Defeitos Cont 504j6g

TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA

COMPANHIA SIDERÚRGICA DE TUBARÃO

1- FLUXO DE PRODUÇÃO DE PLACAS O fluxo de produção de placas na Aciaria se inicia com o sequenciamento do lingotamento contínuo, isso é, uma série de corridas são programadas para serem lingotadas em determinada máquina. Antes de se iniciar o lingotamento têm-se definido a ordem com que as corridas serão lingotadas, bem como algumas especificações importantes tais como: qualidade do aço, destino e informações dimensionais como espessura, largura e comprimento de placa. O fluxograma abaixo mostra um resumo do fluxo de produção de placas na Aciaria da USIMINAS. FLUXO DE PRODUÇÃO DE PLACAS

PROGRAMAÇÃO

LINGOTAMENTO

CORTE

IDENTIFICAÇÃO

PESAGEM

REBARBADOR

RESFRIAMENTO

HOT CHARGE

RÁPIDO (ÁGUA)

LENTO (AO AR)

ESCARFAGEM

LAMINAÇÃO

F:\AFRANIO\TREINO\TRE_CST2.DOC

5



2- CONDICIONAMENTO DE PLACAS 2.1- MARCAÇÃO PRIMÁRIA Ao sair das máquinas de lingotamento 1, 2 e 3, após corte primário, a placa recebe sua marcação primária para identificação, conforme figura abaixo.

Dependendo do destino de cada placa, ela pode receber outras identificações, por exemplo: • Destino Tiras a Quente direto (Hot Charge) - Pintar H na lateral

• Destino Escarfagem geral - Pintar D na lateral

• Placa AM (ajuste de largura no molde) - Pintar AM na lateral

• Após resfriamento forçado e/ou escarfagem geral, a marcação fica da forma abaixo


6



Já a marcação na máquina 4 é automática e diferente das demais máquinas. A marcação é feita na base da placa conforme figura abaixo.

2.2- TIPOS DE RESFRIAMENTO Atualmente existem na Aciaria da USIMINAS cinco tipos básicos de resfriamento de placas, que levam em consideração a composição química e a aplicação do aço. A tabela abaixo mostra os principais F:\AFRANIO\TREINO\TRE_CST2.DOC

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fatores de definem o tipo de resfriamento que as placas irão sofrer, dependendo da classe do aço.

CÓD.

CLASSE

RESF.

CONDIÇÃO DE PROCESSAMENTO

APLICAÇÃO

2

(Kg / mm ) a) Carbono :

C ≤ 16

b) Manganês

≤ 130

c) Aços AA com Boro ≤ 70 d) Aços AA com: Resfriador de placas

A A

40

Cu ≤ 20; Cr ≤ 10; Sb ≤ 10

e) Aços AA com Ti ≤ 35, desde que C ≤ 6 f) P ≤ 40 e 40 < P ≤ 70, desde que C ≤ 8 g) Aços Ultra Baixo Carbono (UBC):

( Slab Cooler)

- Aços AA UBC sem elemento de liga - Aços AA UBC com Ti - Aços AA UBC com Ti (qualquer), B (qualquer) e outros elementos de liga com valores ≤ 10. -

Aços AS UBC com Si ≤ 50

a) Carbono : C de 17 a 29

B B

Natural (ao ar) por 12 horas no leito, seguido de resfriamento forçado

40

b) Manganês > 130 c) Aços AA com Boro > 70 d) Aços AA com Ti > 35, desde que C ≤ 6 e) 40 < P ≤ 70, desde que C de 8 a 30 f) P < 70, desde que C ≤ 8

≥ 50 Natural (ao ar) por 30 horas no leito, seguido de resfriamento forçado

C C

- Hot Charge ou empilhamento obrigatório de

D

placas(mínimo de 10 placas) durante um

40

Todos os aços a) Aços com elemento de liga, com exceção dos materiais relacionados nos códigos de resfriamento A e B. b) Aços USICORE-360-I e USICORE-360-II c) Aços USI-STAR-400 d) Material com exigência de UST e) Aços AS UBC com Si de 51 a 140 a) C sigla ≥ 0,30% para Ceq < 0,60% ou 0,50% < Ceq < 0,60% para qualquer C de sigla

período mínimo de 48 horas. Após empilhamento não poderá ser utilizado água. - Corte secundário de placas acima de 150°C. E - Hot Charge obrigatório com enfornamento

E

de placa acima de 150°C (tempo de tráfego

a)

Ceq ≥ 0,60% para qualquer C de sigla ou qualidades: AARTC128B1, AARTC128B4 e AARTC128B5N.

máximo de 48 horas). - Corte secundário de placas acima de 150°C.


8



2.3- CONTROLE DIMENSIONAL O controle dimensional é feito através de medições periódicas das dimensões físicas das placas. Essas medidas são comparadas a valores máximos obtidos e padronizados pela USIMINAS, conforme apresentado abaixo.


9



Os defeitos de forma em placas são, basicamente, o abaulamento e a concavidade conforme representados nas figuras abaixo.

