Avaliação de parâmetros de emulsão de laminação a frio buscando o ponto ótimo para limpeza superficial dos aços
Data
2020-06-09
Autores
Silva, Carlos Henrique Lara [UNIFESP]
Orientadores
Vieira, Rogerio De Almeida [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
In the steel companies, after the transformations of ore to cast iron and iron into steel, the process of making steel planes is carried out through rolling. The transformation of the steel plate into the coil is done through hot rolling. After the hot rolling process, the product can proceed to cold rolling, which has the function of reducing the thickness of the material through a mechanical stress of compression and tension. For this process works, it is indispensable to use a chemical refrigerant and lubricant component. So a rolling oil is used in by emulsion form water and oil. The quality of this emulsion influences the surface cleaning of the final product. Contaminants such as hydrocarbons, esters and other components of the oil itself, as well as iron fines from the friction of the rolling work rolls, are found in the steel after the process. The better the quality of this emulsion, the lower the number of contaminants entrained to the next process (annealing) and the easier it will be to remove these residues in the subsequent process. The study has done an elaboration of characterization of the properties and components of this emulsion, willing a better surface cleaning result of the laminated coil. The evaluation of the characteristics of the oil shows which parameters are beneficial for a lower surface contamination and which parameters would facilitate the distillation of these residues from the mill during the annealing process. Experiment planning (DOE) is done by modifying factors that can be controlled to reduce the amount of dirt in the product. The work is based on tests of chemical composition, saponification, concentration, viscosity, lubrication, among other parameters that can benefit the property of lubrication and a consequent cleaning of the material. The final cleaning evaluation tests is characterized by the reflectance of the coil, starting from the so called test tape, where the opacity metering equipment is used. In this way, a better control of the dirt of the rolled material can occur, increasing the surface quality of flat steels. The saponification of the tested emulsion at 135mgKOH/g and the iron fine content of 65mg/g present in the emulsion help to clean the material. Parameters such as stability and viscosity of the emulsion did not result in large differences in the quality of the material.
Dentro da indústria siderurgia, após a transformação do minério em ferro gusa e do ferro gusa em aço, o processo de fabricação de aços planos é realizado por meio da laminação. A transformação da placa de aço em bobina é feita por meio da laminação a quente. Após o processo de alta temperatura o produto pode seguir para a laminação a frio, que tem como função reduzir ainda mais a espessura do material por meio de esforços mecânico de compressão e tração. Para que este processo ocorra, é indispensável a utilização de um componente químico refrigerante e lubrificante. Para isto, um óleo de laminação é utilizado como uma emulsão diluída. A qualidade desta emulsão influencia na limpeza superficial do produto, o aço laminado a frio. Contaminantes como hidrocarbonetos, ésteres e outros componentes do próprio óleo, além de partículas finas de ferro provenientes do atrito dos cilindros de trabalho de laminação, são encontrados no aço após o processo. Quanto melhor a qualidade desta emulsão, menor o número de contaminantes arrastados para o processo seguinte (recozimento) e mais fácil será também, a remoção destes resíduos neste processo posterior. Neste trabalho foi realizada a caracterização das propriedades desta emulsão. Um planejamento de experimentos foi elaborado modificando fatores que podem ser controlados, visando uma redução de sujeira no produto. O trabalho se baseia em testes de composição química, saponificação, concentração, viscosidade, lubrificação, dentre outros parâmetros que podem beneficiar a propriedade de lubrificação e uma consequente limpeza do material. O estudo também caracteriza o tipo de resíduo presente na superfície do aço. Os testes finais de avaliação da limpeza são caracterizados por meio da reflectância da bobina, partindo do chamado teste da fita, onde se utiliza o equipamento medidor de opacidade. A saponificação da emulsão testada em 135mgKOH/g e o teor de finos de ferro de 65mg/g presentes na emulsão auxiliam beneficamente na limpeza do material. Parâmetros como estabilidade e viscosidade da emulsão não resultaram em grandes diferenças na qualidade do material.
Dentro da indústria siderurgia, após a transformação do minério em ferro gusa e do ferro gusa em aço, o processo de fabricação de aços planos é realizado por meio da laminação. A transformação da placa de aço em bobina é feita por meio da laminação a quente. Após o processo de alta temperatura o produto pode seguir para a laminação a frio, que tem como função reduzir ainda mais a espessura do material por meio de esforços mecânico de compressão e tração. Para que este processo ocorra, é indispensável a utilização de um componente químico refrigerante e lubrificante. Para isto, um óleo de laminação é utilizado como uma emulsão diluída. A qualidade desta emulsão influencia na limpeza superficial do produto, o aço laminado a frio. Contaminantes como hidrocarbonetos, ésteres e outros componentes do próprio óleo, além de partículas finas de ferro provenientes do atrito dos cilindros de trabalho de laminação, são encontrados no aço após o processo. Quanto melhor a qualidade desta emulsão, menor o número de contaminantes arrastados para o processo seguinte (recozimento) e mais fácil será também, a remoção destes resíduos neste processo posterior. Neste trabalho foi realizada a caracterização das propriedades desta emulsão. Um planejamento de experimentos foi elaborado modificando fatores que podem ser controlados, visando uma redução de sujeira no produto. O trabalho se baseia em testes de composição química, saponificação, concentração, viscosidade, lubrificação, dentre outros parâmetros que podem beneficiar a propriedade de lubrificação e uma consequente limpeza do material. O estudo também caracteriza o tipo de resíduo presente na superfície do aço. Os testes finais de avaliação da limpeza são caracterizados por meio da reflectância da bobina, partindo do chamado teste da fita, onde se utiliza o equipamento medidor de opacidade. A saponificação da emulsão testada em 135mgKOH/g e o teor de finos de ferro de 65mg/g presentes na emulsão auxiliam beneficamente na limpeza do material. Parâmetros como estabilidade e viscosidade da emulsão não resultaram em grandes diferenças na qualidade do material.