Redução de hidrogênio fora de faixa no aço DIN 38MnS6 MOD em aciaria elétrica de aços especiais

Abstract

Esse trabalho tem o objetivo de reduzir o hidrogênio fora de faixa do aço DIN 38MnS6 MOD produzido em aciaria elétrica de aços especiais para evitar retrabalhos como abafamento ou recozimento. Essa ação permite que, a corrida siga o fluxo padrão aciaria-laminação-inspeção sem gerar atrasos ao cliente e custo extra para a usina na produção desse material. Para reduzir a quantidade de ocorrências de hidrogênio fora de faixa desse aço foi realizado um estudo sobre os principais agentes causadores do não atendimento à faixa. O histórico de ocorrências apontou três oportunidades de melhoria divididas em dois grupos: processo de desgaseificação e controle de pick-up de hidrogênio após a desgaseificação. Foram encontradas duas oportunidades em processo de desgaseificação. A primeira foi criar condições adequadas de desgaseificação por meio da alteração da escória com o objetivo de reduzir fervuras durante o vácuo. A análise de fervura foi realizada com a ferramenta Comparator do programa comercial Braincube de modo a comparar corridas que ferveram das que não ferveram e entender o que diferenciou nessas corridas. A segunda oportunidade foi propor uma combinação de gases de rinsagem tanto para atender a faixa de nitrogênio requerida utilizando rinsagem de nitrogênio, quanto aumentar o poder de desgaseificação do processo adicionando argônio nos últimos minutos sob vácuo. Já em relação ao controle de pick-up foram realizadas algumas análises de teor de umidade de insumos. Também foi alterado o local de armazenamento da casca de arroz calcinada, insumo que apresentou maior percentual de umidade perante os outros. As alterações de escória cumpriram o objetivo de redução de fervura, porém com a ressalva que a nova composição da escória prejudicou a limpeza inclusionária. A adição de argônio mostrou que corridas com essa combinação obtiveram menores valores, em torno de 0,1 e 0,3 ppm de hidrogênio a menos medido comparado com as corridas que rinsaram apenas com nitrogênio. As alterações em relação ao armazenamento de casca de arroz se mostraram positivas quanto ao pick-up de hidrogênio após o vácuo passando de 50% das corridas com pick-up maiores que 1,2 ppm para 22% das corridas com essas ocorrências. Houve uma considerável redução de ocorrências de hidrogênio fora de faixa após as ações deste trabalho, em torno de 6 a 0% quando a escória foi alterada e de 25 a 8% com as práticas de combinação de gases e controle de umidade dos insumos.

This work aims to reduce the out-of-range hydrogen in DIN 38MnS6 MOD steel produced in special steels electric steel shops to avoid rework such as quenching or annealing. This action allows the heat to follow the standard melt shop-rolling mill-inspection flow without generating delays for the customer and extra costs for the mill in the production of this material. To reduce the amount of out-of-range hydrogen occurrences in this steel, a study was conducted on the main agents causing the non-compliance with the range. The history of occurrences pointed out three opportunities for improvement divided into two groups: degassing process and control of hydrogen pick-up after degassing. Two opportunities were found in the degassing process. The first was to create suitable degassing conditions by altering the slag to reduce boils during vacuum. Boil analysis was performed with the Comparator tool of the commercial Braincube program to compare runs that boiled from those that did not and to understand what differentiated in these heat. The second opportunity was to propose a combination of stirring gases both to meet the required nitrogen range by using nitrogen stirring, and to increase the degassing power of the process by adding argon in the last minutes under vacuum. Regarding the pick-up control, some moisture content analyses of the raw materials were performed. It was also changed the storage location of calcined rice husk, an input that showed a higher percentage of moisture compared to the others. The slag changes met the goal of reducing boiling, but with the caveat that the new slag composition impaired the inclusionary cleaning. The addition of argon showed that heat with this combination obtained lower values, around 0.1 and 0.3 ppm less hydrogen measured compared to heat that stirring with nitrogen alone. The changes from rice husk storage proved positive for post vacuum hydrogen pick-up from 50% of the runs with pick-up greater than 1,2 ppm to 22% of the heat with these occurrences. There was a considerable reduction of out-of-range hydrogen occurrences after the actions of this work, around 6 to 0% when the slag was changed and from 25 to 8% with the practices of gas blending and moisture control of the inputs.