Placa e Bobina

Processo de produção de aço inoxidável

A produção de aço inoxidável inclui principalmente a fusão de aço bruto, laminação a quente, laminação a frio e outras etapas. A seguir, apresenta-se uma divulgação do processo de produção de aço inoxidável:

1. Processo de fusão de aço bruto em aço inoxidável

Atualmente, os processos de fusão para produção de aço inoxidável no mundo são divididos principalmente em métodos de uma etapa, duas etapas e três etapas, bem como novos métodos integrados de produção. A fusão em uma etapa consiste em: ferro fundido + AOD (forno de refino a argônio-oxigênio); o método de duas etapas é: EAF (forno de arco elétrico) + AOD (forno de refino a argônio-oxigênio). O método de três etapas é: EAF (forno de arco elétrico) + AOD (forno de refino a argônio-oxigênio) + VOD (forno de refino a vácuo). Além de diversos processos tradicionais de produção, o atual processo integrado de produção — ou seja, o processo produtivo que vai diretamente do ferro fundido ao aço inoxidável — também é adotado por muitas empresas. O processo de produção é: RKEF (forno rotativo com forno elétrico) + AOD (forno de refino a argônio-oxigênio).

2. Processo de laminação a quente de aço inoxidável

O processo de laminação a quente de aço inoxidável utiliza placas (principalmente placas obtidas por fundição contínua) como matéria-prima; após o aquecimento, essas placas são transformadas em tiras de aço por meio de unidades de laminação primária e de acabamento. A tira de aço quente proveniente do último laminador da etapa de laminação de acabamento é resfriada até a temperatura definida por meio de fluxo laminar e, em seguida, enrolada em forma de bobina por um enrolador. A bobina de aço resfriada apresenta uma camada de óxido na superfície e possui aparência escura, sendo comumente denominada "bobina preta de aço inoxidável". Após a recozimento e decapagem, essa camada oxidada é removida, resultando na "bobina branca de aço inoxidável". A maior parte dos produtos laminados a quente comercializados no mercado de aço inoxidável corresponde às bobinas brancas de aço inoxidável. O processo específico de produção de aço inoxidável laminado a quente é o seguinte:

3. Processo de laminação a frio de aço inoxidável

Após a laminação a quente do aço inoxidável, alguns produtos de aço inoxidável laminados a quente são utilizados diretamente pelos setores downstream, enquanto outros produtos laminados a quente precisam ser submetidos a um processo adicional de laminação a frio antes de serem utilizados.

A laminação a frio de aço inoxidável utiliza, na maioria dos casos, produtos de aço inoxidável laminados a quente com espessura de 3,0–5,5 mm. Após o processamento por equipamentos de laminação a frio, obtêm-se produtos de aço inoxidável laminados a frio. Atualmente, existem dois principais processos produtivos para a laminação a frio de aço inoxidável: laminação a frio de aço inoxidável em uma única unidade e laminação a frio de aço inoxidável em múltiplas unidades. O processo produtivo específico é o seguinte:

Após a laminação a frio do aço inoxidável, é necessário submetê-lo às unidades de recozimento e decapagem. O recozimento do aço inoxidável após a laminação a frio tem como objetivo eliminar o encruamento decorrente da deformação plástica por meio do processo de recristalização, visando à sua amaciação; a finalidade da decapagem é remover a camada de óxido formada na superfície da tira de aço durante o processo de recozimento, bem como passivar a superfície do aço inoxidável para melhorar a resistência à corrosão da chapa de aço.

Processo de produção de aço laminado a quente

1. Aquecimento do tarugo: O tarugo frio é aquecido até uma temperatura adequada para laminação por meio de um forno de aquecimento. A temperatura de aquecimento depende de fatores como a composição, a forma e os requisitos de laminação do aço. Laminação grossa: o tarugo aquecido é alimentado na unidade de laminação grossa e laminado por meio de múltiplos conjuntos de rolos em alta temperatura. O objetivo da laminação grossa é ajustar preliminarmente a forma e as dimensões da seção transversal do tarugo, aproximando-as dos requisitos finais. Laminação intermediária: o tarugo após a laminação grossa é alimentado na unidade de laminação intermediária para nova laminação, a fim de ajustar ainda mais a forma da seção transversal.

