Termodin

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Termodinâmica Computacional Aplicações na
Fabricação do Aço
ArcelorMittal Monlevade

• Joaquim Gonçalves Costa Neto
• Roney Eduardo Lino
• Ângelo Máximo Fernandes Marins
• Leandro Aparecido Marchi
• Hélder Carvalho Ferreira

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Sumário

• Fluxo de produção e produtos da ArcelorMittal
  Monlevade
• Softwares de termodinâmica computacional
• Aplicações práticas
• 3.1 Temperatura liquidus
• 3.2 Aços para suspensão
• 3.3 Aços para petróleo
• 3.4 Saturação de escória
• 3.5 Diagrama de fases
• Conclusão

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1. Fluxo de produção
Fluxo de produção da ArcelorMittal Monlevade
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1. Produtos
Aplicações do fio-máquina da ArcelorMittal
Monlevade
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2. Softwares de TC
Softwares de termodinâmica computacional
utilizados
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3. Aplicações práticas

• Fluxo de produção e produtos da ArcelorMittal
  Monlevade
• Softwares de termodinâmica computacional
• Aplicações práticas
• 3.1 Temperatura liquidus
• 3.2 Aços para suspensão
• 3.3 Aços para petróleo
• 3.4 Saturação de escória
• 3.5 Diagrama de fases
• Conclusão

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3.1 Temperatura Liquidus
Cálculo de temperaturas liquidus para quatro aços
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3.1 Temperatura Liquidus
Cálculo de temperaturas liquidus para alguns aços
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3.2 Aços para suspensão
Mercado brasileiro de automóveis
Produção nacional de veículos montados
Crise Asiática
Pró-Álcool
Fonte Anfavea
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3.2 Aços para suspensão
Diagrama de equilíbrio C x O
1620oC
Fonte Software Thermocalc
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3.2 Aços para suspensão
Diagrama de equilíbrio Al x O
Fonte Humberto Magalhães. Dissertação de
mestrado. 2008
12
3.2 Aços para suspensão
Tratamento com cálcio
arame tubular
Temperatura (oC)
Fonte slag atlas. 2ª edição. 1995
Fonte amortecnew.com.br
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3.2 Aços para suspensão
Tratamento com cálcio
Fonte mestrecarros.com
Dan Kruse. Introduction to Clean Steel Concepts
for Liquid Steel. Montréal. 2010
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3.2 Aços para suspensão
Tratamento com cálcio para obtenção de inclusões
líquidas
T 1520ºC
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3.2 Aços para suspensão
Temperatura liquidus de óxidos e sulfetos
Fonte Software CEQCSI
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3.3 Aços para petróleo
Tubos flexíveis para transporte de petróleo
Energia absorvida, pés-libras
- 110 - 60 - 20
30
Temperatura, ºC
Alex Wilson. Fineline steels High quality steels
with very low sulfur levels. ArcelorMittal
Research Report. USA. 2010.
Fonte bagarai.com.br
http//www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/pre-sal/
pre-sal-4.php
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3.3 Aços para petróleo
Teste NACE TM 0284
Força Tração
Atmosfera gás H2S
Propagação de Trinca Stepwise www.sumitomometals.c
o.jp
Foto ArcelorMittal Global RD Gent (OCAS)
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3.3 Aços para petróleo
Engenharia de inclusões
Tratado com Ca
Estado lingotado
MnS segregado no contorno de grão
Anel de CaS-MnS formado ao redor de C12A7
Fonte E. T. Turkdogan, Fundamentals of
Steelmaking, (London The Institute of Materials,
1996), Chapter 9.
Fonte Software CEQCSI
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3.4 Saturação de escória
Cálculo de MgO de saturação de escória
Fonte Projeto refratário de convertedor.
Magnesita.
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3.5 Diagrama de fases
Ferramenta para a laminação controlada
d 7mm
10mm
d 3mm
10mm
R. Barbosa, D. B. Santos and R. E. Lino.
Formation of Ultrafine Ferrite Grains during
Interrupted Multi-pass Deformation under Hot
Torsion
Fonte Software Thermocalc
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3.5 Diagrama de fases
Estudo de constituintes em aços ligados
Mn0,5
Mn1,5
Mn2,5
FCC
FCC
A3906oC
FCC
A3861oC
A3824oC
0,73
FCCBCC
0,70
0,66
FCCBCC
FCCBCC
FCCBCCFe3C
BCCFe3C
BCCFe3C
BCCFe3C
Austenita retida (fase clara)
Giovane Azevedo. Obtenção de Ferrita de Grão
Ultrafino em Aços C- Mn e Microligado com Nb-Ti
através de Ensaios de Torção a Quente. Tese de
doutorado. Belo horizonte. 2005
C Mn Si
0,10 1,5 0,4
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Sumário

• Fluxo de produção e produtos da ArcelorMittal
  Monlevade
• Softwares de termodinâmica computacional
• Aplicações práticas
• 3.1 Temperatura liquidus
• 3.2 Aços para suspensão
• 3.3 Aços para petróleo
• 3.4 Saturação de escória
• 3.5 Diagrama de fases
• Conclusão

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4. Conclusão

• A ArcelorMittal Monlevade tem usado a
  Termodinâmica Computacional, softwares Thermocalc
  e CEQCSI.
• Foram apresentados resultados de
• Cálculos de temperatura liquidus de aços
• Obtenção de inclusões líquidas
• Redução de inclusões de MnS
• Cálculo de MgO de saturação de escória
• Efeito do manganês no diagrama Fe-C.
• A Termodinâmica Computacional reduz e direciona
  testes industriais.

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Agradecimentos
CALPHAD 2011
MAGALHAES, H. SILVA, C.A COSTA e SILVA, A. V.
Melhoria da limpidez do aço SAE 1045 desoxidado
ao alumínio com aplicação na indústria
automobilística, utilizando termodinâmica
computacional, REDEMAT/UFOP, Ouro Preto,
Fevereiro, 2010.
25
Muito obrigado !
Joaquim Costa (joaquim.costa_at_arcelormittal.com.br)
26
Questões?
Joaquim Costa (joaquim.costa_at_arcelormittal.com.br)