Desenvolvimento de software para a análise da difusão de hidrogênio em aço na zona de resfriamento terciária do lingotamento contínuo

Abstract

A produção mundial de aço, atualmente situa-se em torno de 1 bilhão de toneladas, dos quais acima de 90% são produzidos por lingotamento contínuo. Sendo assim, é de fundamental importância assegurar qualidade satisfatória do aço produzido, garantir produtividade e principalmente redução de defeitos da liga produzida, obtendo um produto com características metalúrgicas mais uniformes possíveis. Sabendo-se que determinadas impurezas existentes no aço prejudicam significativamente as propriedades mecânicas, foi desenvolvida uma rotina numérica para simular o resfriamento do aço e principalmente quantificar a concentração de hidrogênio na estrutura cristalina do aço sólido na zona de resfriamento terciário no processo de Lingotamento Contínuo, partindo-se do valor de concentração de hidrogênio no distribuidor. O hidrogênio interage com a maioria dos metais devido a uma série de mecanismos, resultando em modificações das propriedades mecânicas que levam a fraturas e trazem grandes problemas. Sua incorporação dentro da estrutura ocorre durante o processamento e processo de fabricação sob o qual o metal está submetido. Como a realização de medidas que quantificam a concentração de hidrogênio no aço sólido é complicada e acarretam alto custo, a rotina desenvolvida está baseada na aferição do modelo térmico. Assegurando um modelo térmico eficaz, é possível através da discretização da Lei de Fick, quantificar a concentração de hidrogênio na matriz metálica.

The world production of steel is around 1 billion of ton, to which contínuous casting produces 90%. Therefore, it is very important to assure a good quality of steel, obtaining a good number of products that have uniform metallurgical characteristics. Some impurities, which are in the steel, impair significantly the mechanical properties so it was developed software to simulate the steel cooling in the contínuous casting. The hydrogen reacts with most of the metal due to there be many mechanisms physicals, resulting changes in mechanical properties like breaking or another problem. This incorporation inside the lattice occurs during the making up and the manufacture process. Making the measure hydrogen’s diffusion in the solid steel is complicated and it is very expensive. The routine is based on the thermic model, if it is correct, based on the Fick’s Law, it will be possible to know the quantity of hydrogen in the solid metal.