DEFEITOS EM PRODUTOS DO LINGOTAMENTO CONTÍNUOPOR:                  CRISTIANO FAUSTINO ALMEIDA E                  MARCELO J...
ÍNDICE                                                                  PáginaIntrodução                                  ...
ÍNDICE                                                                          Página3-2- Trincas Internas               ...
DEFEITOS NO TARUGOINTRODUÇÃO.Os produtos de lingotamento contínuo tem, atualmente qualidade superficialindiscutivelmente s...
DEFEITOS NO TARUGODividimos Defeitos no Tarugo em 3 classificações:1- Defeitos de Forma.2- Defeitos Superficiais.3- Defeit...
DEFEITOS NO TARUGO1- Defeitos de Forma. Defeito de Forma se dá à qualidade como a solidificação do tarugo é formada. Para ...
DEFEITOS NO TARUGONa solidificação inicial, a casca tende a se contrair, mas não pode, devido àpressão de aço líquido no s...
DEFEITOS NO TARUGONo aço, a tensão de contração aperta o aço do núcleo em formação.Dentro do molde, a casca ficaria assim:...
DEFEITOS NO TARUGO            Origem                                ProblemaÁgua de Refrigeração                1 – Depósi...
DEFEITOS NO TARUGO1-2- Convexidade ( Abaulamento ) - CONCAVIDADESwelling/ ConcavityConvexidade - È uma distorção de forma ...
DEFEITOS NO TARUGOContramedidas:  Uso de moldes de acordo com o grau de aço e velocidade de lingotamento;  Controle das co...
DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:A) De processo   • Desalinhamento de rolos;   • Refrigeração secundária desigual ( mai...
DEFEITOS NO TARUGO1-4- Emenda ou CosturaSplice / SeamAparecem quando há uma interrupção momentânea do fluxo de aço no mold...
DEFEITOS NO TARUGO2- Defeitos Superficiais:2-1- Trincas Superficiais Intergranulares em Tarugos eBlocos:Intergranular Crac...
DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:A seguir apresenta-se as principais causas de ocorrência de trincasintergranulares ana...
DEFEITOS NO TARUGOComo detectar o defeito:  Não é detectável durante o lingotamento.  De difícil detecção após limpeza mec...
DEFEITOS NO TARUGO2-2- Trincas Longitudinais em Tarugos:Longitudinal cracks.Trincas longitudinais superficiais na direção ...
DEFEITOS NO TARUGOEste tipo de trincas ocorre mais frequentemente em aços com limite deresistência elevado onde Mn ~ 1 Nb ...
DEFEITOS NO TARUGO2-3- Trincas Longitudinais de Canto:Longitudinal Corner cracks.Trincas longitudinais de canto tendem a a...
DEFEITOS NO TARUGOContramedidas:   Controle do molde: conicidade (deve ser medida); desgaste e deformação –   Trocar o mol...
DEFEITOS NO TARUGOCaracterísticas importantes:• Aparecem nas marcas de oscilação profundas.• Dois tipos de trincas são enc...
DEFEITOS NO TARUGOB)    Um resfriamento secundário inadequado causa o aparecimento de uma      granular grosseira ( pode s...
DEFEITOS NO TARUGO2-5- Marcas de Oscilação e Depressões Transversais nasFaces:Oscilation Marks and Transversal Depressions...
DEFEITOS NO TARUGOCaracterísticas importantes:• Aparecem mais facilmente nas faces laterais dos tarugos, que não foram “la...
DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:     Uma otimização de processo necessária do ponto de vista da qualidade     superfic...
DEFEITOS NO TARUGO   Substituindo o pó por óleo lubrificante temos um aumento da qualidade de   marcas de dobramento de po...
DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:A) Operação com jato aberto, com alimentação automática do óleo de   lubrificação:•   ...
DEFEITOS NO TARUGOC) Exemplo do lingotamento contínuo da Danieli:   Bitola de 130 mm – aços para mola ( C=0,60; Mn=0,85; S...
DEFEITOS NO TARUGOCaracterísticas importantes:• As peles duplas podem ser entendidas como marcas de oscilação grosseiras e...
DEFEITOS NO TARUGO2-8- Sangria: Bleeding.As     sangrias podem ser entendidas como mini-perfurações que não seconcretizara...
DEFEITOS NO TARUGOCausas mais prováveis:●   Molde com conicidade excessiva.●   Freqüência de oscilação baixa.●   Molde des...
DEFEITOS NO TARUGO2-9- Perfuração:Bore Hole.A perfuração ocorre quando o aço líquido, que está no centro do tarugo,rompe a...
DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:•   Má lubrificação do molde ( pó ou óleo );•   Má condição do molde;•   Oscilação do ...
DEFEITOS NO TARUGO2-10- Gota Fria:Cold Shuts, Splash, Spatter.A gota fria é formada por pequenas quantidades de aço líquid...
DEFEITOS NO TARUGOCausas mais prováveis:Respingos se aglomeram na pele do tarugo no molde Flanges de lubrificação danific...
DEFEITOS NO TARUGO2-11- Incrustação de Escória na Superfície do Tarugo :Slag Defects on The Billet Surface.Vários tipos de...
DEFEITOS NO TARUGO• Formação de aglomerados de inclusões de alumina ( clogging ) nas válvulasdo distribuidor ou nos tubos ...
DEFEITOS NO TARUGO2-12- Afundamento Longitudinal:Longitudinal Sinking.Afundamento longitudinal é um defeito de raro aconte...
DEFEITOS NO TARUGO2-13- Risco:Risk, Hazard.A profundidade do risco define a sua gravidade. É um defeito comum de serencont...
DEFEITOS NO TARUGO3- Defeitos Internos:Internal Defects.Para concluir nosso breve estudo sobre defeitos em produtos lingot...
DEFEITOS NO TARUGOOs valores normais de vazão de óleo estão entre 30 e 40 ml/min, dependendodas características do óleo, b...
DEFEITOS NO TARUGO                  Podemos descrever isso mediante a equação:pH2 + pN2 + pCO > Ps + Pf + 2o/rOnde:Ps – Pr...
DEFEITOS NO TARUGO    Minimizar a flutuação do nível do molde.Causas mais prováveis:Quantidade de gases - CO, H e N dissol...
DEFEITOS NO TARUGO3-2-Trincas Internas:Internal Cracks.A formação de trincas internas devido a tensões geradas no processo...
DEFEITOS NO TARUGO2- Trincas internas causadas por tensões:• Dependência das trincas com tensões térmicas e mecânicas. É i...
DEFEITOS NO TARUGO3-3- Pequenas Trincas Interdendríticas na Zona Coquilhada :Small Interdendritic Cracks Below the Chill Z...
DEFEITOS NO TARUGOContramedidas   Verificar as condições do molde;   Controle do rolo de pé e seu alinhamento com o molde;...
DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:● Distorção da seção do tarugo: como já foi explicado anteriormente estedefeito é resu...
DEFEITOS NO TARUGOComo detectar o defeito:    O perfil romboidal pode ser observado por visual a frio, ou através de    me...
DEFEITOS NO TARUGOContramedidas   Evitar velocidades de lingotamento excessivas;   Utilizar baixas pressões nos rolos de d...
DEFEITOS NO TARUGO4) Neste caso o abaulamento tem uma influência menor na formação de trincasestrela. A abrupta queda de t...
DEFEITOS NO TARUGOConseqüências do defeito no produto final após laminação:   Se a quantidade de deformação é suficiente e...
DEFEITOS NO TARUGOContramedidas   Alinhar molde rolos pé e secundário para evitar abaulamento;   Trincas por tensões térmi...
DEFEITOS NO TARUGOquando o centro ainda se encontra líquido ou sólido a temperaturas acima de1340ºC. O mecanismo de deform...
DEFEITOS NO TARUGOComo detectar o defeito:    Facilmente detectável de impressão de Baumann ou por ataque químico    ( nor...
DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:● Todos os elementos químicos que já mencionados em outros defeitos ( S >0,02%; C 0,17...
DEFEITOS NO TARUGO3-10- Macroinclusões / Microinclusões:Macroinclusion / MicroinclusionAs macroinclusões e microinclusões ...
DEFEITOS NO TARUGOQuando é necessário definir ações para minimizar o conteúdo demacroinclusões, ou há um problema de macro...
DEFEITOS NO TARUGOContramedidas   Garantir uma perfeita desoxidação da panela através dos processos de   metalurgia de pan...
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Livro defeitos no Lingotamento de Tarugos, suas provaveis causas e seus efeitos no cliente.

