A indústria siderúrgica é uma área da metalurgia que atua na produção e beneficiamento do aço, uma liga metálica composta principalmente por ferro e carbono.
O aço é um material versátil e resistente que desempenha um papel essencial na fabricação de uma ampla gama de produtos que fazem parte de nossa vida diária, desde estruturas de construção até móveis domésticos e componentes automotivos.
Contudo, ao longo de cada etapa do processo, a umidade emerge como um fator crítico capaz de impactar significativamente os níveis de qualidade do aço, resultando em problemas como corrosão e reações indesejadas.
Paralelamente, os excessos de temperatura e vapores demanda medidas preventivas e eficazes a fim de evitar efeitos indesejados na produção de aço.
Entenda a seguir como o controle de umidade e temperatura promove a eficiência e a qualidade na produção do aço.
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Logística: transporte de produtos siderúrgicos
O transporte de matérias-primas do setor siderúrgico, que inclui produtos como ferro e aço, é uma operação crítica que requer cuidados especiais para garantir a qualidade e integridade dos materiais. Além das tradicionais modalidades de transporte terrestre e ferroviário, o uso de embarcações marítimas desempenha um papel vital, permitindo o deslocamento de grandes volumes ao longo de rotas transoceânicas. Essa escolha de modal é estratégica para a cadeia de suprimentos do setor, pois oferece uma solução eficiente em termos de custo para distâncias longas.
No entanto, a jornada marítima traz desafios específicos, como a luta constante contra a ferrugem e corrosão. A exposição prolongada à umidade salina, característica do ambiente marinho, pode acelerar o processo de oxidação dos metais, levando à deterioração dos produtos siderúrgicos. Problemas como a aglomeração de materiais podem surgir, especialmente com cargas a granel, onde partículas menores podem se unir e formar blocos sólidos, dificultando o manuseio e processamento nas instalações siderúrgicas. Essa condição não apenas compromete a eficiência do processamento, mas também pode resultar em prejuízos financeiros significativos e atrasos na produção.
Para mitigar esses riscos, a implementação de medidas de controle de qualidade durante o transporte é crucial. Entre essas medidas, a utilização de desumidificadores ganha destaque, pois estes equipamentos são capazes de reduzir significativamente o nível de umidade no ambiente de armazenamento, preservando a qualidade dos materiais contra a corrosão. Assim, além de assegurar que os materiais cheguem ao seu destino em condições ideais para o processamento, a estratégia de controle de umidade contribui para a manutenção da integridade estrutural e composição química dos produtos siderúrgicos, garantindo a continuidade e eficiência das operações logísticas no setor.
Impactos da umidade na produção de aço
Redução
Após ser transportado para a siderúrgica, o ferro é inserido no alto-forno, onde passa pelo processo de redução de oxigênio na presença de elementos como coque e calcário. Como resultado dessas reações, obtém-se o ferro-gusa, posteriormente retirado pelo furo de gusa, por onde o líquido é vazado.
É relevante observar que, quando os materiais alcançam maior porosidade, a água mantida fisicamente no interior de sua estrutura de poros aumenta consideravelmente. Isso contrasta com materiais menos porosos, que retêm apenas umidade superficial.
Sendo assim, a porosidade do material, bem como a sua exposição a umidade ou vapores de água pode resultar em implicações na eficiência dos processos e na qualidade do produto final.
Além do mais, a umidade do ar representa uma perda de calor apreciável na operação do forno. Quando esta umidade é muito alta, deve-se retirá-la por condensação.
Por isso, o Desumidificador é um equipamento indicado para reduzir o teor de umidade dos gases gerados, evitando assim problemas associados à presença excessiva de vapor d’água sobre a superfície do aço.
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Refino
Esta etapa é geralmente realizada em panelas de refino a vácuo ou panelas de refino a arco elétrico, onde impurezas indesejadas são removidas e a composição química do aço é ajustada para atender às especificações desejadas.
Todavia, antes de entrar no forno de refino, os insumos como sucata de metal, ferro-gusa e outros materiais devem ser adequadamente secos para evitar a introdução de umidade indesejada no sistema.
Além disso, o gás utilizado no processo de refino deve ser seco para evitar a introdução de umidade no sistema. Isso é especialmente crítico em processos que envolvem alta temperatura, onde a presença de vapor d'água pode afetar reações químicas.
Para evitar tais problemas, torna-se vital o uso de um sistema para controle de umidade e temperatura para cada etapa do processo siderúrgico.
Lingotamento
Esta etapa consiste no resfriamento do aço em contato com a parede refrigerada de um molde inicial e outro intermediário, geralmente mais longo e mais estreito, que ajudará a definir as dimensões do produto final.
As peças moldadas são movidas por roletes para o resfriamento final, onde jatos de água ou outros meios são usados para acelerar a solidificação.
A partir desse processo, a umidade excessiva no ambiente ou na superfície do aço líquido pode contribuir para a formação de porosidades, trincas e outros defeitos superficiais no aço.
Em muitos casos, a causa da porosidade está na lingoteira. Além da umidade, sujeira e trincas são locais onde a água e os gases ficam presos, sendo depois absorvidos pelo aço.