2. O processo de recozimento a quente: refere-se à têmpera do material metálico após laminação a quente, para eliminar suas tensões internas e melhorar sua ductilidade e tenacidade. Seu processo básico é o seguinte: Laminação a quente: o material metálico é processado em alta temperatura para deformá-lo até um tamanho e formato predeterminados. Decapagem: as impurezas, como ferrugem, presentes na superfície do metal após a laminação a quente são removidas por decapagem.

3. Laminação final: A finalidade da laminação final é ajustar a espessura e a largura da bobina às dimensões especificadas, além de produzir uma superfície e um formato lisos, à temperatura adequada de acabamento, de modo a atender à sua aplicação prevista. Os nossos equipamentos mais recentes, incluindo laminadores com conversão de trabalho, laminadores de duplo cruzamento e retificadores de rolos online (ORG), aumentam a produtividade da usina e a qualidade das bobinas acabadas, controlando a forma do arco (crown).

4. Mesa de saída e enroleira: As tiras de aço, após a laminadora de acabamento, são encaminhadas para a mesa de saída, onde são enroladas. Durante o seu deslocamento sobre a mesa, as tiras são pulverizadas com água para resfriá-las até a temperatura adequada para o enrolamento.

Processo de produção de aço laminado a frio

O fluxo do processo de chapas de aço laminadas a frio inclui recozimento do tarugo, armazenamento, remoção de ferrugem, enrolamento, decapagem, laminação a frio, modificação da solução de decapagem, corte das tiras de aço, revenimento e embalagem final.

1. As bobinas de aço provenientes da usina de tiras laminadas a quente são resfriadas e armazenadas no depósito de bobinas de aço localizado na frente da unidade de decapagem, conforme o tipo e a especificação; em seguida, as bobinas de aço são enviadas ao transportador de bobinas de aço na seção de alimentação da unidade de decapagem, conforme o planejamento.

2. Desenrolar, soldar, remover mecanicamente as escamas de óxido de ferro e imergir na cuba de decapagem na unidade para eliminar as escamas de óxido de ferro da superfície da tira de aço, seguido de enxágue. A maior parte das tiras de aço precisa ser laminada e tratada continuamente, enquanto a tira de aço laminada convencional não é purificada nem lubrificada posteriormente.

3. Quando a chapa laminada a frio é laminada continuamente, a bobina de aço é armazenada mediante um laçador (looper). Quando se adota a laminação convencional, a bobina de aço é desenrolada no desenrolador da seção de alimentação, e a tira de aço passa sucessivamente por cada estação de laminação. O enrolador da seção de descarga reenrola o aço em bobinas e envia-as para diferentes unidades de processamento, conforme o tipo de produto.

4. Recozimento e nivelamento. Para a maioria das finalidades comuns, chapas laminadas a frio para conformação profunda e conformação especial são submetidas a recozimento em forno vertical para melhorar as propriedades mecânicas da tira. Durante o nivelamento da chapa laminada a frio, pode-se aplicar um agente nivelador por pulverização para nivelamento úmido ou utilizar nivelamento seco. Geralmente, a taxa de nivelamento é inferior a 3%. Após o nivelamento, as propriedades mecânicas e a qualidade da tira são ainda mais aprimoradas. Algumas chapas laminadas a frio são desenroladas e soldadas em um forno contínuo de recozimento, armazenadas em um dispositivo de acumulação (looper), seguidas de tratamento superficial e limpeza, e entram continuamente no forno vertical para recozimento. Após saírem do forno de recozimento, são niveladas novamente, retificadas e aparadas após o endireitamento, sendo então enroladas em bobinas de aço conforme o peso especificado e encaminhadas ao almoxarifado intermediário para armazenamento por meio de esteira transportadora.

Processo de normalização de aço elétrico sem orientação e com orientação

O aço silício é um material magnético macio e o material de liga mais amplamente utilizado entre os materiais magnéticos. De acordo com a direção de arranjo dos grãos no produto, ele é dividido em aço silício orientado e aço silício não orientado. O aço silício não orientado de alta qualidade e alta eficiência, bem como o aço silício orientado de alta indução magnética, devem ser normalizados durante o processo de produção para atingir a textura de grãos e as propriedades magnéticas exigidas.