2.4- CONTROLE DE QUALIDADE O controle de qualidade na Aciaria é acompanhado através de índices diários, semanais e mensais, conforme listado abaixo. ⇒ Acompanhamento DIÁRIO  Rendimento em Aço  Rendimento Placa/Aço  Índices de recusa nas linhas de laminação


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⇒ Acompanhamento SEMANAL  Acompanhamento de Metas de Qualidade • Acerto de composição química • Rendimento em aço • Número de corridas produzidas • Rendimento de aprovação de placas • Índice de rompimentos de pele • Rendimento placa/aço • Sucatamento  Índices de recusa em produtos ⇒ Acompanhamento MENSAL  Relatório Mensal de Controle Técnico Para melhor entendermos cada um desses índices, iremos a seguir descrever separadamente aqueles que consideramos como sendo os mais importantes.


11



RENDIMENTO EM AÇO É calculado dividindo-se o total de aço na a pela carga metálica carregada menos a quantidade de aço retornado. Rendimento em Aço =

Aço na a Carga Metálica - Retorno

Metas Aciaria 1 = 93,3% Aciaria 2 = 93,7% Principais fatores que afetam:  ressopro;  projeção de aço pela boca do convertedor;  retenção de aço durante vazamento;  cascão na a;  retorno de aço;  proporção de sucata na carga metálica; e  qualidade do gusa.

Rendimento em Aço 9 3 ,9

9 3 ,9 9 3 ,8

9 3 ,7

9 3 ,7

9 3 ,7 9 3 ,5

%

9 3 ,4

9 3 ,4

9 3 ,3

9 3 ,7 9 3 ,5

9 3 ,2

9 3 ,1

X /9 9

J an/0 0 A c1


F ev/0 0

M ar /0 0

A c2

M et a A c 1 = 9 3 , 3 %

A b r /0 0

M a i/0 0

J un/0 0

M et a A c 2 = 9 3 , 7 %

12



RENDIMENTO PLACA/AÇO O rendimento placa/aço é obtido pela razão entre o peso de placas lingotadas e o peso de aço na a.

Rendimento Placa / Aço =

Placas lingotadas Aço na a

Meta = 97,7 % Principais fatores que afetam:  sobra de aço no distribuidor;  descarte por mistura (< 1800 mm de comprimento);  apara inicial e final;  duplo lingotamento (troca de distribuidor - 500 mm e zeragem não prevista - 200 mm);  placa curta (CG);  corte primário;  cascão na a; e  amostra de Baumann.

Rendimento Placa/Aço

9 8 ,6

%

9 8 ,4

9 7 ,8

9 7 ,9

X /9 9

98

J an/0 0

9 8 ,3 9 8 ,1 9 7 ,9

F ev/0 0

Ac1


M ar /0 0

Ac2

9 8 ,3 98

A b r /0 0

9 8 ,3 9 8 ,1 9 8 ,1

M ai/0 0

98

J un/0 0

Meta = 97,7%

13



RENDIMENTO DE APROVAÇÃO DE PLACAS Placas aprovadas direto Placas inspecionadas

Rendimento de Aprovação de Placas =

Meta = 98,5% Principais fatores que afetam:  reserva gerada (comp. química, placas não previstas, placas de início de distribuidor, placas de mistura, placas com falta de largura e/ou comprimento); e  sucatamento (perda na escarfagem e defeitos grosseiros).

Rendimento de Aprovação de Placa 9 9 ,4

9 9 ,4

9 9 ,3

9 9 ,2

99

%

9 8 ,4

99

9 8 ,5 9 8 ,2

9 8 ,1

9 8 ,8 9 8 ,3

9 8 ,4

9 7 ,7

99

jan/00

fev/00 Ac1


mar/00 Ac2

abr/00

mai/00

jun/00

Meta = 98,5%

14



SUCATAMENTO

Indice de Sucatamento =

Peso de placas sucatadas Peso de placas inspecionadas

Meta = 0,6% Principais fatores que afetam:  falta de comprimento;  composição química;  defeitos superficiais; e  defeitos internos.

