Estudo do efeito do teor de Na2O na cinética de cristalização de pó fluxante sem flúor realizado por single hot thermocouple technique

Abstract

Pós fluxantes comerciais geralmente possuem fluoreto de cálcio (CaF2) em sua composição, este gerará importantes funções para estes fluxos, porém também gerará desvantagens para o meio ambiente e saúde. Devido as características negativas deste componente, a demanda por desenvolvimento de pós fluxantes sem flúor (F-Free) vem aumentando, com a ideia de tornar estes menos agressivos à saúde e com uma abordagem eco-friendly. Ao fazer essa substituição, o óxido substituto que irá desempenhar estas funções necessitará de características tecnológicas, relacionadas à viscosidade, temperaturas características (liquidus, cristalização) e comportamento de cristalização, similares aos pós comerciais com flúor. Este trabalho tem como objetivo o estudo da influência de Na2O em escória sintéticas sem flúor (CaO-SiO2-Na2OAl2O3- TiO2-B2O3-MgO) na cinética de cristalização, visto que este fenômeno e a cinética deste são de extrema importância para aços peritéticos. O foco deste estudo foi a investigação do tempo de incubação, morfologia dos cristais ao longo das temperaturas e determinação da temperatura de cristalização de 3 diferentes escórias sintéticas sem flúor com variações de 7,80%, 9,65% e 11,45% de Na2O, com o uso da técnica Single Hot Thermocouple Technique (SHTT). Foi construído diagramas Time-Temperature-Transformation (TTT) e Continuous- Cooling-Temperature (CCT) para a investigação do efeito de Na2O e comparação com a literatura já existente. Os testes realizados encontraram, que quanto maior o percentual de Na2O em escórias sintéticas sem flúor, menor será o tempo de incubação, reduzindo na ordem de segundos, já para a temperatura de cristalização, essa irá aumentar conforme o percentual de Na2O. Dessa maneira foi observado nesse trabalho que a escória de 11,45% apresenta menores tempos de incubação e maiores temperaturas de cristalização, seguido pela escória de 9,65% e finalizando com a escória de 7,80% de Na2O que apresentou maiores tempos de incubação e menores temperaturas de cristalização.

Commercial mould fluxes usually have in their composition calcium fluoride (CaF2), this one would provide important functions for these fluxes. However, it would also result in disadvantages for the environment and health. Due to these harmful features of this compound, the demanding for developing new mould fluxes without fluorine (F-Free) has been increasing, in order to become less aggressive for the health and with an eco-friendly approach. Making this change, the substitute oxide that will perform these functions, might have technological features, related to viscosity, characteristics temperatures (liquidus, crystallization) and crystallization behaviour, similar to those, which contains fluorine. This work aims to study the influence of Na2O in synthetic slags without fluorine (CaO-SiO2-Na2O-Al2O3-TiO2-B2O3- MgO) in crystallization kinetics, since this phenomenon and kinetics of this system is important for peritetic steels. The main goal of this study was the investigation of the incubation time, crystal morphology, along the temperatures, and determination of crystallization temperature from 3 different synthetic slags without fluorine with variation of 7,80%, 9,65% and 11,45% of Na2O, using Single Hot Thermocouple Technique (SHTT). It was built Time-Temperature- Transformation (TTT) and Continuous-Cooling-Temperature (CCT) diagrams to investigate the Na2O variation behaviour and compare with existing literature. The tests performed found that the higher the percentage of Na2O in these synthetic slags, the shorter the incubation time would be, reducing in order of seconds, for the crystallization temperature this would increase as the percentage of Na2O increases. Therefore, it was found in this work that the slag of 11,45% has shorter incubation times and higher crystallization temperatures, followed by the slag of 9,65% and ending with the slag of 7,80% Na2O, which presented longer times of incubation and lower crystalization temperatures.