Processos de fabricação de aço inoxidável

1Forno de arco elétrico (EAF)
Função
O equipamento de fundição primário para a fundição de aço inoxidável, que derrete sucata de aço, ferroligas (como ferrocromo, ferronicel) e outras matérias-primas em aço fundido,e ajusta preliminarmente a composição (como Cr, Ni conteúdo).
Estrutura e princípio de funcionamento
Sistema de eletrodos: 3 eletrodos de grafite são alimentados com corrente de alta tensão para gerar um arco (temperatura pode atingir mais de 3000°C), que aquece diretamente as matérias-primas no forno.
Corpo do forno: revestimento refratário (pedras de magnésio carbono ou alumina), que pode ser inclinado para descarregar aço.
Sistema auxiliar
Arma de pulverização de oxigênio: Ajuda a derreter e oxida impurezas (como fósforo e silício).
Sistema de remoção de poeira: trata a fumaça gerada pela fusão (incluindo partículas de metais pesados)
Características da fundição de aço inoxidável
Matérias-primas: devem ser utilizados sucata de aço de baixo teor de carbono ou ferro reduzido direto (DRI) para evitar impurezas (como cobre e estanho) que afectem a resistência à corrosão.
Adição de liga: adição de ferrocromo, ferronicel, etc. na fase posterior da fusão para garantir uma composição uniforme.
Parâmetros típicos
Capacidade: 50 a 150 toneladas/forno
Tempo de fusão: 60 a 90 minutos

Consumo de energia: 350 a 500 kWh/tonelada de aço

2Forno AOD (forno de descarbonização de oxigénio e argônio)
Função
O equipamento principal de refino de aço inoxidável, soprando no gás misturado de oxigênio argônio, pode alcançar uma descarbonização profunda e preservação de cromo (evitar perda de oxidação de cromo),e controlar com precisão a composição e temperatura.
Estrutura e princípio de funcionamento
Corpo do forno: estrutura de conversor, revestimento refratário (pedras de cromo de magnesia), rotação de 360°.
Sistema de injecção de gás
Parede lateral ou tubo inferior: injetar gás misturado O2, Ar, N2 (proporção ajustável).
Princípio de reação
Estágio 1 (alto teor de oxigênio): O2 oxida o carbono para gerar bolhas de CO, descarbonização.
Fase 2 (alto teor de argônio): Ar dilui a pressão parcial do CO para promover a oxidação preferencial do carbono (retenção de cromo).
Sistema de alimentação da liga: ajuste fino da composição (como Mo, Ti) na fase posterior do refino.
Vantagens da fundição de aço inoxidável
Taxa de recuperação de cromo: pode atingir mais de 98% (o conversor tradicional é de apenas 80%).
Controle de baixo carbono: pode produzir aço inoxidável de baixo carbono (como 304L, C≤0,03%).
Parâmetros típicos
Tempo de processamento: 40 a 60 minutos/forno
Consumo de gás: O2 15 a 25 Nm3/t, Ar 10 a 20 Nm3/t
Controle de temperatura: 1600~1700°C

3Lançador contínuo.
Função
O aço fundido refinado é continuamente fundido em lajes (espessura 150 ~ 250 mm) para fornecer matérias-primas para subsequente laminação a quente.
Estrutura e fluxo de processos
Torreta de lagar: carrega a lagarta e injeta continuamente aço fundido no tundish.
Tundish: distribui o fluxo de aço, estabiliza a velocidade de fundição e filtra as inclusões.
Cristalizador:
Molde refrigerado a água de cobre, onde o aço fundido é inicialmente solidificado em uma casca de laje.
A agitação eletromagnética (EMS): melhora a estrutura de solidificação de aços ligados, como o aço inoxidável.
Zona de arrefecimento secundária: a pulverização de água acelera a solidificação da casca da laje e o rolo de suporte controla a forma da laje.
Máquina de endireitar: tira e endireita a laje.
Equipamento de corte: as tesouras a fogo ou a hidráulica são cortadas em lâminas de comprimento fixo.
Tecnologias-chave para a fundição contínua de aço inoxidável
Fundido de protecção: vedações de gás argônio para evitar a oxidação do aço fundido (especialmente aços Ti e Al).
Baixo controlo de superaquecimento: reduzir a segregação central (por exemplo, superaquecimento de aço inoxidável 304 ≤ 20 °C).
Freio eletromagnético (EMBr): inibe o fluxo de limpeza do cristalizador e melhora a qualidade da superfície.
Parâmetros típicos
Velocidade de fundição: 0,8 a 1,5 m/min (dependendo do tamanho da secção transversal)
Tamanho da laje: largura 1000~2000mm, espessura 150~250mm

4Exemplo de processo de sinergia de equipamento
Fusão de FEAF: sucata de aço + ferrocromo → fusão inicial, teor de C cerca de 1,5 a 2,0%.
Refinamento AOD: descarbonização até 0,02~0,08%, ajustando Cr/Ni ao valor-alvo (como aço 304: 18Cr-8Ni).
Fusão contínua: aço fundido → laje → bobina laminada a quente.

5Principais diferenças e aplicações industriais
Forno de arco elétrico versus forno AOD:
A EAF concentra-se na fusão e no ajustamento da composição inicial, enquanto a AOD se especializa no refino (descarburizamento, ajuste fino).
Algumas siderúrgicas utilizam "EAF+VOD (desoxidação a vácuo) " para substituir o AOD, mas o AOD continua a ser o mais utilizado.
Fusão contínua de aço inoxidável versus fundição contínua de aço carbono comum:
O aço inoxidável tem uma alta viscosidade e requer uma maior força de tração das bilhetas;
Sensível às rachaduras (como o aço austenítico), é necessário um controlo rigoroso do arrefecimento.
A coordenação precisa destes equipamentos é a garantia fundamental para a produção de bobinas de aço inoxidável de alta qualidade.