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Defeito s lingotamento de tarugos

  1. 1. DEFEITOS EM PRODUTOS DO LINGOTAMENTO CONTÍNUOPOR: CRISTIANO FAUSTINO ALMEIDA E MARCELO JOSÉ DA SILVA COSTAFotos da Capa por: Harald Finster http://www.hfinster.de/StahlArt2/archive-Trinec-Steelworks-img_2532-200
  2. 2. ÍNDICE PáginaIntrodução 011- Defeitos de Forma 031-1- Romboidade 031-2- Convexidade / Concavidade 071-3- Empeno 081-4- Emenda 102- Defeitos Superficiais 112-1- Trincas Superficiais Intergranulares em Tarugos e Blocos 112- 2- Trincas Longitudinais em Tarugos 142-3- Trincas Longitudinais de Canto 162-4- Trincas Transversais 172-5- Marcas de Oscilação e Depressões Transversais nas Faces 202-6- Dobra 232-7- Pele Dupla 252-8- Sangria 272-9- Perfuração 292-10- Gota Fria 312-11- Incrustação de Escória na Superfície do Tarugo 332-12- Afundamento Longitudinal 352-13- Risco 363- Defeitos Internos 373-1- Pinholes e Blowholes 37
  3. 3. ÍNDICE Página3-2- Trincas Internas 413-3- Pequenas Trincas Interdendríticas na Zona Coquilhada 433-4- Trincas Internas Associadas a Forma Romboidal, Trincas de Canto, 44Trincas Diagonais3-5- Trincas Internas da Região Central 463-6- Trincas em Estrela na Região Central 473-7- Trincas na Seção Média do Tarugo 493-8- Trincas de Desempeno 403-9- Trincas Internas Próximas à Superfície Causadas por Depressão ou 52Concavidade das Faces5-10- Macroinclusões / Microinclusões 545-11- Rechupe Central e Segregação 566- Referências Bibliograficas 59
  4. 4. DEFEITOS NO TARUGOINTRODUÇÃO.Os produtos de lingotamento contínuo tem, atualmente qualidade superficialindiscutivelmente superior aos do processo convencional. Por este motivoprestam-se de modo especial à técnica de enfornamento a quente ou laminaçãodireta, o que tem sido um atrativo a mais para este processo.O nível de defeitos internos, embora de maior relevo, pode ser adequado com autilização dos recursos disponíveis para seu controle.Entretanto cabe salientar, que o lingotamento contínuo exige um processo deaciaria diferenciado, muito mais restritivo que o convencional. “ No lingotamento convencional, pode-se obter tarugos com boa qualidade interna e superficial a partir de um aço sujo; no lingotamento contínuo um aço sujo levará a tarugos sem qualidade e nos casos mais graves não lingotará. “Ao final deste módulo, você deverá estar dotado de conhecimentos básicossobre a influência do processo operacional e capacidade de entender que osdefeitos no tarugo pode trazer aos nossos clientes. A função do Lingotamento Contínuo é transformar o aço líquido em produtos sólidos, com formas e comprimentos definidos, que permitem às transformações serem executadas nas etapas posteriores de fabricação dos produtos siderúrgicos. 1
  5. 5. DEFEITOS NO TARUGODividimos Defeitos no Tarugo em 3 classificações:1- Defeitos de Forma.2- Defeitos Superficiais.3- Defeitos Internos.Influência da Composição Química do AçoVários elementos químicos fazem parte da composição química do aço, sendo o carbono(C) o que mais influencia na transmissão de calor executada no molde.A transferência de calor é mínima e, como conseqüência, a casca também, como açoscom carbono de aproximadamente 0,12 % e máximas com carbono de 0,40%.O que chama a atenção é que , muitas vezes, um molde com determinado desenho servepara um determinado tipo de aço e para outro apresenta problemas, e isto é importantena hora da adoção do tipo de molde (cônico, hiperbólico,...). 2
  6. 6. DEFEITOS NO TARUGO1- Defeitos de Forma. Defeito de Forma se dá à qualidade como a solidificação do tarugo é formada. Para isso dentro de Defeitos de Forma temos classificamos tais defeitos:  Romboidade;  Achatamento;  Empeno ou Torção; 1-1- Romboidade: Off-Squareness Este é o defeito que aparece na maioria das usinas, o quadrado fica com dimensões das diagonais diferentes, produzindo-se um tarugo “achatado”. A medida da romboidade é dada pela simples diferença entre as diagonais do tarugo. É considerada severa se ultrapassar os 6 – 8 mm. A romboidade às vezes é expressa em porcentagem. Em caso de máquinas novas, os fornecedores garantem 1 ou 2 % de romboidade máxima segundo o caso. Romboidade em mm = D – d Diagonal maior = D Diagonal menor = d Normalmente, ela é expressa em %. D-d R= X 100% dVamos explicar este defeito passo a passo: A – Primeira casca formada no tarugo. 3
  7. 7. DEFEITOS NO TARUGONa solidificação inicial, a casca tende a se contrair, mas não pode, devido àpressão de aço líquido no seu interior.B – À medida que o tarugo vai solidificando, a casca vai engrossando edeixando uma folga de contração. Como a velocidade de solidificação noscantos é menor que a da parede, forma-se uma casca assim: A casca solidificada é mais fina e tem maior folga nos cantos.C – Como conseqüência, se a folga de contração é maior no canto, as forças de contraçãoagem mais ou menos assim: . As forças de contração tracionam . a casca solidificada, deformando mais no canto, que é a zona mais fina.D – Isto nos leva a pensar que, se as trações fossem homogêneas nos quatrocantos, a deformação também o seria. Porém, em tarugos com pronunciadasromboidades, isto não ocorre. As forças de contração provocam que o ladooposto a este canto também sofra o mesmo mecanismo, ficando o tarugo coma forma romboidal.Para que você memorize este fenômeno, imagine que a casca é um tuboquadrado de papel e você empurra uma das arestas : ele tenderá a se deitar. 4
  8. 8. DEFEITOS NO TARUGONo aço, a tensão de contração aperta o aço do núcleo em formação.Dentro do molde, a casca ficaria assim: FOLGA DE PAREDE DA CASCA CONTRAÇÃO MOLDE As temperaturas nos ângulos mais fechados ( agudos ) são menores.E - Quando o tarugo sai do molde, esta situação tende a se agravar, pois nomolde as deformações externas da casca não passam das folgas de contração,e na refrigeração secundária, elas estão livres para aumentar. Em outraspalavras, no molde existe a limitação física do mesmo, enquanto que, narefrigeração secundária, os limites físicos (rolos endireitadores) são menores.-Causas da RomboídadeO problema da romboidade tem origem no molde, devido à solidificaçãodiferenciada entre os cantos do tarugo e as faces. O mesmo é agravado narefrigeração secundária, se ocorrerem: Falta de alinhamento entre o molde-veio, Sprays desalinhados ou entupidos, Vazões e pressões de água nos sprays inadequadas e mal direcionadas. Tarugo com RomboidadeComo detectar o defeito: Facilmente observável no material após lingotamento.Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Normalmente a perda de esquadria máxima aceitável é de 2 a 3%, mas em alguns casos se aceita de 4 a 5%. 5
  9. 9. DEFEITOS NO TARUGO Origem ProblemaÁgua de Refrigeração 1 – Depósitos que tornam a extração1 – Material em suspensão. de calor menos homogênea, no2 – Camisas tortas, mal sentido longitudinal e transversal.centradas, 2 – Fluxos de água não homogêneos enferrujadas,... entre a camisa e o molde, tornando a3 – Distância entre a camisa e o extração de calor deficiente emmolde maior que o padrão ( 3 a determinadas regiões.4 mm ). 3 – Baixas velocidades de água, proporcionando o aparecimento de fervuras na água e no óleo de lubrificação, reduzindo a vida do molde.A observação da parede externa revela os sintomas que podem virardefeitos do tarugo.Molde 1 – Maiores folgas de contração em1 – Conicidade inadequada para determinadas zonas, pioram a extraçãoo perfil de contração do aço. de calor.2 – Moldes usados ou com 2 – Alteram a folga de contração,grande vida, que podem ter causando extrações de calordeformações muito fortes. imprevisíveis, e proporcionando3 – Espessuras de parede muito extrações de calor diferenciadas,finas, menores que 12,5 mm, mesmo que o perfil de solidificaçãofavorecem a deformação do esteja de acordo com a conicidademolde. usada.4 – Camadas de cromo muito 3 – Mais uma vez, caiu-se no problemagastas também aceleram a anterior.deformação do molde. 4 – Novamente o perfil do molde é5 – Moldes com baixa resistência. alterado. 5 – Deformam muito cedo, poucas corridas.A observação da parede interna do molde revela os sintomas que podemafetar a qualidade do tarugo.Operação 1 – Marcas de oscilação profundas e1 – Estripamento negativo alto irregulares, em particular nos cantos,ou temperaturas altas de provocam uma pré- condição para alingotamento. romboidade.2 – Altas velocidades de 2 – A quantidade de calor retirada dolingotamento. tarugo é menor no molde, podendo provocar não só perfurações, abaulamentos, como também romboidades.O tarugo lingotado é a melhor fonte de informações, existem muitasvariações interligadas. 6
  10. 10. DEFEITOS NO TARUGO1-2- Convexidade ( Abaulamento ) - CONCAVIDADESwelling/ ConcavityConvexidade - È uma distorção de forma do tarugo que causa umabaulamento em duas fases opostas.Concavidade - È um defeito em direção oposta ao discrito acima.Achatamento - Este defeito se dá a uma pressão excessiva dos extratores notarugo.O rolo extrator está laminando - achatando ou amassando - o tarugo.Pressão excessiva na extração.Relação l/kg baixa na refrigeração secundária – baixa vazão de água e altavelocidade de lingotamento. Convexidade Concavidade AchatamentoOrigem do Defeito1-2-1- Convexidade Projeto inadequado da máquina par suportar a pressão ferrostática; Este defeito também pode der resultado de alta velocidade de lingotamento, refrigeração secundária insuficiente, pequena conicidade do molde, pressão de desempeno elevada, alta temperatura de lingotamento.1-2-1- Concavidade Grande conicidade do molde; Intenso resfriamento secundário. 7
  11. 11. DEFEITOS NO TARUGOContramedidas: Uso de moldes de acordo com o grau de aço e velocidade de lingotamento; Controle das condições do molde; Uma perfeita medição do perfil do molde é imprescindível; Controle do resfriamento secundário e ajuste dos bicos sprays; Água de refrigeração dentro das especificações do fabricante da máquina; A pressão de endireitamento não deve ser muito elevada ( aprox. 250 kg/cm Manter uma alta temperatura de lingotamento.Como detectar o defeito: Facilmente observável no material após resfriamento.Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Estes defeitos não apresentam grande influência, mas as trincas ligadas a essas deformações podem ser perigosas se estão próximas à superfície do tarugo. Durante a laminação elas podem aflorar.1-3- Empeno Bending, Camber.É a curvatura do tarugo ou bloco ao longo de seu eixo longitudinal, emqualquer direção. Pode ser linear ( ao longo de toda a peça ) ou localizado. 8
  12. 12. DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:A) De processo • Desalinhamento de rolos; • Refrigeração secundária desigual ( mais comum em aços alto carbono)B) De manuseio / estocagem • Queda durante o transporte / descarregamento; • Resfriamento desigual das faces do tarugo durante o empilhamento em temperaturas muito elevadas.Contramedidas: Manter alinhamento dos rolos/moldes; Verificar refrigeração secundária; Evitar quedas do material através de uma boa manutenção de pontes, trilhos e eletroímãs; Descarregar o material a temperaturas mais baixas e promover uma melhor ventilação na pilha de modo a permitir uma troca de calor uniforme.Como detectar o defeito: Inspeção visual nos casos mais graves ou medição ( a frio ).Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Normalmente é exigido pelos clientes um empeno máximo de 7 mm/m e 60 mm total por peças, e um empeno de pontas de 25 mm máximo a 1,2 m da ponta do tarugo. O empeno causa problemas nos fornos de reaquecimento, dificultam ou mesmo inviabilizam a laminação posterior. 9