Índide de Sucatamento 1 ,6 1 1 ,3 7

1 ,5 6 1 ,2 2

%

1 ,2 8

1 ,5 8

1 ,3 2

0 ,8 1 0 ,4 1

X /9 9

0 ,5 5

0 ,5

jan/0 0

Ac1


0 ,5 3

f ev/0 0

mar /0 0

Ac2

Meta Ac2 = 1,0%

0 ,6 0 ,4 1

ab r /0 0

mai/0 0

jun/0 0

Meta Ac1 = 0,5%

15



PRODUTIVIDADE

Produtividade =

Tempo de lingotamento Tempo do calendário

Produtividade por Máquina de Lingotamento 71

69

64,8 59

56

59

58

51,4

51,4

59,7 54,6

60,9 56,6

53,2

58,7

64,1

54,6

55,3

mai/0 0

jun/0 0

66,8

45,3

42,6

41,1 42

58,4

62,8 64,4

61

%

38,9

X /9 9

jan/0 0

f e v/0 0 M áq . 1

ma r /0 0 M áq . 2

M áq . 3

a b r /0 0 M áq .4

ÍNDICE DE ROMPIMENTOS

Índice de Rompimentos de Pele =

Número de Rompimentos 2 x Número de corridas lingotadas

Meta = 0,10% Índice de Rompimentos de Pele 0 ,2 1

%

0 ,1 8

0 ,1

0 ,0 9

0 ,0 8

0 ,0 7

0 ,0 6

0 ,0 5

0 ,0 3

X /9 9

jan/0 0

f ev/0 0 Ac1


mar /0 0 Ac2

ab r /0 0

mai/0 0

jun/0 0

M et a = 0 , 1 %

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3- INSPEÇÃO DE PLACAS 3.1- MÉTODOS DE INSPEÇÃO Os métodos de inspeção de placas têm por objetivo verificar como está a qualidade superficial e interna das mesmas, requisitos básicos para obtenção de produtos de boa qualidade. O principal método de inspeção da qualidade interna é a impressão de Baumann. Quando tratarmos da qualidade interna de placas iremos abordar melhor esse método. Com relação a qualidade superficial existem os seguintes métodos:  inspeção visual da superfície;  inspeção visual após check scarfing conforme figura abaixo;

∗ caso seja verificado mais de seis (6) ocorrências de defeitos deve-se escarfar toda a área conforme figura abaixo.

 inspeção visual da superfície da placa após escarfagem geral, escarfagem automática. Com relação ao controle das dimensões e forma das placas, são realizadas em cada turno medições em pelo menos três placas de cada veio, para cada série de corridas. Caso os resultados estejam fora da tolerância são realizadas medições nas próximas cinco (5) placas do veio problemático. Caso persista, o inspetor informa ao operador de cabine central para que sejam tomadas as medida corretivas necessárias. As faixas de controle, com relação a forma e aspecto, já foram vista no item 2.3. Seguem abaixo as tolerâncias com relação a comprimento, largura e espessura praticadas atualmente para produtos destinados à Linha de Tiras a Quente, LTQ. DIMENSÕES

TOLERÂNCIA

FAIXA DE APROVAÇÃO NO CORTE SECUNDÁRIO

Comprimento Largura Espessura

± 3 % do peso programado - 10 a + 40 mm - 5 a + 10 mm

4800 a 6080 mm 500 a 1870 mm 252 mm


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3.2- QUALIDADE SUPERFICIAL Para garantirmos uma boa qualidade superficial nos produtos é fundamental produzirmos uma placa com excelente qualidade superficial e interna. Desta forma, as máquinas de lingotamento contínuo precisam estar em perfeitas condições mecânicas, bem como devem estar ajustados os parâmetros metalúrgicos de processo, tais como: temperatura do aço no DT, resfriamento primário, secundário, velocidade de lingotamento e outros. Porém, como são muitas as variáveis de processo, acabam surgindo defeitos superficiais. Historicamente os principais defeitos superficiais observados em placas são: → trincas longitudinais; → trincas transversais; → trincas estrela; → duplo lingotamento; → marcas de oscilação; e → bolhas. Vejamos agora, com mais detalhe, cada um desses defeitos enfocando as principais características, causas e contramedidas para evitá-los. ⇒ TRINCA LONGITUDINAL É o defeito superficial mais comum de ser observado em placas do Lingotamento Contínuo. Principais características:  Ocorre na superfície da placa;  Surge na maioria das vezes no molde;  Originada devido resfriamento desigual da superfície da placa; e  É o maior responsável por rompimentos de pele nas máquinas verticais curvas. Causas:  Molde • Agarramento de corpo estranho na placa; • Marca e/ou arranhão na placa de cobre do molde; • Entupimento de Sliter, região de circulação de água na placa de cobre; • Perda de Taper; • Maior relação entre largura e espessura; e F:\AFRANIO\TREINO\TRE_CST2.DOC

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• Vida do molde elevada.  Pó Fluxante • Agarramento de Alumina; • Qualidade ruim; • Ponto de fusão e viscosidade fora do especificado; e • Excesso de umidade.  Operacional • Falta de pó fluxante cobrindo o aço no molde; • Temperatura do aço muito alta; • Agitação excessiva dentro do molde; • Variação do nível de aço no molde; • Oscilação anormal do molde; • Variação brusca de velocidade; • Alteração do fluxo de aço na válvula submersa; e • Resfriamento primário inadequado. Contramedidas:  Trabalhar com vazão de Argônio adequada na válvula submersa;  Diminuir a velocidade de lingotamento;  Controlar umidade do pó fluxante;  Melhorar a limpidez do aço; e  Adequar o pó fluxante ao tipo de aço. Desenho Esquemático:

TG


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⇒ TRINCA TRANSVERSAL Essa trinca recebe esse nome pois apresentam-se no sentido transversal à direção de lingotamento, isso é, apresenta-se sempre no sentido da largura da placa. São chamadas de TT. Desenho Esquemático:

TT

Características:  Podem ocorrer em qualquer região da superfície da placa;  Quando aparecem na quina da placa são chamadas de Trincas de Quina (TQ);  São formadas por tensões térmicas e/ou mecânicas;  Surgem normalmente no encurvamento e/ou desencurvamento em máquinas verticais curvas;  São normalmente superficiais e subsuperficiais. Causas:  Desalinhamento de rolos no encurvamento e/ou desencurvamento;  Temperatura da placa na faixa crítica de deformação durante encurvamento e/ou desencurvamento;  Marcas de oscilação profundas;  Conicidade excessiva do molde;  Relação inadequada entre freqüência e curso de oscilação do molde;  Perda de Taper;  Pó fluxante com propriedades físico-químicas inadequadas; e  Resfriamento primário e/ou secundário não apropriados. Contramedidas: F:\AFRANIO\TREINO\TRE_CST2.DOC

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 Checar sempre o alinhamento e espaçamento dos rolos;  Plano de resfriamento apropriado para evitar faixa crítica de deformação (700 ~ 900 °C);  Diminuir marcas de oscilação trabalhando com oscilação adequada;  Evitar reaquecimento da superfície da placa promovendo um resfriamento mais suave;  Lingotar com velocidade mais baixa os aços susceptíveis (Ex.: peritéticos). ⇒ TRINCA ESTRELA Esse tipo de trinca têm a aparência de uma estrela pois apresenta várias pequenas pontas, por isso tem esse nome, também chamada de TE. Desenho Esquemático:

TE

Causas:  Difusão de Cobre do molde para a superfície da placa;  Tensões térmicas provocadas devido extração de calor não uniforme durante resfriamento secundário;  Vida de molde elevada;  Elevado teor de Cu no aço;  Alto Carbono equivalente (Aços com V, Nb, Cr, etc);  Temperatura do aço no molde acima da faixa visada.


21



Características:  Normalmente pouco profunda (1 a 3 mm da superfície);  Apresenta um aspecto ramificado, aparência de uma estrela. Contramedidas:  Revestimento superficial das placas do molde com Níquel;  Perfeito alinhamento entre molde e roll;  Otimizar as condição do resfriamento secundário;  Trabalhar sempre com a temperatura dentro da faixa visada no DT;  Utilizar pó fluxante que garanta boa lubrificação no molde;  Evitar-se lingotar com vida de molde elevada;  Utilizar ligas especiais para a fabricação das placas do molde. ⇒ DUPLO LINGOTAMENTO O duplo lingotamento é causado principalmente devido falta de alimentação de aço no molde. Está associado há uma zeragem na velocidade de lingotamento, isso ocorre quando:  É feita troca de distribuidor;  Zeragem de velocidade para limpeza de válvula submersa;  Fechamento do tampão; e  Alarme potencial de rompimento de pele. Dependendo do tempo em que ficou zerada a velocidade da máquina, pode-se sucatar parte da placa em que ocorreu o defeito ou removê-lo através de escarfagem localizada.

DL


22



⇒ MARCA DE OSCILAÇÃO A marca de oscilação é inerente ao processo de lingotamento contínuo portanto será sempre formada. O que devemos fazer é melhorar a lubrificação no molde para que o defeito não gere outros defeitos no produto final. Assim sendo, as marcas não podem ser profundas e nem intensas. Para que isso ocorra precisamos de um padrão de oscilação adequado, bem como um pó fluxante com viscosidade e ponto de fusão corretos. Assim conseguimos reunir as condições favoráveis para que as marcas de oscilação apresentem-se em níveis aceitáveis. Essas marcas deixam a superfície da placa com um aspecto enrugado, principalmente as faces estreitas. Quanto mais lisa estiver a superfície da placa menores são as marcas de oscilação. Normalmente as marcas de oscilação na face B são piores, em máquinas verticais curvas. Essas marcas podem contribuir para a formação de trincas durante o encurvamento e/ou desencurvamento da placa em máquinas de lingotamento contínuo do tipo vertical curva. A figura abaixo mostra marcas de oscilação típicas que ocorrem em placas do lingotamento contínuo.


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⇒ BOLHAS As bolhas são formadas na maioria das vezes pelo desprendimento de gases e ocorrem normalmente em corridas oxidadas. Características:  Podem apresentar-se na superfície ou internas, pequenas ou grandes (prejudiciais);  São formadas devido aprisionamento de gás, normalmente Argônio, nas frentes de solidificação;  Normalmente estão associadas à presença de inclusões. Causas:  Borbulhamento excessivo de Argônio na válvula submersa;  Alto teor de Oxigênio e Hidrogênio no aço;  Velocidade de lingotamento alta;  Profundidade inadequada da válvula submersa. Contramedidas:  Reduzir o teor de Oxigênio e Hidrogênio do aço;  Trabalhar com vazão de Argônio adequada na válvula submersa;  Controlar umidade do pó fluxante;  Melhorar a limpidez do aço.


