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Processo CAS-OB e AHF (Aciaria LD)

Importante equipamento utilizado no Refino Secundário dos aços em uma Aciaria é o CAS-OB, também conhecido como AHF.

O termo CAS-OB é o resultado das iniciais em inglês: Composition Adjustment by Sealed Argon Bubbling and Oxygen Blowing, cuja tradução significa: Ajuste de composição por borbulhamento de argônio e sopro de oxigênio em meio selado.

Quanto ao termo AHF, é derivado das iniciais em inglês do termo: Aluminum Heating Facility, cuja tradução significa: Estação de aquecimento por Alumínio.

Esses processos são caracterizados por utilizar um equipamento conhecido por sino refratário (snorkel) ou topo fechado.

Esse tipo de equipamento tem a função de ajustar a composição química e a temperatura em ambiente inerte dentro do snorkel e sem a presença da escória.

Dessa forma, é possível obter maior rendimento de adição de ferro-ligas e alumínio, devido à menor reoxidação do aço pelo ar e escória.

O processo CAS-OB foi desenvolvido no Japão na década de 1970 pela Usina de Yawata da NSC (Nippon Steel Corporation), onde tivemos o prazer e a oportunidade de conhecer e aprender com o Mestre Nakashima San, considerado o “pai” do CAS-OB em conjunto com outro grande Mestre Imamura San da área de Lingotamento Contínuo.

Importante ressaltar que durante o tratamento o snorkel deve girar de modo intermitente: gira por 30 segundos e fica estável por 30 segundos. Se ele não girar ocorre a adesão de cascão, e se girar continuamente o seu desgaste na linha refratária será maior.

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Nesse tipo de equipamento, existe uma lança para injeção de argônio em caso de falha  do plugue poroso no fundo da panela de aço ou para a realização de dessulfuração com escória no topo (top slag).

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Quando uma corrida está com excesso de cascão, pode-se empregar o uso da lança para refusão do cascão devido à agitação do banho metálico.

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A lança de sopro de oxigênio para aquecimento está montada em um carro que se movimenta em uma viga vertical, sendo essa lança refratária e não refrigerada com água.

A altura da lança em relação à superfície do aço geralmente fica entre 400 a 500 mm e a sua descida depende do valor da borda livre da panela.

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Na usina de Yawata, a lança de oxigênio usada é protegida por uma carcaça metálica para evitar aderência de cascão e desgaste no refratário.

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Adição de Fe-ligas

Ajuste de Composição Química:

Esse é um tipo de equipamento, o qual o ideal é ser usado somente para um pequeno ajuste de composição química do aço.

A grande maioria das ligas deve ser adicionada no vazamento do aço no conversor, exceto elementos nobres que se oxidam facilmente como Ti, Nb, B, etc...

Devido as adições de Fe-ligas serem feitas em um ambiente isento de escória e numa atmosfera inerte o rendimento das ligas é favorecido e a dispersão é reduzida. Há dados em que a faixa de Mn foi reduzida de 20 para 4 pontos. Também o consumo de Al é reduzido em 0,3 Kg/t. A agitação do banho ocorre dentro do snorkel e externamente ao mesmo, a camada de escória não apresenta agitação.

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Em relação aos objetivos do borbulhamento, destacamos:

  • Obter uma área livre de escória na superfície da panela

Com a descida do snorkel a escória é represada na parte externa do mesmo.

Convém ressaltar a importância de garantir o funcionamento do plug poroso devido às seguintes vantagens:

  • menor vazão requerida (< 1m³/min)

  • menor custo

  • menor agitação

  • menor projeção

  • maior rendimento

  • bolhas menores gerando maior área de contato

 

No caso de usar a lança de argônio, é preciso variar a altura durante o borbulhamento, alterando assim a posição da agitação (não homogênea).

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B) Homogeneização da temperatura e composição química.

C) Troca de calor para a dissolução das ligas

D) Flotação das inclusões

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Sempre que houver aquecimento de corrida, o borbulhamento se torna obrigatório por um determinado tempo compatível com a elevação de temperatura, para flotar as inclusões de Al2O3.

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Alguns cuidados são importantes para garantir a eficiência do aquecimento e a segurança do equipamento:

  • Não aquecer quando o Carbono do aço for maior ou igual a 0,3% - acima deste valor a geração de CO passa a ser significativa;

  • Não aquecer quando a temperatura do aço for menor que (20°C + TLL), pois corre o risco do snorkel ficar preso no aço;

  • Não descer o snorkel mais de 200 mm no aço, pois corre o risco de superaquecer o aço dentro do snorkel;

  • Não aquecer mais que 60 °C em uma única etapa, devido formação excessiva de escórria dentro do snorkel, desgaste excessivo da lança. Nesse caso, interromper o tratamento, remover a escória para continuar o tratamento da corrida;

  • Não aquecer aços com especificação de Alumínio menor que 0,002%, devido ao pick up de Al, promovido pelo tratamento;

  • Não soprar o Oxigênio sem a primeira parcela de Al devido ao risco da oxidação dos outros elementos químicos do aço;

  • O término da adição de Alumínio deverá ocorrer 20 segundos antes do final do sopro de Oxigênio;

  • Borbulhar no mínimo 4 minutos após o aquecimento para homogeneização do banho.

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