  13. 13. DEFEITOS NO TARUGO1-4- Emenda ou CosturaSplice / SeamAparecem quando há uma interrupção momentânea do fluxo de aço no molde,por exemplo quando o operador utiliza a calha. Este defeito é comum naspráticas quando é preciso realizar uma emenda sem precisar interromper aprodução no veio definitivamente.O defeito é sempre grave, o operador do lingotamento é responsável poravisar o inspetor. EmendaOrigem do Defeito Quando há interrupção momentânea do jato de aço no molde e volta novamente o jato no molde; Quando o operador joga calha; Quando há obstrução da válvula do distribuidor para o molde.Como detectar o defeito: Inspeção visual nos casos mais graves ou medição ( a frio ).Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Pode causar sucata no trem de laminação, pela separação da barra em duas. 10
  14. 14. DEFEITOS NO TARUGO2- Defeitos Superficiais:2-1- Trincas Superficiais Intergranulares em Tarugos eBlocos:Intergranular Cracks on Billet and Bloom Surfaces.Tarugos e blocos que são lingotados com a utilização de pó ( válvula submersa )podem apresentar trincas superficiais intergranulares, algumas vezes profundas,causadas pelo aprisionamento deste pó próximo à superfície. Essas trincas sãosemelhantes as causadas pelo agarramento do metal no molde de cobre. Nestecaso não há agarramento metal/molde. Elas normalmente não são visíveis nasuperfície limpa mecanicamente ( jato de granalha ), mas são facilmenteidentificáveis após decapagem química. Nos piores casos, estas trincas podematingir de 1 a 3 mm de profundidade e levam a formação de trincas nosprodutos laminados. Geralmente apresentam de 0,5 a 1,0 mm de profundidadee não causam problemas no produto. 11
  15. 15. DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:A seguir apresenta-se as principais causas de ocorrência de trincasintergranulares analisadas em uma usina que molda blocos redondos de 260mm de diâmetro em aços especiais.• Fatores químicos ( Cu, Ni, ;• Depressões superficiais ( uma pequena depressão é suficiente);• Pó fluxante utilizado no molde é impróprio;• Grandes variações do nível de aço no molde;• Tensões de tração acima da necessária ao desempeno;• Forma de seção rombóide;• Pequena conicidade do molde;• O resfriamento secundário não tem grande influência devido a pequenaquantidade de água utilizada ( 0,3 l/kg );• A espessura da camada de Cr duro depositada na superfície interna domolde não tem grande influência.Contramedidas: Manter baixo o nível de elementos residuais: Estes elementos não são pré- requisitos necessários para o aparecimento deste tipo de trinca, uma vez que ela também ocorre em aços originários de processo LD; O mais importante pré-requisito para formação deste tipo de trinca é uma microestrutura grosseira e formação de um filme de precipitados frágeis no contorno de grão; A principal contramedida para prevenir esta trinca é garantir uma microestrutura fina e regular, através de um rápido início de solidificação no molde. A formação de pressões também deve ser evitada. Outras ações são de menor importância. Medição acurada do perfil do molde antes da partida; Melhoria no controle automático do nível do molde; Melhoria da qualidade do pó utilizado no molde; Alimentação automática de pó no molde; Melhoria geral das condições operacionais da máquina de lingotamento continuo. 12
  16. 16. DEFEITOS NO TARUGOComo detectar o defeito: Não é detectável durante o lingotamento. De difícil detecção após limpeza mecânica. Facilmente detectável após ataque químico da superfície. Podem ser observadas na seção de corte de blocos e tarugos cortados com tesouras. Facilmente detectável por magnafluxo ou liquido penetrante.Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Se a profundidade das trincas for de 1 a 3 mm, existirão deferentes tipos de trincas superficiais no produto laminado final. Trincas de 0,5 a 1 mm não apresentam perigo. As trincas transversais leves causam o aparecimento de esfoliações e lascas nos laminados. As trincas transversais graves podem gerar sucata no trem de laminação, por rasgamento da barra. Gera a formação de trincas / dobras nos laminados. 13
  17. 17. DEFEITOS NO TARUGO2-2- Trincas Longitudinais em Tarugos:Longitudinal cracks.Trincas longitudinais superficiais na direção axial do tarugo podem serobservadas na face, ou nos raios de canto ( e nas proximidades ). Trincaslongitudinais na face próximas ao canto estão sempre associadas comdepressões longitudinais. A conicidade do próprio molde é útil na prevenção dastrincas longitudinais.Características importantes:• As trincas longitudinais podem ser contínuas ou descontínuas.• As trincas mais comuns são as trincas longitudinais exatamente no canto. Astrincas longitudinais de face são muito raras. Trinca longitudinal de cantoCausas mais prováveis:Rasgamento do canto do tarugo decorrente do descolamentoprematuro da pele do canto.Raio excessivo do canto do molde.Temperatura excessiva de lingotamento.2-2-1- Trincas Longitudinais na Face:Longitudinal Facial cracks.No passado, trincas longitudinais nas faces um sério problema para olingotamento de blocos, e de menor importância no lingotamento de tarugos.Hoje este tipo de trincas pode ser evitado porque suas principais causas foramdeterminadas. Como outros defeitos, ela tem origem no molde mas, podecrescer de tamanho durante a seqüência do processo de lingotamento contínuodevido a tensões térmicas e mecânicas. 14
  18. 18. DEFEITOS NO TARUGOEste tipo de trincas ocorre mais frequentemente em aços com limite deresistência elevado onde Mn ~ 1 Nb ~ 0,03 e com V. Altos teores de Al e Ndiminuem a tenacidade do aço da mesma forma que o S e P.Origem do defeito:A) Problemas de composição química: alto Mn, Nb,V, Al, S e PB) Problema de processo de lingotamento.• Variação ou aumento da velocidade de lingotamento;• Grande variação no nível do molde;• Válvula submersa fora do centro ( principal causa, quanto menor a seçãolingotada e a velocidade, maior o problema );• Temperatura de lingotamento elevada;• Condições do molde: refrigeração inadequada, perda da conicidade,desgaste, distorção;• Oscilação irregular do molde;• Pó utilizado no molde não possui a viscosidade adequada;• Super-resfriamento na parte de baixo do molde e no secundário (partesuperior dos sprays);• Sustentação insuficiente na parte de baixo do molde (para grandes blocos);• Desalinhamento entre o molde e os rolos de pé.Contramedidas:A) Respeitar as restrições de composição química necessárias para o lingotamento contínuo;B) Controle de todos os parâmetros de lingotamento, a saber: Alimentação de aço no molde; Controle visual do molde através de medições precisas de seu perfil e impressões de Baumann do aço; Oscilação adequada do molde; Controle automático de nível do molde; Correto alinhamento entre molde, rolos de pé e rolos do secundário; Funcionamento adequado dos bicos de spray do resfriamento secundário. 15
  19. 19. DEFEITOS NO TARUGO2-3- Trincas Longitudinais de Canto:Longitudinal Corner cracks.Trincas longitudinais de canto tendem a aparecer próximas ou muito próximasdos raios de canto dos tarugos e blocos. Elas estão correlacionadas comparâmetros operacionais e fatores metalúrgicos.Origem do defeito:• Raio de canto do molde é muito grande;• Conicidade do molde em sentido inverso causada por distorção e pordesgaste das faces ou raios de canto do molde;• Pequena conicidade do molde;• Grande romboidade na forma dos tarugos (trincas situadas na região obtusada face );• Em ligonteiras de placas: “gaps” excessivos nos cantos do molde (>0,8mm);• Temperatura de lingotamento muito elevada;• Velocidade de lingotamento muito elevada;• alinhamento incorreto entre molde, rolo de pé e secundário;• Aços contendo C de 0,17 a 0,25%; S > 0,035%; P > 0,35%;• Utilização de “água dura” ( pH básico) no molde levando a formação dedepósitos nos sistemas de refrigeração do molde e como conseqüência, umresfriamento irregular. 16
  20. 20. DEFEITOS NO TARUGOContramedidas: Controle do molde: conicidade (deve ser medida); desgaste e deformação – Trocar o molde se as condições não forem adequadas; Utilizar molde com raio de canto menor; Controlar alinhamento (molde-rolos de pé, rolos do secundário); Controle da dureza da água: ela deve ser tal que, quase uma variação de no máximo 1 cal °C. Caso não seja atingido, o molde deve ser retirado de operação e limpo após 15 a 30 seqüências de lingotamento.; Seguir as temperaturas e velocidades de lingotamento especificadas; No caso de molde de placas, controlar raio de canto.2-4- Trincas transversais em Tarugos:Transversal Crakcs.Trincas e depressões transversais são sempre devidas ao agarramento no moldegerado por uma lubrificação desigual ( que causa a falta de contato dolubrificante com a parede do molde), variação de oscilação ou conicidadeexcessiva: resultando em uma pele fina que também pode produzirextravazamento ou ruptura. Altas taxas de resfriamento no molde ou no sistemade resfriamento secundário também são responsáveis pelas trincas transversais.Trincas de canto transversais podem também ser causadas pelo desempeno emtemperaturas muito baixas.As trincas transversais concentram-se normalmente nos raios de canto deblocos e tarugos produzidos por lingotamento contínuo, mas também podemaparecer na região central da face. Essas trincas geralmente estão localizadasno fundo das marcas de oscilação. Trinca transversal de canto Trinca transversal de face 17
  21. 21. DEFEITOS NO TARUGOCaracterísticas importantes:• Aparecem nas marcas de oscilação profundas.• Dois tipos de trincas são encontrados: i. Trincas transversais com depressõesou afundamentos transversais e ii. Trincas transversais sem deformação dasuperfície do tarugo.• A abertura aparente da trinca, bem como o comprimento, definem o grau dodefeito. Por exemplo, as trincas “fechadas” são leves e as “abertas” sãograves.Causas mais prováveis:Dobramento do tarugo com temperatura baixa - trincas sem depressões Relação l/kg excessiva na refrigeração secundária – alta vazão de água e/oubaixa velocidade de lingotamento. Resfriamento muito intenso no canto - colunas desalinhadas.Atrito do tarugo no molde - trincas com depressões Molde deformado no menisco. Oscilador trepidando. Variação excessiva no controle automático do nível. Desalinhamento da máquina.Origem do defeito:Pequenas trincas nas faces formadas à quente.• Aspectos de composição química:• C = 0,17 a 0,25%;• Baixa relação Mn/S• Alto teor de S• O número de trincas aumenta com o crescimento do % de elementos de ligacomo Al, Nb, V, Cu e acima de 1% de Mn ( quando o Mn = 1,2 a 1,8% duranteo resfriamento ao ar formam-se tensões superficiais que levam aoaparecimento de trincas. Comportamento semelhante aos aços inox. De altocromo. É necessário fazer resfriamento controlado. Adicionar Ti para melhorara tenacidade ). O Al, Nb, V e o Cu precipitam no contorno de grão emtemperaturas variando de 800 a 900 °C, fragilizando a estrutura. Importanteobservar também que estes materiais devem passar pelo endireitador a umatemperatura maior que a anterior citada para evitar a potencialização destesdefeitos. 18
