A agitação é uma operação essencial na etapa de refino secundário do aço. Ao promover uma circulação controlada no aço líquido, ela melhora a transferência de calor e de massa, resultando em uma temperatura mais uniforme, composição química consistente e maior grau de limpeza do aço. Dependendo do processo de refino, a agitação pode ser realizada de forma mecânica, por gravidade, por meio de injeção de gás ou por força eletromagnética.
Agitação mecânica
A agitação mecânica utiliza impelidores rotativos ou dispositivos similares para agitar o metal fundido. Embora amplamente utilizada em indústrias que operam a temperaturas mais baixas, sua aplicação na siderurgia é limitada devido às condições severas impostas pelo aço fundido. Atualmente, é empregada principalmente no pré-tratamento do metal líquido, em vez de no refino secundário do aço.
Agitação assistida pela gravidade
Alguns processos de refino geram circulação naturalmente por meio do fluxo de aço líquido. Por exemplo, os processos de refino a vácuo RH e DH fazem o aço circular continuamente entre a panela e a câmara de vácuo, promovendo a homogeneização sem a necessidade de equipamentos de agitação dedicados. Embora eficazes para esses processos específicos, a intensidade da agitação é determinada em grande parte pelo próprio processo e não pode ser ajustada de forma independente.
Agitação por gás
A agitação por gás é o método de agitação mais utilizado no refino secundário moderno. É comumente aplicada em processos como VD, VOD, AOD, LOD e LRF.
Em um sistema típico de refino em panela, o argônio é injetado por meio de bujões porosos ou bicos de fundo. À medida que as bolhas de gás sobem, elas transportam o aço líquido para cima, enquanto o aço circundante flui para baixo ao longo da parede da panela para substituí-lo. Essa circulação contínua — frequentemente denominada efeito de bomba de bolhas — gera uma mistura eficiente em todo o banho metálico.
A circulação controlada proporciona diversos benefícios metalúrgicos importantes:
- Promove temperatura e composição química uniformes em toda a panela.
- Acelera as reações de refino e melhora a eficiência da desoxidação.
- Aumenta a flotação e a remoção de inclusões não metálicas.
- Melhora a recuperação da liga por meio de uma melhor mistura.
- Reduz a segregação e os defeitos de fundição, ao mesmo tempo em que melhora a limpeza do aço.
- Ajuda a minimizar a oxidação secundária sob condições controladas de refino.
Devido a essas vantagens, a agitação com gás pelo fundo tornou-se um recurso padrão na siderurgia secundária moderna e é adequada para a produção de aço estrutural, aço para rolamentos, aço inoxidável, aço elétrico e muitos outros tipos de aço.
Solução de Refino Secundário IF + LOD + LRF do Grupo SME
O SME Group desenvolveu um processo integrado de refino secundário — combinando IF, LOD e LRF — para a produção de aço em forno de indução.
Uma característica fundamental do processo LOD (Descarburação com Oxigênio na Panela) é o seu sistema flexível de sopro pelo fundo. Além da agitação convencional com argônio, o processo pode utilizar gases industriais recuperados, com sopro de CO₂ pelo fundo, sob condições operacionais adequadas. Essa abordagem favorece um refino eficiente e, ao mesmo tempo, melhora o aproveitamento de gases industriais.
Combinado com o refino em LRF, o processo integrado auxilia a obter controle estável de temperatura, mistura eficiente e maior limpeza do aço para uma ampla gama de produtos siderúrgicos.
Agitação Eletromagnética
A agitação eletromagnética gera o fluxo de aço líquido por meio de indução eletromagnética, em vez de injeção de gás. Ela proporciona um controle preciso dos padrões de fluxo e também pode reduzir a perda de calor durante a agitação. A agitação eletromagnética é amplamente utilizada em fornos de grande capacidade e no lingotamento contínuo, processos nos quais o controle preciso do fluxo de aço líquido é particularmente importante.
Escolhendo o método de mistura adequado
Cada tecnologia de agitação atende a uma finalidade distinta. A agitação mecânica e a assistida pela gravidade restringem-se a aplicações específicas, ao passo que a agitação eletromagnética é geralmente escolhida para instalações de grande porte. Contudo, para a maioria das operações de refino em panela, a agitação por injeção de gás pelo fundo continua sendo a solução preferida, pois combina excelente desempenho de homogeneização, controle flexível do processo e benefícios metalúrgicos comprovados.
Para siderúrgicas que utilizam fornos a indução, o SME Group desenvolveu uma solução integrada de refino composta por IF, LOD e LRF. Como os fornos a indução oferecem capacidade de refino limitada, a qualidade da sucata é, normalmente, um fator restritivo crítico. A inclusão do LOD, com agitação a gás pelo fundo, possibilita a descarbonetação e a desfosforação, ampliando significativamente as opções de seleção de sucata. Em conjunto com o LRF, o processo oferece uma solução prática para a produção de aço de maior qualidade em operações baseadas em fornos a indução.
