Estudos de inclusões não-metálicas de óxidos no aço SAE52100 durante processo em aciaria elétrica

Abstract

A fabricação de aços com elevada qualidade interna está diretamente relacionada ao entendimento de como inclusões não-metálicas se comportam ao longo de cada etapa do processo. Aços com maior limpeza inclusionária são cada vez mais solicitados à medida que aplicações mais nobres e específicas são exploradas, a exemplo das novas gerações de wheel hub. O aço SAE 52100, utilizado na fabricação de rolamentos, é um dos casos em que o controle para a quantidade, distribuição, tamanho e morfologia das inclusões deve ser rígido, para que atenda à aplicação a que se destina. A compreensão dos fenômenos que estão envolvidos na formação e os possíveis métodos para evitar ou tornar menos deletérias inclusões não-metálicas são de suma importância. Neste estudo, amostras de aço e escórias foram retiradas em várias etapas do processo de fabricação do aço em aciaria elétrica. As amostras de aço foram analisadas em MEV/EDS ASPEX (microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectrometria de energia dispersiva automático) e de escórias via XRF (fluorescência de raios X). Aliado a isso, dados obtidos via simulação termodinâmica (software comercial FactSage) possibilitaram compreender melhor a interação entre escória-banho e de que forma parâmetros das escórias, por exemplo, influenciam na formação, modificação e remoção de inclusões não-metálicas em aços para rolamentos. A correlação entre os dados de processo e as análises realizadas permitiram mapear como cada operação adotada em refino secundário influencia na limpeza do aço ao final do processo. O objetivo deste estudo é estabelecer de forma clara como as inclusões no aça SAE 52100 com processo de produção específico se comportam ao longo do processamento em Aciaria Elétrica. Além disso, visa estudar de forma mais clara como as interações escória/banho influenciam na modificação da composição química das inclusões e na sua remoção ao final do processo.

The manufacture of steel with high internal quality is directly related to the understanding of how non-metallic inclusions behave along each step of the process. Steels with higher inclusions cleanliness are increasingly requested as more noble and specific applications are explored, as the new generation of wheel hub. The SAE 52100 steel, used in the manufacture of bearings, is one case that the control for the amount, distribution, size and morphology of the inclusions must be hard to meet the application for that it is intended. The understanding of the phenomena involved in the formation and the possible methods to prevent or to turn less harmful non-metallic inclusions are too important. In this study, steel and slag samples were taken at various stages of the meltshop process. The steel samples were analyzed by SEM / EDS ASPEX (automatic scanning electron microscopy coupled to energy dispersive spectrometry) and slag via XRF (X-ray fluorescence). Allied to this, data via thermodynamic simulation (commercial software FactSage) allowed better understanding of the interaction between slag-bath and how parameters of slag, for example, influence the formation, modification and removal of non-metallic inclusions in bearings steel. The correlation between the process data and the analyzes, allow map how each operation adopted in secondary metallurgy influence on steel cleanliness at the end of the process. The objective of this study is to establish clearly how the inclusions in the SAE 52100 steel with specific production process behave throughout Meltshop process. In addition, it aims to study more clearly how the slag / bath interactions influence the modification of the chemical composition of the inclusions and their removal at the end of the process.