  22. 22. DEFEITOS NO TARUGOB) Um resfriamento secundário inadequado causa o aparecimento de uma granular grosseira ( pode ser considerada uma concausa dos defeitos );C) Desalinhamento dos rolos na área de resfriamento secundário ( é muito importante o alinhamento dos rolos );D) O Pó utilizado não é adequado para garantir as condições de lingotamento ( neste casos é possível encontra-se pó dentro das trincas e das marcas de oscilação );E) Relação inadequada entre a freqüência de oscilação do molde e a velocidade de lingotamento ( tempo de stripping negativo muito alto )Trincas de canto ( borda rompida )As principais causas de rompimento da borda são:a) Excesso de refrigeração nas bordas;b) Oscilação do molde inadequadas;c) Desalinhamento entre o molde e os rolos de pé;d) Desempeno a temperaturas muito baixas;e) Aços com alto teores de Al, Nb, V e Mn > 1%, são muito sensíveis. Adicionar Ti para melhorar a tenacidade;f) Resfriamento secundário desigual ou excessivo;g) Pó utilizado no molde é inadequado;h) Alta flutuação do nível de aço no molde;i) Grandes deformações na área do menisco no caso de moldes redondos;j) Alta temperatura do aço;k) Elevada conicidade da lingoteira.Contramedidas: %S < 0,20%; Manter a temperatura do aço até o desempeno acima de 900 °C; Controle preciso das condições do molde: conicidade, deformação e desgaste; Troca do molde; Controle de oscilação do molde; Controle do resfriamento secundário e dos rolos de pé. 19
  23. 23. DEFEITOS NO TARUGO2-5- Marcas de Oscilação e Depressões Transversais nasFaces:Oscilation Marks and Transversal Depressions on the estrand surface.Os primeiros instantes do processo de solidificação são extremamenteimportantes no que se refere a qualidade superficial do produto. Este aspecto émais significativo ainda no que se refere a solidificação em moldes com elevadastaxas de resfriamento como no lingotamento contínuo. Quando um metal líquidoé vazado contra a parede de um molde espera-se que sua superfície solidificadaassuma a regularidade da superfície do molde, entretanto com altas taxas deresfriamento a superfície apresenta irregularidades, com marcas ao longo detodo o perímetro do tarugo ou bloco. O lingotamento contínuo se diferencia dosdemais processo de solidificação porque além de elevadas taxas de extração decalor possui o sistema de oscilação do molde, que determina a formação dasmarcas de oscilação. Historicamente o dimensionamento dos parâmetros deoscilação tem sido feitos através do % de estripamento negativo que representao quanto a velocidade média do molde é superior à de extração do tarugo.As marcas de oscilação são normalmente separadas por uma distânciaequivalente a quantidade de aço que sai do molde durante um ciclo deoscilação. A marca de oscilação pode produzir defeitos superficiais,particularmente trincas transversais. A formação das marcas de oscilação foimuitas vezes considerada como resultado da ruptura seguida de soldagem(caldeamento) da casca solidificada, mas é bem mais provável que seja devidoa deformação do menisco de solidificação através de um mecanismo dedobramento, similar as ondulações do lingotamento convencional. Perto dasmarcas de oscilação, o contato metal/molde é menos intenso, o que leva abaixas taxas de resfriamento. Isto leva a uma estrutura de solidificaçãogrosseira, com alta sensibilidade à trincas. Depressões transversais, sãogeralmente mais intensas quando se lingota utilizando óleo como lubrificante domolde, se a velocidade é muito baixa. A causa direta do defeito é uma intensarefrigeração do molde próxima ao menisco. MARCA DE OSCILAÇÃO 20
  24. 24. DEFEITOS NO TARUGOCaracterísticas importantes:• Aparecem mais facilmente nas faces laterais dos tarugos, que não foram “laminadas” no extrator.• Marcas de oscilação graves podem trazer no seu interior trincas transversais. Amedição da profundidade da marca é realizada através do corte em diagonal dotarugo.Quanto mais profundas forem as marcas de oscilação, mais grosseira fica aestrutura de solidificação sobre as mesmas, e maior a tendência de geração detrincas superficiais e subsuperficiais, que podem gerar defeitos graves nas barras,após laminadas. Na descida VÃO (GAP) CASCA SOLIDIFICADA DO TARUGO PAREDE DO MOLDE O esforço provocado pela maior velocidade do molde evita o agarramento, porém dobra a ponta da casca, podendo se transmitir até posições mais abaixo do dobramento. Na subida O molde está em sentido contrário ao movimento do tarugo, provocando um enchimento do vão existente entre a casca e o molde. Este aço, por estar em alta temperatura e a ponta da casca ser muito fina, funde as pontinhas, ficando no entanto a marca de oscilação. Aumentando-se o tempo de estripamento negativo, aumenta-se a profundidade das marcas de oscilação. MARCAS DE OSCILAÇÃO 21
  25. 25. DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito: Uma otimização de processo necessária do ponto de vista da qualidade superficial é a redução da profundidade das marcas de oscilação. As possíveis causas são listadas a seguir, como um guia para a otimização da qualidade superficial:• Marcas de dobramento: resfriamento excessivo do menisco, tensões nacamada solidificada, consumo de lubrificação;• Marcas de transbordamento: variação para cima do nível do molde;• Rupturas/extravazamentos: atrito excessivo com o molde, formação demarcas de oscilação típicas;• Depressões transversais: baixa velocidade de lingotamento utilizando óleocomo lubrificante;• O dobramento da pele no menisco está acentuada;• Moldes deformados no menisco.• Parâmetros de oscilação inadequados: baixa frequência e / ou altaamplitude.Contramedidas:A) Marcas de dobramento: Elevar superaquecimento; Minimizar o consumo de pó; Reduzir o % de estripamento negativo (tempo de “strip” negativo) e o tempo total do ciclo; Manter o molde em boas condições.B) Marcas de transbordamento: Manter o controle automático do nível do molde com alta estabilidade.C) Ruptura/extravazamentos: Adequada seleção do tipo de lubrificante e uma boa distribuição deste no molde; Controle da geometria e alinhamento do molde; 22
  26. 26. DEFEITOS NO TARUGO Substituindo o pó por óleo lubrificante temos um aumento da qualidade de marcas de dobramento de pouca profundidade mas, isto favorece formação de uma camada solidificada uniforme, aumentando a transferência de calor; Um alto consumo de lubrificantes leva a um aumento na profundidade da marca de oscilação. A redução da profundidade destes defeitos para aços baixo carbono (C<0,2%) pode ser obtida reduzindo ao mínimo o consumo de pó. Isto pode ser conseguido através de uma escória de alta viscosidade e pela redução do tempo de ciclo ( alta freqüência de oscilação ). Contudo, valores mínimos de consumo de pó ( ~0,3 kg/m2) devem ser mantidos para garantir a limpidez do aço (aços sujos necessitam de um alto consumo de pó), a estabilidade das condições de lingotamento. O controle do nível no molde, a uniformidade de alimentação do pó, evitar turbulências, etc.Como detectar o defeito: Facilmente identificável no tarugo; Mais visível após jateamento.Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Em alguns casos as marcas de oscilação não são geralmente consideradas como defeitos, mas trincas ou escória podem estar “escondidas” em seu interior. Nestes casos os tarugos de blocos tem de ser totalmente esmerilhados e em seguida sofrem inspeção por partículas magnéticas ( aços com exigências de alta qualidade superficial e aços inox) Podem causar esfoliações / dobras nos laminados - semelhantes às das trincas transversais - se forem muito profundas.2-6- Dobra:Overlaps.As dobras se formam quando o aço entre em atrito com as paredes do molde.Durante as sucessivas oscilações o aço se desprende das paredes, algumasvezes, ele entra em contato novamente com o molde formando a dobra. Oproblema de dobras é mais sério quando se utiliza óleo como lubrificante, mastambém pode ocorre com pó quando se lingota blocos e placas. Dobra 23
  27. 27. DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:A) Operação com jato aberto, com alimentação automática do óleo de lubrificação:• Má lubrificação do molde;• Desgaste interno do molde;• Muita escória no aço;• Formação de aglomerados de alumina (clogging) nas válvulas dodistribuidor;• Baixa velocidade de lingotamento;• Molde muito grande;• Mal funcionamento do mecanismo de oscilação.B) Dobras em Blocos e placas:• As dobras não são um problema muito sério em blocos e placas. Maisimportante é a influência do pó e do perfil do molde nas condições internas dasuperfície do molde. Fortes flutuações no nível do molde são também muitoprejudiciais.ContramedidasA) Utilizar moldes com superfície interna lisa ( revestimento de Cr duro eletrodepositado, sem deformações e com conicidade apropriada): Possível remoção de escória no molde deve ser feita com muito cuidado; Alimentação do óleo lubrificante deve ser feita de forma balanceada e a quantidade de óleo necessária deve ser conhecida; A quantidade de escória deve ser a menor possível ( utilização de “slag- ball”, controle da espessura da escória na panela, proteção de aço com gás inerte, materiais refratários de boa qualidade) ; Dobras podem aparecer quando existe uma variação de nível excessiva no molde.B) Dobras em blocos e placas: Controle do molde; Selecionar um pó com boas propriedades lubrificantes; Manter o controle automático de nível em boas condições; 24
  28. 28. DEFEITOS NO TARUGOC) Exemplo do lingotamento contínuo da Danieli: Bitola de 130 mm – aços para mola ( C=0,60; Mn=0,85; Si=1,75 ) 112 g de CaSi/ton de aço eram adicionados através de fio. Significante melhoria foi obtida alterando-se a quantidade adicionada para 400-500 g/ton de aço. Poucos defeitos com necessidade de remoção por esmerilhamento.Como detectar o defeito: Pode ser facilmente identificável no tarugo à frio;Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Dobras na superfícies dos tarugos resultam em trincas de vários tamanhos no produto laminado. Dobras maiores podem se destacar do material e agarrar nas guias de laminação, causando sucatas e transtornos no processo produtivo.2-7- Pele Dupla:Ocasionada pela falta de lubrificação localizada ou generalizada, que provoca ocolamento da superfície solidificada do veio contra o molde, sem chegar aproduzir “bleeding” ou perfuração. Este defeito origina a formação de escamassuperficiais durante a laminação a quente. Observando-se que foi feito notarugo ao longo do defeito, pelo seu aspecto, é fácil imaginar a formação deescamas durante a laminação, com a incorporação da carepa existente nodegrau. 25
  29. 29. DEFEITOS NO TARUGOCaracterísticas importantes:• As peles duplas podem ser entendidas como marcas de oscilação grosseiras eirregulares. PELE DUPLACausas mais prováveis:Agarramento da pele do tarugo no molde● Oscilador trepidando.● Molde com conicidade excessiva.● Freqüência de oscilação baixa.● Molde desgastado e/ou com trincas na camada de Cromo no menisco.● Lubrificação deficiente – vazão baixa ou falta de óleo em alguma face.● Variação excessiva do controle automático do nível.● Temperatura excessiva de lingotamento.● Folgas no extrator.● Falta de sincronia entre extrator / endireitador.Contramedidas Alimentação do óleo lubrificante deve ser feita de forma balanceada e a quantidade de óleo necessária deve ser conhecida; A quantidade de escória deve ser a menor possível ( utilização de “slag- ball”, controle da espessura da escória na panela, proteção de aço com gás inerte, materiais refratários de boa qualidade) ; Pele dupla podem aparecer quando existe uma variação de nível excessiva no molde.Efeito na laminação:As peles duplas causam o aparecimento de esfoliações e lascas noslaminados. 26
