaining from the ladle to the FEA, generating a reduction of 0,261% in the final average cost of steel production at the Gerdau Charqueadas steelmaker. This methodology can be applied, with adaptations, to others meltshops.