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3.3- PADRÃO DE ESCARFAGEM A escarfagem de placas tem a finalidade de eliminar possíveis defeitos superficiais que poderão originar defeitos no produto final. Os tipos de escarfagem existentes na USIMINAS são mostrados na tabela abaixo. TIPOS DE ESCARFAGEM Parcial

DESCRIÇÃO Escarfagem total dos defeitos localizados. São eliminadas também as rebarbas provocadas pelo

Parcial a Quente Total

maçarico de corte. Quando a temperatura superficial da placa está acima de 150 °C Escarfagem de toda a superfície da face superior e/ou inferior, e das faces laterais quando

Total a Quente

necessário. São retiradas as rebarbas de corte e escarfagem. Quando a temperatura superficial da placa está acima de 150 °C

Levando em consideração fatores tais como exigência de aplicação do produto, espessura do produto, limite de resistência e composição química, defini-se um padrão de escarfagem apropriado para cada classe de aço, isso é, defini-se qual tipo de escarfagem aquela qualidade irá sofrer. As placas para atender a LTQ obedecem ao padrão de escarfagem abaixo. Classe LR

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Sigla / Qualidade

Espessura de Produto (mm)

Tipo de Escarfagem

Placas sem uso de válvula longa em mais de 10% de seu comprimento

Qualquer

Escarfagem geral nas duas faces

AA PQ

Placas sem injeção de Argônio no molde Placa de início de distribuidor por veio

" "

" "

AA - PQ20 Decapado

Demais placas com exigência de inspeção

Qualquer

Escarfar somente defeitos localizados Não retirar marca de oscilação

AA - PQ Decapado

AA com carbono de sigla < 0,08%

Qualquer

Escarfagem geral na face A e defeitos localizados na face B.

AA / AS AA

Material série USIRW NBR665638 (LNE38 com Nb, QC)

Qualquer > 6,50

Escarfagem geral nas duas faces Escarfagem geral na face A e defeitos localizados na face B.

AA Comum

Placas com exigência de inspeção

Qualquer

Escarfar somente defeitos localizados Não retirar marca de oscilação

USISAC41 USISAC41MG

Qualquer


Demais placas com exigência de inspeção

Qualquer

Escarfar somente defeitos localizados

AA AS

NBR6656381MD USI-SAC-50

5,00 Qualquer

Escarfagem geral nas duas faces Escarfagem geral na face A e defeitos localizados na face B.

AA / AS

Demais qualidades

Qualquer


AS

50

Com relação às velocidades de escarfagem das placas, nas máquinas 1 e 2, utiliza-se a tabela abaixo como referência, materiais para LTQ.


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TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA Grau de C da sigla/obtido (%) Desoxidação AA C ≤ 0,01 (UBC) (sigla) AA 0,01 ≤ C ≤ 0,02 (sigla)

-

-

AA

0,08 ≤ C ≤ 0,20 (sigla / obtido)

-

-

-

Outros (demais qualidades)

Destino

Qualidade

-

-

-

ZSTE180BHMD USISTAR350 USIRW340 USIRW350 USIRW450 USIRW550 USIRW600 USIRW44MD BQD - PQ -

-

API5LX52/56 API5LX60/65 USISAC41 USISAC50


Velocidade de Escarfagem Face A 14

Face B 16

14

16

8

12

8

12

8

(No caso do inspetor indicar escarfagem geral na face B Vel. = 12) 16

8 14

3.4- QUALIDADE INTERNA A impressão de Baumann é o instrumento mais importante para o controle da sanidade interna das placas produzidas via lingotamento contínuo. Quando se faz a impressão de Baumann obtém-se uma imagem da macro-segregação principalmente de Enxofre. São mostradas também as inclusões existentes e as trincas internas desenvolvidas nas frentes de solidificação, pois quando surge uma trinca nessa região, o líquido remanescente rico em soluto, elemento segregado, normalmente Enxofre, penetra na trinca preenchendo-a e ali se solidifica. Têm-se então um pequeno filete de segregação neste ponto, caracterizando a trinca. No método de impressão de Baumann tradicional e mais antigo, emprega-se uma folha de papel fotográfico comum, de Brometo de Prata, preferencialmente sem brilho. Esse papel é colocado por aproximadamente um minuto numa solução aquosa de ácido sulfúrico (1 a 5% em peso), antes de ser aplicado à superfície metálica polida (retira-se um amostra da seção transversal da placa). Os sulfetos presentes na superfície metálica reagem com o ácido sulfúrico formando um novo ácido, este por sua vez reage com o Brometo de Prata formando Sulfeto de Prata. Esse sulfeto apresenta-se como manchas pardas ou negras no papel fotográfico. Desta forma, quanto maiores e mais intensas forem as manchas presentes no papel maior a quantidade de sulfetos na peça metálica, e portanto pior a qualidade interna da placa. A figura abaixo mostra um resultado de Baumann obtido, indicando ocorrência de trincas internas do tipo vertical.