  30. 30. DEFEITOS NO TARUGO2-8- Sangria: Bleeding.As sangrias podem ser entendidas como mini-perfurações que não seconcretizaram. As sangrias sugerem cascas superpostas à pele do tarugo,indicando rompimento local da pele do tarugo. Se este fluxo de aço ésolidificado dentro do molde, e for estancado, o defeito chama-se sangria. SANGRIAPara um melhor entendimento da tabela abaixo, vamos supor que a água derefrigeração está adequada ( qualidade, vazão, pressão, velocidade ). Origem Problema Molde 1 – Maior atrito, perturbação da 1 – Falta de lubrificação. marca de oscilação, tornando 2 – Moldes com problemas de irregular e rompendo, em alguns marcas, abaulamentos exagerados. lugares, o menisco. 2 – Marcas de oscilação irregulares e rompimento do menisco. Operação 1 – A casca prende na parede do 1 – Tempo de estripamento negativo molde, provocando o rompimento da baixo demais, alta velocidade para a mesma. freqüência operada. 27
  31. 31. DEFEITOS NO TARUGOCausas mais prováveis:● Molde com conicidade excessiva.● Freqüência de oscilação baixa.● Molde desgastado e/ou com trincas na camada de Cromo no menisco.● Lubrificação deficiente – vazão baixa ou falta de óleo em alguma face.● Variação excessiva do controle automático do nível.● Temperatura excessiva de lingotamento.● Agarramento no molde. Sangria leve Sangria Grave Contramedidas Alimentação do óleo lubrificante deve ser feita de forma balanceada e a quantidade de óleo necessária deve ser conhecida; Controle da temperatura de lingotamento; Controle da variação de nível no molde. A qualidade do óleo lubrificante aumenta a qualidade do tarugo mas, isto favorece formação de uma camada solidificada uniforme, aumentando a transferência de calor;Efeito na laminação:As sangrias causam o aparecimento de esfoliações e lascas nos laminados. 28
  32. 32. DEFEITOS NO TARUGO2-9- Perfuração:Bore Hole.A perfuração ocorre quando o aço líquido, que está no centro do tarugo,rompe a primeira casca ou pele que está solidificada e escorre para fora. Estefluxo de aço é tão forte que o tarugo, ao sair do molde, continua ainda aescorrer aço líquido pela superfície. Quando o tarugo sai do molde, estasituação tende a se agravar, pois no molde as deformações externas da cascanão passam das folgas de contração, e na refrigeração secundária, elas estãolivres para aumentar. Em outras palavras, no molde existe a limitação física domesmo, enquanto que, na refrigeração secundária, os limites físicos (rolosendireitadores) são menores. Porém, a incidência de agarramentos, que é aaderência ou colagem do aço em solidificação ao molde era muito grande. Estesagarramentos provocavam perfurações, peles duplas e sangrias no aço nasolidificação, que são defeitos superficiais, pois causam refugos em outrasetapas do processo siderúrgico (laminações, trefila,...), os mesmos precisamser eliminados na operação de Lingotamento Contínuo (LC). PERFURAÇÃOCaracterísticas importantes:• A perfuração é um rompimento da pele do tarugo chegando a parar o processo.• A parte não refundida se fixa na pele récem solidificada, incorporando asescórias eventualmente presentes no menisco. O excesso de óleo se queima eproduz poros. 29
  33. 33. DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:• Má lubrificação do molde ( pó ou óleo );• Má condição do molde;• Oscilação do molde está inadequada;• Flutuação do nível de aço no molde;• Alta velocidade de lingotamento;• Refrigeração deficienteContramedidas Controle de parâmetros de lingotamento; Uso de bons moldes; Lubrificação adequada ( óleo e pó ).Conseqüências do defeito no produto final após laminação: As gotas frias causam o aparecimento de defeitos grosseiros do tipo vaziose/ ou incrustações metálicas, seguidos de dobras nos laminados. Via de regra não conseguem passar pelo trem e causam o sucateamento dolaminado no bloco ou na zona de resfriamento. 30
  34. 34. DEFEITOS NO TARUGO2-10- Gota Fria:Cold Shuts, Splash, Spatter.A gota fria é formada por pequenas quantidades de aço líquido que sesolidificam sobre a superfície do tarugo após a formação de sua pele.Características importantes:• As gotas frias são aglomerados de respingos encontrados na superfície,principalmente nos cantos.• O defeito engana! Imagine sempre que a gota fria é a ponta de um iceberg.Um defeito pontual pode esconder uma quantidade enorme de respingosaglomerados no interior do tarugo.Mecanismo de formação•Respingos de aço aderemàs paredes do molde, junto Jato deàs flanges e sobretudo no Açocanto.•Respingos ficam embebidos Tampa Superiorno óleo de lubrificação. Respingos Flange de•Aglomerado de respingos se de Aço lubrificaçãodesprendem do molde por Respingos de Aço Óleo deefeito da limpeza, do peso aderidos Lubrificaçãopróprio e/ou pela elevaçãodo nível do menisco. Nível do Menisco•Aglomerado se incorpora aoao aço que está sesolidificando no menisco eparte é refundida.• A parte não refundida se fixa na pele récem solidificada, incorporando asescórias eventualmente presentes no menisco. O excesso de óleo se queima eproduz poros. 31
  35. 35. DEFEITOS NO TARUGOCausas mais prováveis:Respingos se aglomeram na pele do tarugo no molde Flanges de lubrificação danificadas. Excessivo acúmulo de respingos sem remoção, sobretudo por falta de limpezaadequada. Acúmulo de respingos no caneco e/ou no pano da selagem. Oscilador trepidando e/ou jogando lateralmente. Jato irregular por trinca, desgaste e/ou obstrução na válvula do tundish. Jato descentrado Jato irregular por temperatura baixaOrigem do defeito:• Má lubrificação do molde ( pó ou óleo );• Má condição do molde;• Oscilação do molde está inadequada;• Flutuação do nível de aço no molde;• Baixa velocidade de lingotamento;• Pequenos extravazamentos de aço líquido na interface tarugo/moldecausados pelo atrito.Contramedidas Controle de parâmetros de lingotamento; Uso de bons moldes; Lubrificação adequada ( óleo e pó ).Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Gotas frias podem causar trincas ou dobras no produto laminado final; Gotas frias podem se destacar do material e agarrar nas guias delaminação, causando sucatas e transtornos no processo produtivo; As gotas frias causam o aparecimento de defeitos grosseiros do tipo vaziose/ ou incrustações metálicas, seguidos de dobras nos laminados. Via de regra não conseguem passar pelo trem e causam o sucateamento dolaminado no bloco ou na zona de resfriamento. 32
  36. 36. DEFEITOS NO TARUGO2-11- Incrustação de Escória na Superfície do Tarugo :Slag Defects on The Billet Surface.Vários tipos de defeitos são causados pela incrustação de escória na superfíciedo tarugo causando necessidade de recondicionamento posterior que muitasvezes chega ao esmerilhamento total da peça. Este problema torna-se maissério quando se lingota tarugos com jato aberto e óleo de lubrificação. Quantose lingota blocos utilizando válvula submersa e pó como lubrificante, a superfíciedo aço é normalmente livre de escória. Incrustação de escóriaCaracterísticas importantes:• As incrustações de escória se diferem das gotas frias pela presença de materialdo tipo refratário na superfície do tarugo.Causas mais prováveis:Formação de escórias no molde Relação Mn2/Si baixa e/ou Si muito alto. Velocidade excessiva do Al no molde e/ou Al fora de posição - na parede. O2 nas válvulas do distribuidor – Afinamento de jato Passagem de escória do tundish para o molde Peso reduzido de aço no tundish, sobretudo na seqüência. Quantidade excessiva de escória no tundish. Escória ou Refratário do tundish, sobretudo por deficiências na limpeza napartida da máquina.Origem do defeito: • A escória encrustada na superfície do tarugo pode ser produto do processo de desoxidação do aço. A situação é pior para aços com teor de Al2O3 e baixos: SiO, MnO e FeO ( aços acalmados ao Al ); • Má qualidade dos materiais refratários utilizados ( panela, válvula longa, válvula rotativa da panela, distribuidor, refratários da linha de escória do distribuidor, válvula tampão, válvula rotativa do distribuidor, válvula submersa; • Má cobertura da camada de pó no distribuidor ou molde; • Alimentação de Al no molde no caso de jato aberto; 33
  37. 37. DEFEITOS NO TARUGO• Formação de aglomerados de inclusões de alumina ( clogging ) nas válvulasdo distribuidor ou nos tubos de passagem do aço, que causam a formação degrandes “pedaços” de escória, que eventualmente durante o lingotamentocaem dentro do molde.Contramedidas Controle de passagem de escória convertedor/panela; Efetiva desoxidação do aço; Utilização de válvula submersa; Proteção do aço líquido no distribuidor com escória básica; Profundidade do distribuidor e baixo nível de aço distribuidor; Barreiras do distribuidor; Utilização de pó adequado no molde para absorver rapidamente a escória existente no aço líquido ( alta basicidade ). Outros importantes parâmetros do pó são: viscosidade, ponto de amolecimento, ponto de fusão e ponto de fluidez; O aumento do consumo de pó, permite uma absorção da escória, diminuindo este defeito mas, aumenta a possibilidade de incrustação de pó; Minimizar as variações de nível no molde; Imersão da válvula submersa no molde deve ser de 100 a 150 mm; Formação de aglomerados de alumina ( clogging ) no distribuidor e válvula deve ser prevenido usando-se todos os meios possíveis.Como detectar o defeito: Facilmente visível no tarugo a frio; Mais visível ainda após limpeza mecânica ou química.Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Formação de trincas graves e dobras contendo escória em seu interior.Inaceitável em qualquer aplicação; As escórias geram o aparecimento de trincas / dobras nos laminadospreenchidas de material refratário. 34
  38. 38. DEFEITOS NO TARUGO2-12- Afundamento Longitudinal:Longitudinal Sinking.Afundamento longitudinal é um defeito de raro acontecer, mas é sério. A baixavazão da refrigeração do molde em uma das extremidades interfere para ocorreo afundamento, assim como a qualidade do molde. Afundamento longitudinal de cantoCaracterísticas importantes:• Podem conter ou não trincas longitudinais. As trincas existentes nosafundamentos são chamadas de trincas de afundamento de canto ou de face.• Apesar de se chamar afundamento de canto, o defeito ocorre a cerca de 10 a30 mm do canto.• Os afundamentos longitudinais de face são muito mais raros.Causas mais prováveis:Reaquecimento na saída do molde de um tarugo com a pele muito fina.● Relação l/kg baixa na 1o zona sprays.● Desalinhamento da coroa em relação ao molde.● Demais causas da romboidade.● Alinhamento da Máquina Deficiente. Contramedidas Controlar relação da 1º zona sprays; Manter alinhamento da coroa em relação ao molde; Manter alinhamento da máquina; Uso de bons moldes; Controle dos parâmetros de lingotamento; 35
  39. 39. DEFEITOS NO TARUGO2-13- Risco:Risk, Hazard.A profundidade do risco define a sua gravidade. É um defeito comum de serencontrado na face inferior do tarugo, dificultando a detecção.Causas mais prováveis:O Tarugo está passando por alguma superfície cortante. Alto relevo ( dano da barra falsa ou carepa aderida ) na saída do molde. Rolos laterais travados. Alto relevo na chapa de desgaste da extração.Contramedidas Controlar relação da 1º zona sprays; Manter alinhamento rolos; Manter alinhamento da máquina; Controle da refrigeração; Controle dos parâmetros de lingotamento; 36
