Formulação de pó fluxante peritético a partir de resíduos de mármore e granito

Abstract

RESUMO: Neste trabalho, misturas a partir de resíduos de mármore e granito e mais adições de outros componentes foram realizadas visando-se produzir fluxantes destinados ao processo de lingotamento contínuo de aços peritéticos. Foram produzidos, em laboratório, oito novos fluxantes e nestes variou-se o teor de flúor (6,5 a 12,5%) e MgO (3 a 9%). As concentrações desses compostos alteram de forma significativa as propriedades dos pós fluxantes tais como: a temperatura liquidus e de cristalização, a viscosidade e nível de formação de fases cristalinas durante a solidificação. Como referência, foram utilizados dois pós fluxantes comerciais, sendo um utilizado no lingotamento de aços peritéticos e o outro no de aços baixo carbono. As matérias-primas e os fluxantes in natura foram caracterizados por meio do MEV-EDS, análise química por via úmida (somente nos fluxantes), difratometria de Raios X e análise granulométrica a laser. Além disto, as propriedades dos novos fluxantes obtidos foram comparadas aos comerciais através dos seguintes procedimentos: análise de cristalinidade através do teste de Stollberg modificado, uso do teste de lâminas delgadas e modelo matemático; simulação das prováveis fases que se formam durante aquecimento/resfriamento por meio do software FactSage®; simulações de viscosidade utilizando-se este mesmo software e teste de navículas; e obtenção da temperatura liquidus e de cristalização por meio de modelos obtidos em literatura. O estudo mostrou um grande potencial no reaproveitamento de resíduos de mármore e granito na fabricação de fluxantes, sendo que naquele com maior tendência à cristalinização foi possível adicionar 48% de resíduos de rochas. Neste fluxante, observou-se que a granulometria, o nível de fluidez, a cristalinade e a temperatura liquidus e de cristalização foram bastante similares ao fluxante peritético comercial. Além disto, para as composições estudadas, verificou-se que o aumento de MgO reduz a capacidade de cristalinização do pó fluxante propiciando, portanto, um menor reaproveitamento do resíduo de mármore dolomítico (elevado teor de MgO) na fabricação de fluxantes peritéticos. E para as composições estudadas, verificou-se que, além da concentração de F e MgO, a basicidade pode interferir muito na cristalização.

ABSTRACT: In this work, mixtures from marble and granite residues (more additions) were made to produce mould fluxes for the continuous casting process of peritetic steels. Eight new fluxes have been made at laboratory and there was variation of fluoride (6.5 to 12.5%) and MgO (3 to 9%). The concentrations of these compounds could change significantly the properties of the fluxes such as: the liquidus and crystallization temperature, the viscosity and the degree of crystalline phase formation during solidification. As reference, two commercial fluxes have been used, one for peritetic steels casting and the other one for low carbon steels casting. The raw materials and the mould fluxes in nature were characterized by MEV-EDS and wet analysis (only for the fluxes) to obtain the chemical composition, X-ray diffractometry to obtain the present phases and through laser and micrographic analyzes to obtain the granulometry. In addition, the properties of the new fluxes obtained were compared to the commercial ones by the following procedures: crystallinity analysis through the modified Stollberg test, thin blade and mathematical models; simulation of the probable phases that are formed during heating / cooling by FactSage® software; viscosity simulations using this same software and naviculum test; and liquidus and crystallization temperature by models obtained in literature. The study showed a great potential in marble and granite residues reutilization to mould fluxes production, and in the mould flux with a greater tendency to crystallization it was possible to add 48% of rock residues. In this flux, it was possible to observe that the granulometry, fluidity level, crystallinity, liquid temperature and crystallization temperature are quite similar to the commercial peritetic flux. Furthermore, for the studied compositions, it was realized that the increase of MgO reduces the crystallization capacity of the mould flux and this promote a lower dolomitic marble residue (high MgO content) reutilization for production of mould flux used in peritetic steels. Finally, for the compositions studied, it was found that, in addition to the F and MgO concentration, basicity may interfere at crystallization.