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A impressão de Baumann pode ser considerada como uma fotografia da qualidade interna do material lingotado, através dela pode-se ter uma boa noção das condições da máquina de lingotamento (alinhamento

e

espaçamento),

bem

como

as

condições

metalúrgicas

da

corrida

analisada

(superaquecimento do aço, velocidade de lingotamento, teor de enxofre, resfriamento secundário, etc). Podemos dizer então que a finalidade do Baumann é controlar a condição da máquina e a limpidez do aço através dos seguintes parâmetros:  segregação central;  trinca interna;  porosidade; e  inclusões. A amostragem é realizada por veio e com uma freqüência que depende do rigor da aplicação do produto, do projeto de cada máquina e do teor de P e S do aço. No caso de corridas produzidas para atender produtos do Tiras a Quente, a amostragem é feita a cada 15 corridas a partir da 2 a do distribuidor. Sendo que os materiais para aplicações de segurança como tubos e longarinas, deve ser amostrados com maior freqüência, a cada 5 corridas. O Enxofre é um elemento altamente prejudicial ao aço pois causa fragilidade a quente. Portanto uma região da placa com forte segregação deste elemento terá grande tendência a trincar-se quando laminada a quente. Portanto para controlar essa segregação foi criada uma classificação segundo seu tipo e F:\AFRANIO\TREINO\TRE_CST2.DOC

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sua gravidade. Esta classificação habitualmente é feita pelo padrão Mannesmann. Na USIMINAS foi adotado o critério de classificação da NSC, derivado do padrão Mannesmann. Segundo este critério, a segregação é classificada quanto ao aspecto e à espessura. Quanto ao aspecto classificam-se em três tipos: A, B e C, conforme tabela abaixo. Tipo de Segregação A

Definição Aspecto muito nítido, sendo que a segregação apresenta-se de

B

forma contínua e uniforme ao longo da largura da placa. Aspecto nítido, sendo que a segregação apresenta-se irregular

C

e interrompida em alguns pontos ao longo da largura da placa. Aspecto pouco nítido, não uniforme e descontínuo ao longo da largura da placa.

Quanto à espessura, os tipos mostrados acima são subdivididos em 7 sub-tipos conforme tabela abaixo. Tipo A B C

Sub-Tipo 1,5 - 2,0 - 2,5 - 3,0 - 3,5 - 4,0 - 4,5 1,5 - 2,0 - 2,5 - 3,0 - 3,5 - 4,0 - 4,5 0,0 - 0,5 - 1,0 - 1,5 - 2,0 - 2,5 - 3,0

Assim sendo, um resultado de baumann do tipo A2,0 , por exemplo, pode significar uma desclassificação da corrida para aquela aplicação a que se destina. Significando portanto que será necessário produzir nova corrida para atender aquele cliente que não pode ser atendido com a corrida anterior. Para melhor conhecermos a qualidade interna de uma placa e também entendermos os parâmetros analisados em uma impressão de Baumann, iremos discutir sobre os principais defeitos internos.


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⇒ TRINCA INTERNA São trincas que ocorrem devido esforços anormais desenvolvidos no material. Estes esforços podem ser térmicos ou mecânicos. Os esforços térmicos são causados devido anormalidades no resfriamento da placa, enquanto que os mecânicos são resultantes de anormalidades no equipamento, tais como desalinhamento, empeno e desgastes de rolos. Essas trincas se formam normalmente na frente de solidificação, exatamente no momento em que a placa a pelo rolo problemático, pois a plasticidade do aço recém solidificado é baixa. O sentido de propagação do defeito é normalmente do centro da placa para a superfície. Sua característica na impressão de Baumann é como filetes negros. É necessário um controle rigoroso deste defeito pois pode provocar recusas no teste mecânico, uma vez que essa trinca não apresenta caldeamento. Desta forma são classificadas de acordo com o padrão de 0 a 4. Deve-se objetivar classe máxima de 1 para aços cuja exigência é grande, como o API por exemplo. Já para aços cuja finalidade não é muito rigorosa, aceita-se até a classe 2. Podem apresentar-se no sentido vertical ou horizontal, sendo que as verticais são consideradas mais nocivas à qualidade pois são mais difíceis de caldear durante laminação.

A figura acima mostra a presença de trincas internas do tipo horizontal identificadas em uma amostra de Baumann. F:\AFRANIO\TREINO\TRE_CST2.DOC

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⇒ TRINCA CENTRAL A trinca central é muitas vezes confundida com um vazio de contração, ou também chamado de bolsa de contração. Na verdade se forma em razão de desalinhamento, empeno ou desgaste de rolos próximos ao ponto final de solidificação. Quando essas anormalidades não são muito graves, acarretam apenas elevação dos níveis de segregação, porém seu agravamento pode implicar até no sucatamento da placa. A contramedida básica é parar imediatamente a máquina e realizar uma checagem interna da mesma para conferir suas condições mecânicas. Caso não seja possível parar a máquina, deve-se reduzir a velocidade de lingotamento ou ar a lingotar um material com ponto final de solidificação diferente do que está apresentando o defeito. Placas cujo destino for o Tiras a Quente ou o Tiras Frio, com espessura de placa de 252 mm, na qualidade comercial, podem ser aproveitadas desde que o comprimento da trinca não ultrae 500 mm. Para medir o comprimento deve-se utilizar ultra-som.

