This article aims to list the main sustainable practices developed in the processes of metal forming, casting, heat treatment, welding and electrostatic painting. When analysed the literature about sustainable manufacturing, a predominance of studies about machining is observed and the processes mentioned are few explored in academic studies. The research strategy used to reach the objective was systematic literature review, conducted for each process cited. Many sustainable practices were identified with prominence of better materials use and energy efficiency. The authors of this article believe that the information presented here can be useful for researches in their future studies and for industry professionals interested in improving manufacturing processes.
ResumoA escória de convertedor LD desempenha papel fundamental no refino do aço, principalmente na remoção do fósforo. Muito se sabe sobre as características físico-químicas da escória e sua relação com a eficiência do processo de refino, porém poucos utilizam o aspecto microestrutural para tal análise. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo analisar a microestrutura da escória formada nos convertedores da Usiminas e compreender aspectos importantes relacionados à reação de desfosforação, para atuar de maneira efetiva na melhoria do processo industrial. Foi verificado que a reação de desfosforação não ocorre junto às fases sólidas da escória. De acordo com estas observações, a quantidade de fundentes adicionada ao convertedor foi revista, alcançando-se uma expressiva redução no teor de CaO livre das escórias. Foi possível observar, também, uma redução de 10% no consumo de cal carregado nos convertedores, sem interferir no teor médio de fósforo do aço ao fim de sopro. Palavras-chave: Escória de convertedor; CaO livre; Microestrutura; Desfosforação. MICROSTRUCTURAL STUDY OF THE LD CONVERTER SLAG AND ITS RELATIONSHIP TO THE DEPHOSPHORISATION PROCESS AbstractThe LD converter slag plays an important role in the refining process, mainly in relationship to phosphorus removal. Much is known about the physicochemical characteristics of the slag and its relationship to the process efficiency; however few employ the microstructural aspect for such analysis. In this sense, the aim of this work was to analyze the slag microstructure formed at Usiminas converters and to understand important points relationed to dephosphorisation reaction, to act efficiently in the industrial process improvement. It was verified that dephosphorisation reaction does not occur in slag solid phases. According to this observation, the amount of fluxes added to the converter was reviewed, reaching a considerable reduction in the free CaO content of the slags. It was also observed a drop of approximately 10% in lime consumption at the converters, without influence in the mean phosphorus content at the end of oxygen blown. Keywords: Converter slag; Free CaO; Microstructure; Dephosphorization. INTRODUÇÃOO refino do aço em convertedor LD é aplicado para remoção de elementos indesejados, tais como carbono, silício e fósforo, presentes no gusa líquido e na sucata carregados no convertedor. A formação de uma escória adequada é essencial para a reação de desfosforação, pois ela deve ser capaz de absorver e reter o fósforo em sua estrutura.As composições química e mineralógica da escória podem ser uma referência importante para avaliar seu comportamento durante o refino do aço, principalmente em relação à desfosforação, quando analisadas em conjunto. Após a solidificação, as principais fases presentes na escória de convertedor são o silicato dicálcio (2CaO.SiO 2 ), a cálcio ferrita (CaO.FeO) e a magnésia--wustita (MgO.FeO), sendo a primeira presente em maior quantidade. O fósforo, na forma de fosfato tricálcio, encontra-se em solução sólida com o s...
ResumoAlgumas qualidades de aço UltraBaixo Carbono têm exigido teores de fósforo cada vez mais baixos. Quando se obtém teor de fósforo fim de sopro no convertedor acima dos níveis exigidos pelo cliente, faz-se necessário realizar um retrabalho na corrida ou promover desvios, utilizando-a em aços para outras aplicações. Para reduzir ainda mais o teor de fósforo durante o vazamento do aço do convertedor para a panela desenvolveu-se uma escória sintética desfosforante a ser utilizada quando o teor de fósforo não atende ao especificado no fim de sopro. Foram comparadas corridas com utilização da escória sintética e corridas utilizando somente cal. Obteve-se um aumento de 28,2 pontos percentuais na taxa de remoção de fósforo durante o vazamento com a utilização da escória sintética. Diante dos resultados obtidos, o produto foi aprovado para utilização na Aciaria 2 da Usiminas Ipatinga Palavras-chave: Escória sintética; UltraBaixo Carbono; Fósforo. LADLE DEPHOSPHORIZATION METHOD TO PRODUCE ULTRALOW CARBON STEEL AbstractSome qualities of UltraLow Carbon steels are requiring lower phosphorus content. When the phosphorus at the blow end inside the converter is highest then the levels required by the customer it is necessary to promote a rework or to deviate the material to another application. To further reduce the phosphorus content during the tapping of the steel from the converter to the ladle one dephosphorizer synthetic slag was developed to be used when the phosphorus content does not meet the specified at the blow end. This work compared heats with use of synthetic slag and heats using only lime. The increase in the phosphorous removal rate during tapping was 28,2 percentage points with the use of synthetic slag. Based on the results the product has been approved for use in Steelmaking 2 of Usiminas Ipatinga.
