November 20, 2025
Processo de Descarburação em Forno VOD
O Forno VOD (Descarburação a Vácuo com Oxigênio) processo de descarburação é um método de refino para reduzir o teor de carbono no aço fundido. É controlado principalmente através da taxa de fornecimento de oxigênio (intensidade), da posição da lança de oxigênio soprada por cima, do nível de vácuo (determinado pelo número de bombas de vácuo em operação) e da taxa de fluxo de argônio injetado por baixo.
Estágios do Processo
A descarburação no forno VOD ocorre em dois estágios distintos:
1. Estágio de Sopragem de Oxigênio a Vácuo
Durante a injeção inicial de oxigênio, a dessiliconização ocorre por aproximadamente dois minutos, seguida pela descarburação ativa. Para minimizar respingos e evitar o bloqueio do sistema de alimentação, a lança é mantida em uma posição alta (tipicamente ≤900 mm) enquanto o fluxo de argônio é reduzido. A taxa de descarburação depende de fatores como a intensidade do fornecimento de oxigênio, a intensidade da agitação com argônio, o teor inicial de carbono e a temperatura do aço. Por exemplo:
- Com um carbono inicial de 0,27%, a taxa média de descarburação é de cerca de 0,0125%/min.
- Com 0,41% de carbono inicial, a taxa aumenta para aproximadamente 0,0188%/min.
Uma forte agitação por baixo com uma intensidade de argônio de 0,01–0,02 Nm³/(t·min) não só aumenta a descarburação, mas também reduz a oxidação do cromo.
2. Estágio de Descarburação a Vácuo
Quando o teor de carbono no aço atinge cerca de 0,08%, a sopagem de oxigênio é interrompida e a descarburação continua sob vácuo. Quanto menor o carbono final alvo, maior o nível de vácuo necessário e maior o tempo de descarburação, geralmente variando de 15 a 30 minutos.
Controle do Processo e Determinação do Ponto Final
Como o refino VOD opera sob vácuo, o controle automatizado preciso é essencial. A determinação precisa do teor de carbono no ponto final é crucial para a estabilidade do processo e a qualidade do produto final. Os dois principais métodos utilizados são:
- Análise dos Gases de Exaustão
Um analisador infravermelho monitora continuamente as concentrações de CO, CO₂ e O₂ nos gases de exaustão. Combinado com dados de nível de vácuo, este método permite o controle em tempo real do processo de refino e a determinação precisa de quando parar a sopagem de oxigênio. É amplamente aplicável e não é limitado por configurações específicas de equipamentos.
- Medição de Carbono na Fase Gasosa
Esta abordagem calcula a remoção de carbono medindo o volume total de gás de exaustão e seu conteúdo de CO e CO₂, gerando uma curva de diminuição de carbono em tempo real. A sopagem de oxigênio é interrompida assim que o carbono do ponto final alvo é atingido.
Através da regulação cuidadosa dos parâmetros operacionais e da detecção confiável do ponto final, o processo VOD permite uma descarburação eficiente e controlada, minimizando a perda de elementos de liga valiosos, como o cromo.
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