⇒ POROSIDADE Porosidade nada mais é que um pequeno vazio no interior da placa. Porosidades de pequeno diâmetro (máx. 2 mm) ocorrem com certa freqüência e não afetam a qualidade dos materiais que sofrerão altas taxas de redução. Contudo, podem ocorrer porosidades grosseiras, diâmetro de até 20 mm, dependendo da espessura da placa. Já nesse caso podem provocar até o sucatamento da placa. Porosidades grosseiras são normalmente provocadas devido anormalidades de espaçamento próximo ao ponto final de solidificação.


30



⇒ SEGREGAÇÃO CENTRAL A segregação central é inerente ao processo de lingotamento contínuo, mas seu controle é fundamental para garantirmos uma qualidade interna satisfatória no produto final. Ela é controlada através da impressão de Baumann, que revela o nível de segregação presente na placa. Normalmente essa segregação é de enxofre, um dos principais elementos fragilizantes do aço. A segregação central tem uma forte dependência das condições mecânicas da máquina, isso é, provocada devido espaçamento irregular da máquina, principalmente no ponto final de solidificação. Desvios positivos no espaçamento (para mais) provocam um aumento do volume de líquido segregado no centro da placa, pois como sabemos o centro da placa é o último ponto a solidificar-se. Uma segregação forte pode ser vista no produto laminado, principalmente após ensaios de tração e dobramento. Na verdade surge uma trinca no centro da espessura do corpo de prova segregado.

4- DEFEITOS DE ACIARIA NO PRODUTO LTQ Como vimos até o momento é muito importante produzirmos uma placa com excelente qualidade superficial e interna para que, ao serem laminadas, gerem produtos também de excelente qualidade. Para isso é fundamental trabalharmos com máquinas de lingotamento contínuo em excelente estado de manutenção, com padrões metalúrgicos adequados e, além de tudo isso, realizarmos inspeções rigorosas nas placas por elas produzidas. Tomando-se todos esses cuidados certamente os índices de recusa em produtos por defeitos de Aciaria serão muito baixos. Entretanto, algumas vezes ocorrem defeitos no produto final, Bobina a Quente (BQ), Chapa Fina a Quente (CFQ), etc. Conhecermos esses defeitos e relacionarmos suas causas com os defeitos em placas é importantíssimo para que possam ser evitados. Assim sendo, trataremos separadamente os principais defeitos de Aciaria que são observados nos F:\AFRANIO\TREINO\TRE_CST2.DOC

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produtos do Tiras a Quente. São eles:  esfoliamento (1ES);  gota fria (1GF);  gota fria na borda (1GFTQ);  corpo estranho (1CE);  corte irregular (1CI);  inclusão (1IN); e  Bolha (1BH). ⇒ ESFOLIAMENTO (1ES) Características:  Pode ocorrer nas duas faces do produto;  Parece uma fina pele enrugada com um certo alinhamento. Causas:  Presença de inclusões não metálicas na placa;  Aderência de pó fluxante na placa;  Lingotamento sem válvula longa;  Cobertura ineficiente da a e/ou distribuidor;  Borbulhamento excessivo de Argônio no molde;  Variações bruscas de nível do aço no molde;  Agitação do aço no molde;  Lingotamento com baixa vazão de Argônio na válvula submersa;  Problema na oscilação do molde;  Pó fluxante fora das especificações metalúrgicas; Contramedidas:  Utilizar o sensor de nível SCAN;  Otimizar os condições de oscilação do molde;  Otimizar a penetração da válvula submersa;  Adequar a qualidade do pó fluxante à qualidade do aço;  Utilizar sempre a válvula longa;  Controlar a adição de pó fluxante no molde. F:\AFRANIO\TREINO\TRE_CST2.DOC

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⇒ GOTA FRIA (1GF) Características:  Pode ser vista nas duas faces do produto;  Tem a característica de uma descontinuidade;  Na maioria das vezes apresenta-se como uma casca prestes a soltar-se. Principais Causas:  Presença de trincas na placa;  Rebarbas de corte e/ou escarfagem não removidas;  Frisos grandes de escarfagem;  Variações bruscas de nível de aço no molde. Contramedidas:  Otimização do resfriamento primário e secundário;  Trabalhar com temperatura de lingotamento na faixa visada;  Utilizar o sensor de nível SCAN;  Controlar muito bem a qualidade superficial das placas após escarfagem. ⇒ GOTA FRIA DE BORDA (1GFTQ) Características:  Ocorre sempre na borda da tira ou chapa;  Apresenta as mesmas características da gota fria citada anteriormente. Causas:  Trincas na quina das placas que não foram removidas;  Relação Mn/S baixa causa fragilidade nas bordas do laminado a quente;  Placas dupla largura com deficiência de remoção de rebarbas. Contramedidas:  Procurar manter a relação Mn/S do aço > 10;  Eliminar todas as rebarbas de corte durante produção de placas dupla largura;  Resfriamento primário e secundário adequado.