1. Processo de produção de normalização de aço silício não orientado: 1. A tira de aço é aquecida a 1000 °C após a seção de pré-aquecimento sem oxidação; 2. A seção de aquecimento por tubos radiantes, a seção de aquecimento/resfriamento e a seção de permanência são todas utilizadas como seções de permanência para o tratamento de normalização; 3. A seção de aquecimento/resfriamento n.º 2 é utilizada como seção de resfriamento no forno para resfriar a tira de aço até 850 °C; 4. O limpador a ar, a seção de resfriamento por névoa e a seção n.º 1 de pulverização com água são utilizados como primeira seção de resfriamento lento fora do forno para resfriar a tira de aço até abaixo de 750 °C; 5. A seção de resfriamento por camisa d’água é utilizada como segunda seção de resfriamento lento fora do forno para resfriar a tira de aço até abaixo de 600 °C; 6. A seção n.º 2 de pulverização com água é utilizada como seção de resfriamento rápido para resfriar a tira de aço até abaixo de 80 °C.

2. Processo de produção de normalização do aço elétrico orientado: 1. A tira de aço passa pela seção de pré-aquecimento sem oxidação e é aquecida a 1100 °C; 2. Passa pela seção de aquecimento por tubos radiantes e é aquecida a 1120 °C; 3. Passa pela seção de aquecimento/resfriamento n.º 1 e é resfriada a 950 °C; 4. A seção de equalização e a seção de aquecimento/resfriamento n.º 2 são ambas utilizadas como seções de equalização para o tratamento de normalização; 5. Resfriamento rápido a 550 °C na seção de resfriamento por névoa; 6. Finalmente, resfriamento a menos de 80 °C na seção n.º 1 de jato d’água.

3. Pesquisa sobre a redução das perdas de aço em aços elétricos orientados de silício. As principais medidas para reduzir ainda mais as perdas no ferro em aços elétricos orientados de silício incluem o refinamento do domínio magnético (o que é mais eficaz na redução das perdas no ferro em aços Hi-B e em produtos com espessura ≤ 0,23 mm), o aumento do teor de silício, a redução da espessura da chapa de aço e a diminuição do tamanho dos grãos recristalizados secundários. Como o teor de silício nos aços elétricos é muito elevado, isso pode facilmente prejudicar a conformabilidade a frio; portanto, o grau de redução das perdas no ferro mediante o aumento do teor de silício é limitado. Assim, o principal objetivo para reduzir as perdas no ferro consiste no refinamento do domínio magnético e na redução da espessura da chapa de aço.

4. A temperatura de aquecimento do lingote de aço deve ser de 1360–1380 °C (a temperatura de solução sólida do MnS, no estado de equilíbrio, é de 1320 °C).

Fluxo do processo de fabricação de chapas de aço

Inclui principalmente as seguintes etapas:

1. Processo de produção de coque: A operação de coqueificação é o processo de misturar e triturar carvão coqueificável na fornalha de coqueificação e, em seguida, destilá-lo para produzir coque quente e gás de coqueria.

2. Processo produtivo de sinterização: A operação de sinterização consiste em misturar e granular minério de ferro em pó, diversos fundentes e coque fino, e depois adicioná-los à máquina de sinterização por meio do sistema de distribuição. O coque fino é aceso pelo forno de ignição, e a reação de sinterização é concluída mediante a exaustão de ar através do ventilador de exaustão. O minério sinterizado em alta temperatura é triturado, resfriado e peneirado, sendo então encaminhado ao alto-forno como principal matéria-prima para a fusão do ferro-gusa.

3. Processo produtivo de alto-forno: A operação de alto-forno consiste em adicionar minério de ferro, coque e fundentes ao alto-forno pela parte superior e, em seguida, injetar ar quente em alta temperatura pelos bocais de ventilação localizados na base do forno, gerando assim um gás redutor que reduz o minério de ferro, produzindo ferro-gusa líquido e escória.

