Aplicação da ferramenta termodinâmica computacional na simulação da produção de aço inoxidável

Abstract

Esse trabalho, realizado com a aplicação da termodinâmica computacional, trata dos fundamentos da produção de aços inoxidáveis na aciaria. A compreensão dos equilíbrios termodinâmicos, que se estabelecem durante o processo, contribui para a melhoria do controle operacional e do rendimento do Cr, um insumo comparativamente caro. A metodologia consistiu em utilizar os bancos de dados e a rotina de minimização da Energia de Gibbs do software FactSage, para calcular os equilíbrios envolvendo os sistemas Fe-Cr-O e Fe-Cr-O-C-Ni. Os valores calculados para o teor de O em equilíbrio com o Cr são próximos aos resultados obtidos com base em equações e dados da literatura. Em relação ao teor de Cr limite, no qual o óxido sólido em equilíbrio muda de FeO·Cr2O3 para Cr2O3, os resultados desse trabalho aproximam-se dos valores estabelecidos na literatura, mas mostram discrepância em relação a trabalhos recentes. Ressaltam-se, além disso, alguns aspectos sobre os quais se embasa a tecnologia - o efeito do vácuo e da temperatura, durante a operação de refino.

This work, done with the application of computational thermodynamics, deals with the fundamental aspects of the stainless steel production in the steelmaking. The understanding of the thermodynamics equilibria that occur during the process contribute for the improvement of operating controls and the yield of chromium - a comparatively expensive material. The methodology consisted to use the databases and the Gibbs Energy minimization routine of the FactSage software to calculate equilibria involving the systems Fe-Cr-O and Fe-Cr-O-C-Ni. The calculated values for the O content in equilibrium with Cr are in good accord with the obtained results using equations and data from literature. About the critical Cr concentration, at which the equilibrium oxide changes from FeO·Cr2O3 to Cr2O3, the results from this work are in good agreement with that values well known from literature, but show discrepancy when compared with recent works. Moreover, some aspects over which the technology is based are highlighted - the vacuum and temperature effects during refining process.