Descreva o processo de desoxidação no refino secundário. Quais são os principais desoxidantes utilizados e por que são importantes?
Passo 1
Resumo do enunciado: a questão pede para a gente descrever o processo de desoxidação no refino secundário do aço, listar os principais desoxidantes usados e explicar por que eles são importantes.
Conteúdo: metalurgia do aço (refino secundário e química de desoxidação).
O que vamos precisar:
Conteúdo: metalurgia do aço (refino secundário e química de desoxidação).
O que vamos precisar:
- Entender por que tem oxigênio dissolvido no aço e por que é ruim
- Saber quais reações químicas removem esse oxigênio
- Conhecer os desoxidantes mais comuns (Al, Si, Ca, Mg, ligas ferro-silício etc.)
Passo 2
Por que tem oxigênio no aço e por que precisamos tirar?
- Durante a fusão no alto-forno e no conversor, o ferro entra em contato com gases (CO, CO₂, O₂).
- Parte desse oxigênio acaba dissolvida no ferro líquido.
- Se a gente não tirar esse oxigênio antes de solidificar, formam-se inclusões de óxidos (oxigênio + metal) que geram pontos fracos, baixa ductilidade e até fissuras.
Teoria básica:
- Oxigênio dissolvido + metal (M) → óxido de metal (MₓOᵧ)
- Esses óxidos entram como impurezas sólidas no aço.
Passo 3
Onde e como a gente faz a desoxidação no refino secundário?
- Depois de tirar o grosso das impurezas no conversor ou no forno elétrico, o banho metálico vai para a panela de refino secundário (ladle).
- Ali, a temperatura e a composição são ajustadas com menor turbulência e sem contaminação de gás.
- Introduzimos o desoxidante (em forma de pó, pastilhas ou ligas) no banho líquido.
- O desoxidante reage quimicamente com o oxigênio dissolvido formando um óxido estável que flutua até a superfície ou forma escória, e pode ser removido.
Passo 4
Reações químicas típicas (exemplos):
- Alumínio:
- Silício:
- Cálcio:
Nessas reações, o óxido de alumínio (
), óxido de silício (
) ou óxido de cálcio (CaO) se agregam formando escória ou finas partículas que podem ser removidas por flotação ou decantação.
Passo 5
Principais desoxidantes e por que cada um é importante:
- Alumínio (Al): desoxidação forte, forma escória estável, ótimo para aços de baixíssimas inclusões.
- Silício (Si), via ferrosilício (FeSi): mais barato que Al, bom poder de desoxidação, mas forma escória mais fluida.
- Cálcio (Ca): não é usado sozinho, mas é injetado em vapor para desoxidação fina e para modificar inclusões, tornando-as esféricas e menos nocivas.
- Magnésio (Mg): semelhante ao cálcio, modifica inclusões de enxofre e oxigênio, muito usado em aços para tubos de alta resistência.
Resposta
No refino secundário, a desoxidação é feita numa panela (ladle) onde se adicionam desoxidantes (Al, Si, Ca, Mg) que reagem com o oxigênio dissolvido formando óxidos estáveis (
,
, CaO etc.). Esses óxidos ou viram escória, que a gente retira, ou são modificados em inclusões menos nocivas (com Ca e Mg). Essa etapa é crucial para evitar defeitos internos, melhorar a ductilidade, a resistência mecânica e a soldabilidade do aço.