Avaliação do efeito de injeção de gás nitrogênio por meio de hastes tampão na limpeza e lingotabilidade de aços especiais

Abstract

Para a realização deste trabalho, foram realizados testes em escala industrial em uma usina siderúrgica voltada à produção de aços para a indústria automotiva. O trabalho se baseia no estudo do efeito da injeção de gás nitrogênio pela ponta das válvulas tampão utilizadas no distribuidor do lingotamento contínuo. Para tanto, foram avaliados parâmetros de controle para a presença de macroinclusões, a lingotabilidade ao longo dos testes, assim como a presença de pinholes nos tarugos e depósitos nas válvulas submersas. Para fins de verificação da influência do nitrogênio sob a composição química, avaliou-se também o pick-up de nitrogênio das corridas testadas. Amostragens de aço líquido no distribuidor, tarugos e barras foram realizadas para avaliar o comportamento das inclusões. Amostragem de depósitos de válvulas com e sem a injeção de nitrogênio pelos tampões foram realizadas para avaliar o acúmulo de inclusões no local e a tendência à “clogging”. Testes prévios a este trabalho foram realizados com o uso de gás argônio, mostrando-se eficientes para macroinclusões porém, com excessiva geração de pinholes nos tarugos. Além destes, testes realizados com nitrogênio em apenas um veio para qualidade semelhantes se mostraram muito promissores, levando a segurança quanto à realização do uso de nitrogênio nos três veios. Como resultado, as análises indicaram uma melhora da lingotabilidade do aço, quase nenhuma presença de pinholes e isenção de macroinclusões nos tarugos. Também foi possível notar uma redução significativa do número de inclusões presentes nas barras laminadas quando comparadas às corridas onde o uso de gás não foi realizado.

For the accomplishment of this work, tests were carried out on an industrial scale in a steel mill focused on the production of steels for the automotive industry. The work is based on the study of the effect of the injection of nitrogen gas by the tip of the stopper rod used in the continuous casting tundish. For that, control parameters were evaluated for the presence of macroinclusions, lingobility throughout the tests, as well as the presence of pinholes in the billets and deposits in the submerged valves. In order to verify the influence of nitrogen under the chemical composition, the nitrogen pick-up of the tested races was also evaluated. Liquid steel samplings at the tundish, billets and bars were performed to evaluate the behavior of the inclusions. Sampling of SEM’s deposits with and without nitrogen injection by buffers was performed to evaluate the accumulation of inclusions in the site and the tendency to "clogging". Previous tests were performed with the use of argon gas, being efficient for macroinclusions, but with excessive generation of pinholes in the billets. In addition, tests performed with nitrogen on only one shaft for similar quality showed very promising, leading to safety regarding the use of nitrogen in the three veins. As a result, the analyzes indicated an improvement of the ingotability of the steel, almost no presence of pinholes and exemption of macroinclusions in the billets. It was also possible to notice a significant reduction in the number of inclusions present in the rolled bars when compared to the runs where the gas use was not performed.