  40. 40. DEFEITOS NO TARUGO3- Defeitos Internos:Internal Defects.Para concluir nosso breve estudo sobre defeitos em produtos lingotadoscontinuamente, discutiremos os defeito internos, onde defeitos como porosidadeinterna, macroinclusões, trincas “off corner”, trincas intermediarias, segregaçãoe porosidade central serão descritos.3- 1- Bolhas ( Pinholes ) e Bolhas Tubulares ( Blowholes ):Blowholes and Pinholes in Continuously Cast Billets.Defeitos superficiais abertos originados pelo desprendimento de gás do aço sãonormalmente conhecidos como bolhas, defeitos grosseiros, sub-superficiaisformado pelo aprisionamento de gás de forma tubular são chamados bolhastubulares. Blowholes PinholesA presença de bolhas superficiais é comum para todos os aços semi-acalmadoslingotados com óleo. Os “pin-holes” podem dar lugar a defeitos superficiaiscríticos no produto laminado, caso ocorra uma penetração considerável ouacúmulo em uma determinada região.As bolhas superficiais apresentam formação de carepa na superfície e certadescarbonetação na matriz metálica ao redor da bolha. Isto é uma diferençaimportante em relação as bolhas subsuperficiais ou “blow-holes”. A carepaimpede a solda durante a laminação.O defeito gerado pelo “pin-hole” é normalmente pequeno. Porém, se há muitospin-holes ou se são particularmente profundos, podem dar lugar a defeitosindesejáveis. O tempo de permanência e a temperatura no forno depreaquecimento caso o tarugo tenha pin-holes também podem agravar asituação. 37
  41. 41. DEFEITOS NO TARUGOOs valores normais de vazão de óleo estão entre 30 e 40 ml/min, dependendodas características do óleo, bitola lingotada e velocidade de lingotamento. Paraminimizar a formação de pin-holes não só é importante assegurar-se que adiçãode óleo esteja dentro de valores normais, fazendo curvas de calibração dosreostatos, mas também é bom verificar que a distribuição seja homogênea naseção transversal. Isto pode ser feito no intervalo entre seqüências, medianteuma caixa com compartimentos que receba na base do molde o óleo que desce,durante um tempo definido e com uma posição determinada do reostato. Adistribuição homogênea do óleo é favorecida por ranhuras de lubrificaçãoestreitas e utilização de uma vedação ou “gasket” que impede um excesso deóleo nos cantos.Um caso extremo, originado por presença excessiva de hidrogênio devida àdeficiência na secagem do revestimento novo de uma panela. As bolhascomeçam a aproximadamente 5 mm da pele, após a faixa “chill”, e terminamneste caso a uns 20 mm, quando a pressão ferrostática compensa a pressão dosgases dissolvidos no aço.É interessante observar a forma das bolhas, em relação com mecanismo deformação. Estas bolhas às vezes, quando observados imediatamente após oataque com reativo de Oberhofer, apresentam segregação na direção desolidificação. Isto tem a ver com o mecanismo de formação de bolhas no espaçointerdendrítico, conforma já mencionado.Existem diversos modelos baseado na físico-química que permitem avaliar ascondições para evitar a formação de bolhas durante o lingotamento. Estesmodelos se baseiam no postulado que a formação de bolhas durante asolidificação do aço é uma conseqüência da microsegregação de soluto durante asolidificação dendrítica do aço liquido e a interação de soluto no liquidointerndrítico enriquecido por impurezas.Os solutos dissolvidos no aço liquido que contribuem à formação de bolhas são,para o caso de aços lingotados sem injeção de argônio, o H, N e CO. quando asoma das pressões parciais de equilíbrio destes solutos no liquido interdendríticosupera a pressão externa nesse ponto, se geram as bolhas de gás, resultandona expulsão do liquido interdendrítico e na formação de poros que ficamaprisionados e crescem dentro da rede de dentritas. 38
  42. 42. DEFEITOS NO TARUGO Podemos descrever isso mediante a equação:pH2 + pN2 + pCO > Ps + Pf + 2o/rOnde:Ps – Pressão atmosférica sobre a superfície do aço liquido;Pf - Pressão ferrostática na localização do poro;o - Tensão superficial do aço liquido em contato com a bolha de gás de raio r.Para uma bolha de gás de 1 mm de raio a pressão em excesso devida à tensãosuperficial é só de 0,02-0,03 bar. Para o tamanho dos poros observados notarugo, o efeito da tensão superficial tornar-se insignificante.Para os aços ao Si-Mn, o problema passa por obter uma desoxidação suficientepara evitar a formação de poros sem dar lugar à obstrução da válvula da panelaou distribuidor por formação de inclusões parcialmente sólidas. Nas referênciashá uma boa discussão do problema para o caso dos aços de baixo carbonoacalmados com silício e manganês.O procedimento de injetar arame de alumínio no molde pode ser uma soluçãopara o problema, mas traz conseqüências, tais como inclusões duras, tendênciaà incrustação de escória, dificuldade para o controle do tamanho de grão, etc.Origem do defeito:• Corrida oxidada, altos teores de H2 e N2;• Excesso de óleo de lubrificação no molde ou umidade ( água misturada noóleo;• Umidade no pó fluxante no molde;• Excesso de argônio que passa do distribuidor para o molde através daválvula submersa;• Variação do nível de aço no molde.Contramedidas Implementar uma correta prática operacional que permita obtenção de corridas desoxidadas; Efetiva selagem de jato entre panela/distribuidor e molde para evitar reoxidação; Pré-aquecimento do pó ou óleo de lubrificação; Adição de fio de Al no molde, quando for possível sua fusão dentro do molde; Agitação eletromagnética do molde ( stirring ) para reduzir a quantidade de bolhas comuns e tubulares na superfície do aço ou próximo a ela; 39
  43. 43. DEFEITOS NO TARUGO Minimizar a flutuação do nível do molde.Causas mais prováveis:Quantidade de gases - CO, H e N dissolvidos no aço líquido acima doequilíbrio. Excesso de N2 no aço e/ou gás de rinsagem com N2. Desoxidação insuficiente no LF - escória oxidada “preta”. Umidade no tundish dos refratários e/ou da palha de arroz. Parada da máquina de injeção de Al. Excesso de óleo de lubrificação e/ou umidade no óleo.Como detectar o defeito: Muito difícil observá-la durante o lingotamento; Visível após limpeza mecânica da superfície ( bolhas ); Visível após ataque químico ( Bolhas ); As bolhas comuns são visível mesmo antes da limpeza da superfície, mas algumas podem ficar ocultas sob a carepa. É importante a limpeza mecânica e melhor ainda a decapagem química. As bolhas tubulares só podem se observadas na seção reta do tarugo através de exame macrográfico ou impressão de Baumann.Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Dependendo da quantidade de redução as bolhas podem causar trincassuperficiais de diferentes comprimentos na superfície do laminado ( porexemplo 30 a 40 cm de comprimento e de 0,07 a 1,0 mm de profundidade,trincas muito freqüentes na laminação de fio máquina ); Trincas tubulares próximas à superfície podem abrir e causar sérios danosao produto laminado. Bolhas tubulares mais afastadas da superfícienormalmente caldeiam durante o processo de laminação causando poucosproblemas. As porosidades leves e médias causam o aparecimento de dobras e/outrincas nos laminados. As porosidades graves geram o aparecimento de lascas nos laminados. 40
  44. 44. DEFEITOS NO TARUGO3-2-Trincas Internas:Internal Cracks.A formação de trincas internas devido a tensões geradas no processo desolidificação é um fenômeno comum no lingotamento contínuo. Durante oprocesso a camada solidificada fica submetida a tensões excessivas que tendema provocar a separação das dentritas. As trincas internas iniciam sua formaçãona frente de solidificação em regiões de concentração de soluto formando trincaslineares conhecidas como “ghost lines”. Nas bandas de segregação positiva, umagrande quantidade de partículas de MnS podem ser observadas no interior dastrincas. Estas partículas são descritas na literatura como responsáveis pelafragilidade do aço após solidificação. Muitos estudos foram visando determinaras faixas de temperatura de fragilização do aço. Os efeitos negativos dasegregação tem como conseqüência além do aparecimento de trincas internasuma heterogeneidade dos elementos de liga no aço que prejudicam aspropriedades finais do produto. A área da trinca é normalmente rica emelementos de liga com alta tendência a segregar-se como S,P e C. uma vez que,o C difunde-se mais rapidamente é a principal causa de segregação.Origem do defeito:1- Fatores químicos:● A influência do teor de C na tenacidade do aço pode ser explicada pelarazão entre ferrita/austenita durante a solidificação mais as variações internasde volume. A menor tendência a trincas é obtida com C = 0,1%. Contudo, estevalor pode variar de 0,2 até 0,3-0,4% dependendo da relevância na queda detemperatura da linha solidus.● S > 0,025% tem grande influência na diminuição da tenacidade. Quando semantêm o S e P sob controle, outros elementos podem se tornar perigos comoB, Bi e Pb nos aços inoxidáveis austeníticos. Um aumento na relação Mn/Spode melhorar a tenacidade.● Além do efeito dos elementos de liga, a tenacidade é também afetada pelamorfologia da estrutura solidificada. Grandes grãos colunares são frágeis, aestrutura equiaxial é mais tenaz que a estrutura dendrítica. Por isso, deve-seevitar altas temperaturas de lingotamento. 41
  45. 45. DEFEITOS NO TARUGO2- Trincas internas causadas por tensões:• Dependência das trincas com tensões térmicas e mecânicas. É importanteressaltar que a formação de trincas internas é fortemente influenciada pela taxade deformação ( velocidade de deformação ). Quando mais alta a taxa dedeformação mais trincas internas poderão se formar.Contramedidas Controle das condições do molde: deformação, desgaste, conicidade, rolos de pé; Controle e manutenção da zona de resfriamento secundário, avaliando os rolos de suporte e os bicos sprays; Observar os parâmetros de lingotamento especificados: Temperatura e velocidade de lingotamento, refrigeração do primário e secundário; Como a estrutura colunar é muito mais sensível a trincas que a estrutura equiaxial, deve-se observar o perfeito funcionamento do agitador eletromagnético que permite reduzir a estrutura colunar, reduzindo também o número de trincas internas.Como detectar o defeito: Facilmente detectável de impressão de Baumann ou por ataque químico.Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Certamente as trincas internas não podem ser removidas porrecondicionamento; Para fechamento destas trincas durante o processo de laminaçãosubseqüente, grandes deformações são necessárias. Principalmente o primeiropasse da laminação deve apresentar alta taxa de deformação para garantir ofechamento das trincas internas. 42