Com efeito, a implementação de medidas para reduzir a umidade e resfriar os vapores térmicos, como o uso de um Desumidificador Desidrat, desempenha um papel vital na garantia da integridade e qualidade do aço.
Laminação
Durante a laminação, o aço é passado entre rolos para adquirir diferentes formas, espessuras e dimensões desejadas.
Em caso de exposição a umidade, pode haver problemas de aderência aos rolos, sendo vital a secagem das áreas de laminação e a redução de umidade ambiente.
Por outro lado, nos casos de laminagem a frio, onde o aço é deformado em temperaturas abaixo do normal, o controle térmico é imprescindível, uma vez que a redução brusca da temperatura pode propiciar a condensação de umidade no ambiente, potencialmente causando problemas como formação de névoa e contribuindo para desafios adicionais relacionados à qualidade e integridade do aço processado.
A utilização de um Sistema de Desumidificação e Resfriamento favorece a manutenção de um ambiente com condições térmicas mais estáveis e contribui significativamente para um processo de laminação mais controlado e eficiente.
Os fenômenos da alta umidade em siderurgias
Formação de névoa
Este fenômeno, caracterizado pela condensação de vapor d'água em pequenas partículas líquidas no ar, pode ocorrer durante o resfriamento do aço em contato com superfícies refrigeradas nos moldes.
A névoa, quando presente em excesso, não apenas prejudica a visibilidade nos ambientes de trabalho, mas também representa uma ameaça substancial à integridade do material.
A névoa contribui para a criação de condições propícias à corrosão, um dos principais desafios enfrentados pelas siderúrgicas.
Corrosão
A corrosão se manifesta pela deterioração do aço devido à ação conjunta de umidade, superfície metálica e agentes oxidantes e representa uma ameaça direta à funcionalidade e vida útil do material.
O ponto crucial de umidade relativa, onde metais expostos a ambientes industriais começam a absorver umidade, normalmente varia entre 50% e 70% para materiais como aço, cobre, níquel, zinco, e a maioria dos metais empregados em estruturas e objetos destinados a estes espaços.
O fenômeno da corrosão pode levar problemas graves e, em último caso, a inutilização do aço.
Para combater esses desafios, torna-se vital implementar medidas proativas, como o armazenamento do aço em ambientes fechados com controle rigoroso de umidade e temperatura. Além disso, evitar o contato com sujeira e pó é crucial para prevenir a corrosão e garantir a integridade dos maquinários.
Desgaste de maquinários
Os maquinários também podem ser atingidos corrosão, gerada pela combinação de umidade relativa e elementos químicos em sua superfície.
Para coibir a corrosão, torna-se vital o armazenamento do aço em um local fechado, com rigoroso controle de umidade e temperatura, além de evitar o contato com sujeira e pó.
Oxidação
O fenômeno da oxidação é outro problema alarmante em Aciarias, levando a formação de ferrugem nas peças de aço. Essa deformação estética é causada, principalmente, por moléculas de água e oxigênio, além de outros fatores externos.
Assim como a corrosão, a ferrugem tira boa parte do valor do metal, deixando-o menos rígido e com a expectativa de vida reduzida.
Produção de peças com alta precisão
Produtos como o pistão de aço estão suscetíveis a deformações quando expostos à umidade.
Durante o contato da broca com o metal, o calor é gerado, e qualquer desequilíbrio entre temperatura e umidade pode resultar em impactos negativos na peça final, acarretando prejuízos como perda de lote ou a necessidade de retrabalho para corrigir o material.
Doutro modo, o vergalhão de aço é um dos materiais siderúrgicos que deve ser protegido. A sua exposição à intempérie provoca oxidação e compromete o seu desempenho dentro do concreto, podendo gerar patologias posteriormente.
As caldeiras e turbinas precisam de um ambiente seco para evitar a corrosão. Caso contrário, a corrosão pode levar à deterioração, falhas estruturais, vazamentos e, consequentemente, à redução da eficiência e vida útil dos equipamentos.
Apesar de algumas turbinas ficarem temporariamente em hibernação, é essencial realizar o tratamento de ar das turbinas, assim como a remoção de umidade que possa afetar as lâminas.
Portanto, compreender as dificuldades associadas à umidade na produção de aço destaca a importância de estratégias avançadas, como Desumidificadores Desidrat, para prevenir danos físicos e estruturais, melhorar o processo siderúrgico e garantir a qualidade e eficiência ao longo de toda a cadeia produtiva.
Benefícios do controle de umidade em usinas siderúrgicas
-Melhora a eficiência energética em todas as etapas de produção;
-Evita a corrosão acelerada do aço e impede a sua decomposição;
-Aumenta a vida útil do produto armazenado, prevenindo perdas;
-Impede que os maquinários enferrujem e se deteriorem.
Benefícios do controle de temperatura e vapores em usinas siderúrgicas
-Otimização dos processos de fusão e solidificação
-Controle em tratamentos térmicos
-Evita danos térmicos em equipamentos
-Segurança operacional
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