ResumoSão apresentados os resultados do estudo da técnica post-stirring nos convertedores da Aciaria 2 da Usiminas Ipatinga. Os testes consistiram basicamente na rinsagem do banho por meio da injeção de argônio após o fim de sopro de oxigênio, utilizando-se ventaneiras localizadas no fundo do convertedor, por um período de tempo pré-determinado. Os resultados mostram que a prática do post-stirring permite redução média de 250 ppm no teor de oxigênio e 30 ppm no teor de fósforo dissolvido no aço. Além disso, são propostos mecanismos de reação para a remoção do oxigênio e do fósforo. Portanto, esta técnica é uma prática importante para a melhoria do processo. Além de reduzir os níveis de fósforo, verifica-se um grande potencial de economia no consumo de material desoxidante, devido à redução nos níveis de oxidação, com reflexos positivos em termos de custos e limpidez do aço. Palavras-chave: Post-stirring; Convertedor LD; Oxigênio. study of Post-stiRRinG tecHniQue and involved mecHanisms abstractThis paper presents the results of the application of the post-stirring technique in the BOF of Usiminas, in Ipatinga.The tests consisted basically in the rinsing of the metal bath with argon injection after finished the oxygen blowing, through tuyeres placed in the bottom of the converters, for a pre-established period. The results showed that the poststirring technique allowed a mean reduction of 250 ppm in the oxygen content and 30 ppm in the phosphorus content of the steel. It is possible to conclude that post-stirring technique is effective in the process optimization. Besides reducing the phosphorus content in the steel, it is verified a huge opportunity to reduce the consumption of deoxidizing materials, due to a decrease in the oxygen level, reducing costs and improving the steel cleanness.
ResumoUm dos problemas enfrentados pela maior parte das aciarias relaciona-se à redução do percentual de fósforo do aço. Reduzir o fósforo contido no aço tornou-se um requisito fundamental nas siderúrgicas que utilizam convertedores LD, devido à crescente demanda do mercado por aços especiais, como por exemplo, aços para a indústria automobilística. Durante o processo de desfosforação, as principais fases sólidas que podem se formar na escória de convertedor são CaO, MgO, silicato dicálcico (2CaO.SiO 2 ), fosfato tricálcico (3CaO.P 2 O 5 ), formado pela oxidação do fósforo, e o 3CaOSiO 2 .3CaOP 2 O 5 . O objetivo deste trabalho é estudar a formação destes compostos e avaliar a influência das fases sólidas formadas durante o processo de desfosforação do aço. Para isto foram analisadas quatro composições químicas de escórias com diferentes teores de CaO e FeO, sendo duas composições médias das escórias estudadas pela Usiminas, uma escória da literatura e uma escória desfosforante elaborada para pesquisa. Os resultados mostraram em quais composições ocorrem a formação das fases sólidas citadas e sua influência no processo. Palavras-chave: Convertedores LD; Desfosforação; Fases sólidas. INFLUENCE OF SOLID PHASES IN STEEL DEPHOSPHORIZATION AbstractOne of the problems faced by most of the steelmakings is related to the reduction in the percentage of phosphorus in steel. Reduce phosphorus contained in steel has become a key requirement in steelmakers using LD converters, due to the increasing market demand for special steels, such as steels for the automotive industry. During the process of dephosphorization, a main solid phases that can form in slag is dicalcium silicate (2CaO.SiO 2 ), tricalcium phosphate (3CaO.P 2 O 5 ), formed by the oxidation of phosphorus, and the 3CaOSiO 2 .3CaOP 2 O 5 . The aim of this work is to study the formation of these compounds and to evaluate the influence of the solid phases formed during the process of dephosphorization of steel. For this four chemical compositions of slag with different CaO and FeO were analyzed, two are average compositions of slag studied by Usiminas, one literature slag and one slag elaborated for search. The results showed which compositions occur the formation of solid phases mentioned and their influence in the process.
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