  46. 46. DEFEITOS NO TARUGO3-3- Pequenas Trincas Interdendríticas na Zona Coquilhada :Small Interdendritic Cracks Below the Chill Zone Of Blooms and Billets.Estas trincas são comuns em blocos e tarugos de lingotamento contínuo.Normalmente elas tem início imediatamente abaixo da fina zona coquilhada. Sea espessura da zona coquilhada é desigual, elas podem se localizar muitopróximo à superfície, causando defeitos superficiais durante o processo dalaminação posterior. A formação de zona coquilhada irregular é rara em blocoslingotados com válvulas submersa, mas a formação de trincas interdendríticasabaixo desta zona é comum. Trincas interdendríticas localizadas abaixo da zona coquilhada em um tarugo de lingotamento contínuo. Localização das trincas interdendríticas quando a camada coquilhada é irregular (resfriamento desigual das paredes do molde.Origem do defeito:● Fatores ligados à composição químicas como altos teores de P e S diminuemdo aço;● Em uma usina que fabricava aços ao boro, aços para mancais e CHQ muitosproblemas com trincas interdendríticas foram verificados. As principais causasforam: pequeno comprimento do molde, distorção/desgaste do molde, forteresfriamento secundário, causando posterior reaquecimento e deterioração daspropriedades mecânicas, alinhamento incorreto dos rolos de pé, pó delingotamento inadequado, alta temperatura de lingotamento. 43
  47. 47. DEFEITOS NO TARUGOContramedidas Verificar as condições do molde; Controle do rolo de pé e seu alinhamento com o molde; Controle da temperatura e velocidade de lingotamento; Alimentação balanceada do pó de modo a garantir uma espessura de camada entre o molde e o aço; Agitação eletromagnética.Como detectar o defeito: Facilmente detectável de impressão de Baumann ou por ataque químico.Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Forças de deformação muito das normalmente utilizadas são necessáriaspara garantir o fechamento destas trincas durante o processo de laminação. Se as trincas estão localizadas a pequenas profundidades (<4 mm) elaspodem aflorar no produto final.3-4- Trincas Internas Associadas a Forma Romboidal, Trincasde Canto:Internal Cracks Connected With a Rhomboidal Shape of Billets and Blooms-Corner Cracks – Diagonal Cracks.Geralmente se pode dizer que o perfil romboidal é um problema maior quandose lingota tarugos do que quando se lingota blocos. Como se pode verificarfacilmente a forma romboide produz trincas longitudinais, a partir dos raios decanto do tarugo. Elas sempre se originam nos raios de canto obtusos e algumasvezes, atravessa toda diagonal do tarugo até o canto oposto. As trincasdiagonais são o caso mais grave e estão normalmente associadas a romboidade.Elas ocorrem entre dois raios de canto obtusos. Trincas internas em raios de canto Trincas diagonal obtusos 44
  48. 48. DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:● Distorção da seção do tarugo: como já foi explicado anteriormente estedefeito é resultado da forma da seção do tarugo. Isto ocorre quando duas facesadjacentes são resfriadas mais rapidamente que as duas opostas, dentro domolde ou secundário. A contração do aço nas proximidades das faces maisrefrigeradas gera tensões de tração orientadas como uma diagonal entre elas.Se essas tensões são suficientemente grandes elas deformam os raios de cantodas faces envolvidas neste processo tornando-os obtusos e abrindo trincas. Astrincas se formam em uma zona de alta temperatura e baixa ductilidade do açoe podem crescer em direção ao raio de canto oposto dependendo para isso damagnitude das forças de tração desenvolvidas.● Fatores que contribuem para este defeito: 1) Alinhamento incorreto entre secundário, rolos de pé e molde; 2) Resfriamento secundário desigual; 3) A susceptibilidade à forma romboidal é maior em aços médio e alto carbono que nos aços baixo carbono; 4) Válvula submersa/jato de aço não está perfeitamente centrado no molde.Contramedidas Para minimizar a formação de trincas diagonais é importantíssimo que as 4 faces do tarugo sejam resfriadas de maneira igual. Isto requer um bom alinhamento entre o molde e os rolos de pé. Igualmente importante é bicos de spray do resfriamento secundário não sejam entupidos ou tortos; Outros fatores importante são: as boas condições do molde e uma conicidade adequada para o tipo de aço e a velocidade de lingotamento utilizada. Em algumas usinas que trabalham com moldes tubulares a diferenças de espessura da camada de água no sistema de refrigeração do molde causa este tipo de problema; Resumindo, os itens que devem ser observados são: 1) Boas condições do molde; 2) Perfeita distribuição da água de refrigeração do molde em todas as faces; 3) O correto alinhamento entre o molde e rolos de pé; 4) O correto alinhamento entre o molde, rolos de pé e o secundário; 5) Temperatura e velocidade de lingotamento corretas e uniformes. 6) Correta centragem da válvula submersa ( ou jato de aço ) 45
  49. 49. DEFEITOS NO TARUGOComo detectar o defeito: O perfil romboidal pode ser observado por visual a frio, ou através de medições dimensionais; As trincas internas são detectáveis de impressão de Baumann ou por ataque químico.Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Trincas estão localizadas a pequena profundidade ( < 4 mm ) podem aflorarno produto final; Nos tarugos cortados com oxicorte, e O2 pode penetrar em trincasdiagonais existentes na seção de corte, provocando a oxidação interna dodefeito e a ponta do tarugo durante a laminação subseqüente (boca de jacaré).3-5- Trincas Internas na Região Central:Internal Cracks in the Core Area.No caso de lingotamento contínuo de tarugos tem-se algumas vezes grandestrincas internas na região central de sua seção. Trincas internas na região central dos tarugos.Origem do defeito:● A principal causa de trincas centrais é a lata pressão do rolo endireitador,associado com as seguintes condições: 1) Alta temperatura de lingotamento; 2) Alta velocidade de lingotamento; 3) Tendência a presença de região central líquida ou solidificação final ocorrendo antes dos rolos de desempeno; 4) Aumento dos teores de elementos de liga que causam a fragilidade do aço. 46
  50. 50. DEFEITOS NO TARUGOContramedidas Evitar velocidades de lingotamento excessivas; Utilizar baixas pressões nos rolos de desempeno; De acordo com recomendações do fabricante um pressão de desempeno adequada é 250 kg/cm da face do tarugo. Ex. para um tarugo de 160 mm: P ideal = 16 x 250 = 4.000 kg.Como detectar o defeito: Facilmente detectável através de impressão de Baumann ou ataque químico. Em muitos casos pode ser observado na seção de corte, quando se utiliza O2Conseqüências do defeito no produto final após laminação: No caso de oxicorte o tarugo pode abrir a ponta durante posterior; As pontas deste tarugo trazem riscos operacionais ao processo delaminação e o tarugo como um todo apresenta problemas de qualidade.3-6- Trincas em Estrela na Região Central:Central Line Cracks.As trincas em estrela se formam na região central na fase final da solidificação. Trincas em estrela na região central dos tarugos Trinca estrela em tarugo de 145 mm causada por excesso de resfriamento secundário. O resfriamento partiu no máximo devido a falha do computador de processo.Origem do defeito:1) Placas e Blocos de grande seções;2) A formação de trincas estrela é influenciada principalmente pelas variáveisde operação da máquina de lingotamento, como intensidade de resfriamento,alinhamento dos rolos, velocidade de lingotamento. Estas trincas podem serreduzidas pelo realinhamento dos rolos, redução da velocidade e ou o aumentoda refrigeração. Elas são geradas pelo abaulamento das faces do material. Acomposição química tem pouca influência nesse caso;3) Tarugos e blocos de seção menor; 47
  51. 51. DEFEITOS NO TARUGO4) Neste caso o abaulamento tem uma influência menor na formação de trincasestrela. A abrupta queda de temperatura na região central do tarugo é umfenômeno natural que ocorre em qualquer lingotamento, quando as últimasreservas de calor latente são removidas. A queda de temperatura na regiãocentral é muito mais rápida que o decréscimo de temperatura na superfície, oque resulta em uma contração da região central enquanto a superfície continuaem processo de expansão.5) Esta afirmação sugere que um forte resfriamento secundário pode contribuirpara formação destas trincas. O que pode ser possível se um considerávelreaquecimento da superfície abaixo da zona de resfriamento secundário coincidecom o final do comprimento metalúrgico. Então, as tensões oriundas daexpansão da superfície se somam as de contração do núcleo, formação nassituações extremas a trinca em estrela. Poderia se pensar que a solução seriamanter-se os “sprays” de refrigeração até a completa solidificação do aço. Porémisto só teria validade se fosse possível se extrair calor do centro e da superfíciedo tarugo com a mesma velocidade, o que eliminaria as tensões geradas. Ossprays são projetados de modo a reduzir estas tensões. Existe um sistemaespecialmente desenvolvido para minimizar o problema chamado de ReduçãoTécnica suave.Contramedidas 1) Placas e Blocos de grandes seções:  Controle do alinhamento dos rolos;  Redução da velocidade de lingotamento e ou aumento da refrigeração;  A composição química tem efeito menor. 2) Tarugos e blocos de seção menor:  Resfriamento secundário severo e altas temperaturas de lingotamento podem favorecer ao aparecimento deste defeito. Utilizar as faixas de temperatura e parâmetros de resfriamento indicados pelo fabricante da máquina;  Ajustar o resfriamento secundário de modo a se obter a completa solidificação depois do desempeno;  O agitador eletromagnético pode reduzir este tipo de trinca.Como detectar o defeito: Facilmente detectável através de impressão de Baumann ou ataque químico. Em muitos casos pode ser observado na seção de corte, quando se utiliza O2 48
  52. 52. DEFEITOS NO TARUGOConseqüências do defeito no produto final após laminação: Se a quantidade de deformação é suficiente estas trincas podem caldear nosprocessos de laminação subseqüentes, entretanto existe uma deterioração naspropriedades mecânicas da região central; No caso de oxicorte o tarugo pode abrir a ponta durante laminaçãoposterior.3-7- Trincas na Seção Média do Tarugo:Midway Cracks / Halfway Cracks / radial Streaks / Ghost Lines.Este defeito é também conhecido em inglês como Halfway cracks, Radial streakse Ghost lines ( linhas fantasma ). São observadas através de Baumann oumacrografia da seção onde aparecem como linhas escuras normalmente na linhamédia entre o centro e a superfície. Como se sabe, as propriedades mecânicasna zona pastosa ( logo após a solidificação ) são caracterizadas por um baixolimite de escoamento ( 1 a 2 N/mm² ) e uma resistência a fratura de 0,4 a 0,5%acima deste valor, com zero de redução de área indica alta fragilidade. Portantoa formação e crescimento das trincas dependem de quanto tempo o açopermanece na interface sólido/liquido abaixo da camada solidificada, na regiãode alta fragilidade. Como se pode observar no gráfico abaixo o tempo dentro dafaixa de temperatura de ductilidade zero é mais longo no meio da seção do quena superfície do tarugo. Trincas na seção média de um bloco de 185 x 185 mmOrigem do defeito:1) Placas e Blocos de grandes seções;2) Elas são causadas por tensões mecânicas ( abaulamento ou arqueamento ) ou térmicas ( excesso resfriamento secundário ou alta temperatura de lingotamento);3) Tarugos e blocos de seção menor;4) A situação é diferente nos tarugos, porque neles raramente ocorre abaulamento. Em estudos realizados determinou-se que o resfriamento secundário excessivo e a alta temperatura de lingotamento são fatores principais, com preponderância para o primeiro. A alta temperatura é nociva porque permite uma estrutura de grosseira mais sensível a trincas. Elementos químicos que afetam a ductilidade do aço também contribuem na formação destas trincas. 49
