Artigo: Plugue Poroso em panela de aço

Utilização de Plugue Poroso em panela de aço

SISTEMA IPV DE INJEÇÃO DE GASES

Borbulhamento de Gases nas panelas de aço líquido

O borbulhamento de gás pode ser realizado de duas formas diferentes, por elemento permeável instalado no fundo da panela ou lança refratária imersa no aço líquido. Na maioria dos processos são usados os gases argônio (Ar) e nitrogênio (N2).
Cada um desses métodos apresenta suas vantagens e problemas e existem muitas opiniões divergentes que dependem fundamentalmente das características de cada empresa.

As principais características de cada método são:

Plugue:

Controle de vazões muito baixas, podendo ser interrompido e reiniciado sem qualquer dificuldade.
Uso em várias etapas do processo, como por exemplo, durante o vazamento do aço do convertedor e durante espera na torre do lingotamento contínuo.
Risco de vazamento de aço pelo fundo da panela, devido à quebra ou trinca do elemento permeável e entupimento pela penetração de escória ou mesmo metal no elemento.
Necessidade de preparação prévia da panela, o que aumenta o tempo de afastamento de panela entre corridas.

Lança:

Necessidade de vazões mais altas e para interromper o borbulhamento de gás precisa retirar a lança de dentro do banho metálico.
A redução excessiva na vazão de gás pode provocar o entupimento da lança.
Maior área de agitação.
Possível injeção de pó, principalmente para dessulfuração de aço.
Em caso de entupimento ou problema com a lança, ela pode facilmente ser trocada sem maiores dificuldades, havendo apenas a perda de tempo para a troca.

Com o uso do plugue poroso no fundo da panela é possível o controle de vazões muito baixas, o que favorece a flutuação de inclusões e permite o borbulhamento em praticamente todas as etapas do processo, como durante o vazamento do convertedor que facilita a fusão e homogeneização dos materiais adicionados, e espera na torre do lingotamento contínuo que melhora a homogeneização da temperatura, que é fundamental para a operação de lingotamento.

No entanto, há sempre o risco de vazamento de aço pelo elemento permeável ou o seu entupimento, que neste último caso é contornado com o uso de lança reserva.

Necessidades a serem atendidas com o uso de plugue poroso para borbulhamento de argônio na panela de aço.

Estudo das soluções:

O Plugue IPV

1. Tubos de alumina recristalizada :

alta resistência à erosão
impermeável ao aço e ao gás
canais direcionais pré-formados

2. Sistema de fixação dos tubos :

os 5 tubos são fixados em um manifold promove a selagem perfeita dos tubos, não havendo vazamento de gás pelas lateral do plug

3. Concreto refratário do corpo do IPV :

como o concreto não sofrerá a passagem de gás, as propriedades podem ser otimizadas, ganhando-se maior resistência ao choque térmico e corrosão

Prática operacional com o plugue

Vazamento do Convertedor com borbulhamento (previsto)

Transferência da panela para Estação de Borbulhamento ou Forno Panela

Abertura do argônio em Alta Pressão. A vazão é regulada para 20 Nm³/h

Ao atingir a vazão objetivada passa-se para a linha de baixa pressão

A vazão é regulada de acordo com a temperatura e adições das ligas e/ou escorificantes

Após o lingotamento, na área de preparação das panelas, o plugue é pressurizado para verificar se está obstruído. A limpeza com oxigênio é feita somente se foi necessária a utilização de alta pressão ou o plugue não deu passagem de gás.

Programa de troca dos plugues

O objetivo da adoção de injeção de gases inertes através de plugue foi:

Aumentar confiabilidade operacional
Aumentar a Eficiência metalúrgica
Diminuir o impacto no meio ambiente
Sem perder a segurança operacional
O sistema adotado possui todas as características exigidas.
Opera com um conjunto refratário de alta resistência acoplado a um conjunto mecânico que confere total segurança e confiabilidade.
Plug produz melhor homogeneização química.
Não foi constatado variação significativa relativo a homogeneização térmica

Condições do Plugue:

Padrão de operação com plugue IPV em uma Estação de Borbulhamento de Argônio

Descrição das atividades:

1. Iniciar sempre a operação com o plugue abrindo a linha de alta pressão.

2. A válvula está regulada para uma vazão de 20 Nm³/h. A válvula automática ajustará a pressão para atingir a vazão requerida.

3. Quando a válvula de controle automático de vazão não estiver funcionando, regular manualmente a vazão por intermédio da válvula agulha no by-pass, em função do nível de agitação desejado.

4. Se, ao atingir a vazão programada, a pressão estabilizar abaixo de 8 kg/cm², fechar a válvula solenóide da linha de alta pressão e abrir a válvula solenóide da linha de baixa pressão.

5. A linha de alta pressão deverá ser utilizada somente quando a pressão para se obter a vazão desejada for maior que 8 kg/cm² ou para desobstrução do plugue.

6. No final do tratamento, antes da ponte rolante retirar a panela, despressurizar a linha de argônio acionando a válvula de alívio de pressão.

RESULTADOS ESPERADOS:

1. Controle do Borbulhamento para garantir boa homogeneização do banho e ligas adicionadas,bem como precisão do acerto da temperatura para lingotamento.

EM CASO DE ANORMALIDADE ( O QUE FAZER ):

1. Quando for necessário, operar o plugue com a linha de alta pressão, a fim de obter um bom borbulhamento.

2. Quando o Plugue não borbulhar: avisar a área de Preparação de Panelas para que seja efetuado a limpeza do plugue próximo a preparação no virador de panelas.

3. Se houver falha total do plugue ou o mesmo estiver com borbulhamento insuficiente, utilizar a lança.

4. Solicitar a preparação de panelas para verificar se não há vazamento na tubulação da panela e no mecanismo propriamente dito, após o lingotamento.

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