4. Processo produtivo de conversor: A usina siderúrgica primeiro envia a fusão metálica para a estação de pré-tratamento, onde ocorre a dessulfurização e desfosforização. Após o sopro no conversor, o aço líquido é encaminhado à estação de refino secundário (estação de desgaseificação a vácuo RH, estação de sopro na panela por injeção de gás — Ladle Injection, estação de decarburação a vácuo com sopro de oxigênio VOD, estação de mistura STN, etc.), onde são realizados diversos tratamentos conforme as características e requisitos de qualidade do tipo de aço solicitado, ajustando-se assim a composição do aço líquido. Por fim, o aço líquido é enviado às máquinas contínuas de lingotamento de grandes blocos de aço e de blocos planos de aço, sendo moldado em semifabricados de bloco de aço incandescente. Após inspeção, retífica ou remoção por queima dos defeitos superficiais, os blocos podem ser enviados diretamente à etapa subsequente de laminação, produzindo produtos acabados como fita de aço, fio-máquina, chapa de aço, bobina de aço e folha de aço.

5. Processo produtivo de lingotamento contínuo: A operação de lingotamento contínuo é o processo de conversão de aço líquido em billets de aço. O aço líquido, previamente tratado a montante, é transportado até o giroscópio numa panela de aço, dividido em vários filetes por um distribuidor de aço líquido e injetado num molde de forma específica. Inicia-se então o resfriamento e a solidificação, formando-se um embrião fundido com uma casca solidificada na parte externa e aço líquido no interior. O embrião fundido é, em seguida, puxado para um canal de lingotamento curvo e continua a solidificar-se após o resfriamento secundário até que a solidificação seja completa. Após o endireitamento, é cortado em blocos conforme o comprimento exigido pelo pedido. A forma quadrada corresponde ao grande embrião de aço, enquanto a forma de chapa corresponde ao embrião plano de aço. Este produto semiacabado é encaminhado à laminação após o tratamento superficial do embrião de aço, conforme necessário.

6. Processo de produção de pequenos billets: O grande tarugo de aço é produzido pela máquina de lingotamento contínuo e, em seguida, aquecido, descascado (remoção de óxidos), aquecido novamente, laminado grosseiramente, laminado finamente e cortado para produzir um pequeno tarugo de aço com seção transversal de 118 mm × 118 mm. Em seguida, 60% desses pequenos tarugos são inspecionados e retificados para remoção de defeitos superficiais e fornecidos às fábricas de barras e fios para laminação em produtos de aço em barras, bobinas de fio e barras retas.

7. Processo de produção de aço laminado a quente: Laminação a quente significa que o material precisa ser aquecido durante ou antes da laminação. Geralmente, a laminação ocorre apenas após o aquecimento acima da temperatura de recristalização. Características dos produtos laminados a quente: os produtos laminados a quente possuem excelentes propriedades, como alta resistência mecânica, boa tenacidade, facilidade de usinagem e conformação, além de boa soldabilidade; por isso, são amplamente utilizados em indústrias de manufatura, tais como construção naval, automotiva, de pontes, edifícios, máquinas e vasos de pressão.

8. Processo de produção de fios: A operação de produção da fábrica de fios consiste em aquecer o tarugo pequeno no forno de aquecimento e, em seguida, laminá-lo nas unidades de laminação primária, laminação intermediária, laminador de acabamento e máquina de redução e conformação, para depois enrolá-lo na máquina de bobinamento e transportá-lo na esteira transportadora de resfriamento até a área de acabamento, onde será submetido ao processo final.

9. Processo de produção de chapas de aço: A operação de produção de chapas de aço utiliza tarugos planos como matéria-prima. Os tarugos planos são aquecidos a 1200 °C no forno de aquecimento e, em seguida, laminados, resfriados, nivelados e cortados (a chama). O resultado é o produto acabado. Acima está o fluxo principal do processo de fabricação de chapas de aço. Deve-se observar que diferentes chapas de aço podem exigir processamentos adicionais, como tratamento de superfície, tratamento térmico, entre outros, para atender a requisitos específicos de aplicação.