  53. 53. DEFEITOS NO TARUGOContramedidas Alinhar molde rolos pé e secundário para evitar abaulamento; Trincas por tensões térmicas podem ser eliminadas reduzindo-se a quantidade de água de refrigeração e aumentando-se o tamanho da zona de sprays; O forte reaquecimento da superfície ocorre sempre que a taxa de resfriamento cai abruptamente como após os sprays, entre sucessivos bicos de spray ou abaixo do fundo do molde; O sistema de sprays deve ser projetado de modo que a taxa de resfriamento não caia rapidamente entre o molde e os sprays, durante o resfriamento por radiação ou entre sprays sucessivos; A manutenção dos bicos spray também é muito importante para evitar entupimentos ou posicionamentos incorretos que podem provocar redução localizada da refrigeração; A melhoria das propriedades mecânicas do aço a alta temperatura podem ser conseguidas reduzindo-se a espessura da zona colunar ou abaixando-se os percentuais de P e S; Resumindo, para prevenir o aparecimento de trincas na seção média é necessário minimizar as tensões geradas pelo reaquecimento da superfície ou melhorar a ductilidade do aço a alta temperatura.Como detectar o defeito: Facilmente detectável através de impressão de Baumann ou ataque químicoConseqüências do defeito no produto final após laminação: O caldeamento destas trincas durante o processo de laminação requerelevada deformação para se obter as propriedades mecânicas necessárias aoproduto.3-8- Trincas de Desempeno:Straightening / Bending Cracks / Pinch Roll Cracks.Trincas de encurvamento ou desempeno são formadas quando estes esforçosatuam sobre o material quando ainda existe metal líquido na região central ouquando o centro está sólido mas, acima de 1340ºC. As trincas de desempenoaparecem acima, e perpendiculares à direção de extração. Quando se observaseções longitudinais, trincas de encurvamento originárias de tensões no metalainda pastoso podem ser encontradas abaixo e paralelas a linha de extração.Além do processo de encurvamento e desempeno, outros problemas podemlevar a este tipo de defeito: desalinhamento no sistema de guiagem, pass-line,cavidades, desgaste e arqueamento dos rolos. Este defeito ocorre quando háuma excessiva pressão é exercida pelos rolos sobre uma camada solidificada 50
  54. 54. DEFEITOS NO TARUGOquando o centro ainda se encontra líquido ou sólido a temperaturas acima de1340ºC. O mecanismo de deformação de trincas a partir da força de separaçãode dendritas na zona colunar já foi descrito anteriormente. Trincas de desempenoOrigem do defeito: ● Composição química ( S, P, Al, N, Nb ); ● Grandes deformações nas zonas de encurvamento e desempeno; ● Desalinhamento do sistema de quiagem do material; ● Altas velocidades de lingotamento aumentam a taxa de deformação, causando mais trincas. ● Reduções suaves no local errado: isto deve ser feito antes da região central estar completamente solidificada.Contramedidas Reduzir os teores de: S,P, Al, N, Nb; Utilização de múltiplos desempenos ou grande raio da máquina de lingotamento; Controlar alinhamento na máquina de lingotamento; Observar a velocidade de lingotamento especificada; Controle do comprimento metalúrgico ( fazer medições para determiná-lo ) no caso de se aplicar suaves. 51
  55. 55. DEFEITOS NO TARUGOComo detectar o defeito: Facilmente detectável de impressão de Baumann ou por ataque químico ( normalmente em amostras longitudinais ).Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Como estas trincas não se localizam próximo à superfície, elasnormalmente não abrem durante a laminação; Quando existem muitas trincas, grandes deformações são necessárias paracaldeá-las; Em alguns casos os tarugos devem ser desclassificados para aplicaçõesmenos nobres.3-9- Trincas Internas Próximas à Superfície Causadas porDepressão ou Concavidade das Faces:Internal Cracks Close to the Surface Because of Depressions or concavity inthe Strand Surface.Estas trincas muito perigosas porque elas se localizam muito próximas dasuperfície. Elas representam um sério problema, especialmente qundo se lingotaaços especiais. Tarugo com trincas internas abaixo de depressões. Neste caso a manutenção da máquina é deficiente e os parâmetros de operação estão fora de controle Concavidade e trincas abaixo da super 52
  56. 56. DEFEITOS NO TARUGOOrigem do defeito:● Todos os elementos químicos que já mencionados em outros defeitos ( S >0,02%; C 0,17 a 0,25% e outros que afetam a ductilidade à quente dos aços;● Molde fora de condições normais de trabalho;● Refrigeração excessiva abaixo do molde;● Entupimentos na refrigeração secundária, bicos apresentam vazão de águavariável ( uns refrigeram mais que outros );● Pó inadequado;● Alimentação irregular do pó;● Alta velocidade de lingotamento.Contramedidas Manter baixos os percentuais de elementos nocivos a tenacidade à quente do aço; Controle das condições do molde; A medição precisa do perfil do molde é muito importante; Controle do resfriamento secundário e ajuste correto dos bicos; Usar água limpa e com pH adequado no resfriamento secundário; Observar a velocidade de lingotamento especificada; Determinação do pó e sistemática de adição no molde mais adequados; Agitação eletromagnética, diminui a formação de estrutura colunar, diminuindo a fragilidade do aço.Como detectar o defeito: Facilmente detectável de impressão de Baumann ou por ataque químico. Em muitos casos pode ser observado na seção de corte, quando se utiliza O2Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Quando as trincas se localizam muito próximas à superfície ( < 4 mm,podem causar sérios danos no material laminado ). 53
  57. 57. DEFEITOS NO TARUGO3-10- Macroinclusões / Microinclusões:Macroinclusion / MicroinclusionAs macroinclusões e microinclusões são comunas no lingotamento de açosacalmados ao silício-manganês para produtos longos porque embora sejamutilizados tubo longo e proteção com nitrogênio entre distribuidor e molde, nocaso do tubo longo, a maior parte das máquinas de tarugos não estãopreparadas para uma boa colocação do tubo, e no caso da proteção com gásinerte, deve prestar-se muita atenção para que seja efetiva em seqüenciaisprolongados.Em muitos produtos longos de aço ao carbono a existência de macroinclusões /microinclusões não apresentam um problema, como no caso de vergalhões.Porém, para barras trefiladas, barras para molas, fio-máquina destinado atrefilaria, etc., as macroinclusões podem originar defeitos.A avaliação de macroinclusões para níveis de limpeza usuais em aços acalmadoscom silício e manganês, lingotados com válvula aberta, podem ser feitacontando-se as macroinclusões sobre um corte transversal macroatacado comácido clorídrico a 50% a quente. Podem-se expressar os resultados em termosde macroinclusões por dm² de seção transversal. Não há necessidade destecontrole ser feito rotineiramente para aços para vergalhão, mas faz sentido queseja feito nos tipos de aços mencionados anteriormente. Baseado na experiênciaprópria, podem estabelecer-se limites para conteúdo de macroinclusões paracada quantidade de aço.A maior parte das macroinclusões e microinclusões típicas dos aços ao silício-manganês são líquidas às temperaturas de trabalho, e portanto têm formaglobular no tarugo. Silicato de manganês contendo alumínio, proveniente da reoxidação do aço. Observação no microscópio óptico, sem ataque, sob luz polarizada. 54
  58. 58. DEFEITOS NO TARUGOQuando é necessário definir ações para minimizar o conteúdo demacroinclusões, ou há um problema de macroinclusões de origem incerta, omelhor é tirar amostras de banda de inclusões, fazer amostras polidas, observarno microscópio ótico e fazer a análise EDS. Dessa forma é possível definir aorigem das macroinclusões e definir as medidas a tomar para eliminá-las.As macroinclusões e microinclusões são geradas em todas as etapas do processode elaboração do aço ( forno, panela, distribuidor, molde ). Isto tem sidoverificado em diversos estudos realizados tornando-se amostras de cada umadessas etapas. As macroinclusões que se encontram finalmente no tarugoformam-se geralmente nas duas últimas etapas mencionadas ( distribuidor,molde ).O grau de deterioração de qualidade causado pelas inclusões varia a prática dedesoxidação da aciaria e com o tipo de aço. As fontes de inclusões são: arrastede escória do convertedor, oxidação secundária provocada por contato com o ar,e contaminação por erosão do refratário ou pelo o pó do molde.Origem do defeito: a) Corrida oxidada; b) Arraste de escória do forno; c) Oxidação secundária devido ao contato do aço líquido com oxigênio do ar, contaminação por erosão do refratário ou pelo pó do molde; ● Falha na proteção do jato de aço entre a panela e o distribuidor; ● Descontrole do nível do distribuidor; ● Reação do pó de cobertura do distribuidor, reduzindo os óxidos: MnO, FeO e SiO2; ● Falha na proteção do jato de aço entre o distribuidor e o molde. d) Formação de aglomerados de inclusões na válvula submersa e queda de depósitos de inclusões sólidas dentro do molde provocando contaminação do produto; e) Pouca profundidade de imersão da válvula submersa; f) Trincas na parte de baixa da válvula submersa. 55
  59. 59. DEFEITOS NO TARUGOContramedidas Garantir uma perfeita desoxidação da panela através dos processos de metalurgia de panela e tratamento de injeção de fios de CaSi; Utilização de slag-ball, para evitar passagem de escória para panela; Utilizar válvula longa entre panela e o distribuidor; Proteção do jato de aço com gás inerte para evitar reoxidação; Uso de pó básico para proteção do aço no distribuidor; Borbulhamento de argônio na panela e na válvula submersa, através da válvula tampão; Adequada imersão da válvula submersa ( entre 100 e 150 mm ); A utilização da agitação eletromagnética reduz o perigo da presença de macroinclusões e permite uma distribuição mais uniforme da escória acima do molde, se o raio da máquina é maior que 8 a 9 metros. Em máquinas de raio 7 ou menos o agitador eletromagnético não é suficiente para promover a distribuição das inclusões e é grande a possibilidade de formação de macroinclusões. Nestes casos o teor de Al dos aços acalmados ao Al deve ser mantido o mais baixo possível não só para garantir a limpidez do aço mas principalmente para permitir seu lingotamento.Como detectar o defeito: Facilmente detectável de impressão de Baumann ou por ataque químico.Conseqüências do defeito no produto final após laminação: Uma grande quantidade de macroinclusões deteriora as propriedadesmecânicas do aço após a laminação e também afeta a soldabilidade e aresistência à corrosão; A quantidade de macroinclusões deve ser bastante restringida em aços dealta responsabilidade.3-11- Rechupe Central e Segregação:Central Cavity and Segregation.Os dois elementos que segregam são S e C, associados com efeitos deconcentração local de P e Mn, além de traços de outros elementos tambémimportantes. Laminadores de arame temperado e recozido, relatam sériosefeitos do Sb e Bi. Até poucos anos o tema “segregação em lingotamentocontínuo” era considerado como uma limitação para o desenvolvimento deststecnologia, particularmente no que concerne a aços de alto carbono. 56

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