33



⇒ CORPO ESTRANHO (1CE) Características:  Conhecido com CE, recebe esse nome pois tem a aparência de um material, corpo, que caiu sobre a placa antes de ser laminada;  Normalmente ocorre no topo e/ou na base da bobina;  Tem a característica, aparência, de uma gota fria muito grosseira. Causas:  Rebarbas do corte de placas não retidas;  Rebarbas de escarfagem não removidas. Contramedidas:  Eliminar todas as rebarbas de corte e escarfagem;  Utilizar sempre o rebarbador de placas.

⇒ CORTE IRREGULAR (1CI) Características:  Ocorre sempre no topo e base da bobina;  Provoca a chamada “língua” excessiva na ponta bobina. Causas:  Desalinhamento dos bicos de corte de placas;  Escarfagem incorreta do topo e base da placa;  Escarfagem da placa acima do programado;  Reprogramação do comprimento da placa. Contramedidas:  Conferir sempre o alinhamento dos bicos de corte de placas;  Realizar sempre inspeção visual da região que sofreu corte na placa;  Realizar escarfagem adequada no topo e base da placa;  Evitar reprogramação do comprimento da placa.


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⇒ INCLUSÃO (1IN) Características:  Apresenta-se como pequenos riscos e normalmente de coloração escura;  Comprimento médio de 2 a 3 mm;  Ocorre em ambas as faces da tira;  Após lixamento da superfície onde ocorreu o defeito surge uma pequena cavidade; Causas:  Presença de inclusões no aço;  agem de escória do distribuidor para o molde;  Corrida muito oxidada;  Areia de enchimento de válvula gaveta de a e/ou de distribuidor;  Pode ser provocado por arraste de pó fluxante, sendo então chamado de 1IP;  Baixa profundidade da válvula submersa. Contramedidas:  Produzir aços com excelente limpidez;  Evitar agem de escória para o molde;  Evitar lingotamento com baixa tonelagem no distribuidor;  Trabalhar com velocidade de lingotamento adequada à temperatura do aço;  Utilizar insumos de boa qualidade. ⇒ BOLHA (1BH) Características:  Podem apresentar-se na superfície ou internas;  Podem ser pequenas ou grandes (prejudiciais);  São formadas devido aprisionamento de gás, normalmente Argônio, nas frentes de solidificação;  Normalmente estão associadas à presença de inclusões. Causas:  Injeção excessiva de Argônio na válvula submersa;  Presença de elevado teor de gases no aço principalmente O e H;  Alta velocidade de lingotamento; F:\AFRANIO\TREINO\TRE_CST2.DOC

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 Válvula submersa muito profunda. Contramedidas:  Reduzir o teor de gases no aço;  Trabalhar com vazão adequada de Argônio na válvula submersa;  Controlar a umidade do pó fluxante;  Abaixar o nível de inclusões no aço, melhorar limpidez do aço. 5- PRINCIPAIS RECUSAS POR DEFEITO DE ACIARIA Atualmente, o nível de recusas por defeitos de Aciaria na Linha de Tiras a Quente tem se mostrado satisfatório. A título informativo seguem abaixo os principais resultados encontrados em 2000 com relação a defeitos de Aciaria na LTQ para os produtos BQ, CFQ e CFQD. Acompanhamento da Recusa em BQ

0,25

0,19

%

0,15 0,13

0,12 0,1

0,09

0,07 0,04

0,04 0,025

X /9 9

0,03

0,01

J an/0 0

0,03

0,01

F e v/0 0

M ar /0 0 T o t al

0,05 0,02

A b r /0 0

1ES

1 LI

0,02

0,06 0,04

0,03

0,03

M ai/0 0

J un/0 0

0,04

0,04 0,02 0,02

J ul/0 0

0,02

A g o /0 0

M et a = 0 ,1 %

Acompanhamento da Recusa em CFQ

0,64

%

0,35

0,34 0,3

0,27

0,25 0,2

0,32

0,3

0,2

0,07 0,040,04

X /9 9

0,020,010,02

J an/0 0

0,07 0,05 0,03

F ev/0 0 T o t al


0,11 0,07 0,04

0,09 0,05 0,02 0,03

M ar /0 0 1ES

A b r/0 0 1 IP

1 LI

0,05 0,02 0,03

M ai/0 0

0,030,040,02

0,050,05 0,02

J un/0 0

J ul/0 0

0,03

A g o /0 0

M et a = 0 , 3 %

36



Acompanhamento da Recusa em CFQD 1,24 1,07

1,05

0,99

0,95

%

0,81

0,48 0,4

0,48 0,37

0,37

0,21 0,04

X /9 9

0,1 0,07

0,02

J an/0 0

0,07

0,1

F e v/0 0

M ar /0 0 T o t al


0,07

0,02 0,02

A b r /0 0 1 ES

1 IP

0,07

0,12

M ai/0 0

0,09 0,01

J un/0 0

0,14 0,07

J ul/0 0

A g o /0 0

M e t a = 0 ,2 %

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