Otimização experimental em processo de galvanização de arames de camada pesada

Abstract

O presente estudo teve por objetivo aprofundar o conhecimento do processo de galvanização de arames de camada pesada, contribuindo para a redução da variabilidade e melhorias deste processo na Gerdau Riograndense, onde é utilizado em uma das linhas de galvanização de arames. A metodologia adotada envolveu as etapas de caracterização do processo, em seus parâmetros e condições operacionais, bem como o estudo da influência destes fatores sobre as propriedades e características dos arames, com foco naquelas associadas à resistência à corrosão. A parte experimental envolveu a realização de testes em uma linha contínua de galvanização de arames, utilizando-se a metodologia D.O.E (Design of Experiments), com coleta de amostras de arame sob diversas condições operacionais e posterior realização de ensaios e análises destas amostras em laboratório. Através da avaliação dos resultados dos ensaios e análises, correlacionandoos com os parâmetros e condições testadas na linha, foi possível chegar a conclusões sobre os fatores controláveis mais relevantes e determinar o ajuste ótimo dos mesmos para obtenção de melhores resultados de resistência à corrosão nos arames de camada pesada. Os principais resultados avaliados foram o peso e aderência do revestimento galvanizado e os parâmetros testados foram velocidade da linha, diâmetro do bico de nitrogênio e vazão de nitrogênio do sistema de raspagem. Mediante o experimento realizado foi possível identificar possibilidade de otimização (redução) no consumo de zinco, assim como melhoria nos resultados de qualidade do produto, associadas à aderência do revestimento. Correlacionando a aderência com as dimensões microscópicas das camadas de galvanização (eta, zeta, delta) foi possível conhecer limites destas dimensões para atendimento às especificações de aderência.

The aim of this work is to improve the knowledge of the hot-dip galvanization process for heavy coated galvanized steel wires. The knowledge will be used to support stabilization and improvements in a continuous wire galvanizing line at Gerdau Riograndense. The method that was adopted involved the process characterization, including parameters and operational conditions, as well as the study of the influence of these factors on the properties and wire characteristics, focusing on those related to resistance of wire corrosion. The experimental part of the study consisted of tests conducted in a continuous wire galvanizing line, using D.O.E. (design of experiments) methodology, where wire samples were collected in different operational conditions then analyzed and tested in the laboratory. Through evaluation of these tests and analyses, it was possible to determine the most relevant process parameters and the best combination of each, to achieve improved results in the resistance of wire corrosion. The principal results evaluated were the weight and adherence of the galvanized coating. The parameters tested were the velocity of the line, the diameter of the nitrogen nozzle and the flow of the gas wiping system. It was identified in the experiment that it was possible to optimize (reduce) the consumption of zinc as well as improve product quality, especially concerning the adherence of the zinc coating. Correlating the adherence of the coating with the microscopic dimensions of the galvanizing layers (eta, zeta, delta) it was possible to understand the limits of these dimensions to comply with the specifications of adherence.