1a Verificação Refino dos Aços I EEIMVR-UFF, Setembro de 2011 Prova A

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1 1 Verfcção Refno dos s I EEIMVR-UFF, Setembro de 11 Prov A 1. Clcule o vlor de γ no ferro, 168 o C, com os ddos fornecdos n prov. Vmos em ul que o S G e o γ estão relcondos trvés de, 5585γ G R ln M Logo, observndo tbel bxo, vemos que G S ,4 ( J ) A 17 o C197K podemos clculr , ,4 ( ) G Al ln,5585γ Sl Assm, GS R γ S e.19 M S,5585. Qul tvdde do crbono em um ferro gus contendo,4%s,,5%p e sturdo em grft, 145 o C? Justfque. Qundo um fse está sturd em um consttunte (elemento ou substânc) está em equlíbro com este consttunte ou substânc puro. Logo tem o mesmo potencl químco do consttunte que o consttunte puro. Logo tem tvdde gul undde pr este consttunte, ndependente de qulquer outr nformção. é vzdo de um conversor com.5%c e em um equlíbro CxO prente descrto n fgur com Pco1tm. Além de 1t de ço, pssm pr pnel 1t de escór contendo 7%FeO. Clcule qunto lumíno deve ser dcondo supondo que o ço está 16 o C, que o produto de desoxdção é Al O pur e que todo o FeO d escór é reduzdo e que o equlíbro d desoxdção é tngdo, e que o produto fnl deve ter 5ppm de O em solução? A únc dferenç pr o exemplo feto em sl é que lém de desoxdr o ço vmos reduzr o FeO d escór completmente, o que consumrá lumíno, tmbém. Se o ço é vzdo com %C,5% podemos obter o oxgêno d fgur como proxmdmente,48. Queremos tngr 5 ppm (,5%) fnl. Como no exercíco em sl, precsmos clculr: ) Alumíno gsto n formção de Al O com o oxgêno do ço (estequometr) O,48,5,475% O 16 48,475% 54,475% Al,554% Al 7 54 Al 48 b) Alumíno que fc em solução. Precsmos clculr o equlíbro d lumn com Al e O no ço: Coef Reção 98 S 98 1x Al +/ O Al O ,6 -x AlAl ,91

2 -x 1/O O ,6 Al + O Al O Logo o G - S , , E, no equlíbro: G G R ln % Al AlO % O ,14 187ln % Al -14 % Al % O Pr um teor de oxgêno em solução de %O,5%, o teor de Al em solução será, portnto: % Al,5-14 1/.6% Assm, sem consderr escór, precsmos dconr,554%+,6%,8%. Em 1t de ço sto represent 8 kg (8g/t de ço). c) Pr reduzr todo o FeO d escór precsmos determnr qunto FeO temos. 7 7 Em 1t de escór teremos 1 7kg FeO ou 16kg O 6, 1kg O 1 ( ) Como no tem () cm, precsmos determnr qunto lumíno será gsto estequometrcmente O 6,1 kg O Al ,1 54 Al 54 6,1 Al 67,6kg Al 48 Assm, o lumíno totl dconr será 8+67,5147 kg de Al. Observ-se que é muto mportnte evtr pssgem de escór oxdd pr pnel e que, se desejrmos reduzr todo o FeO d escór pssnte com Al, o gsto de Al é muto elevdo. AlO % O 4. Um ço noxdável é produzdo sob um pressão de CO de,1tm. A tempertur de operção é 17 o C. O ço deve ter 17%Cr. Desej-se sber se, com escór sturd em óxdo de cromo, será possível descrburr té,6%. Porque? Neste cso, o cálculo relzr ser: Coef Reção x C +1/ O CO ,8-1x Cr + /O Cr O , -x CC 594 4,6 x CrCr ,86 C+ Cr O CO+ Cr S 98 Logo o G - S

3 Podemos clculr o equlíbro pr s condções do problem % Cr % C P G R ln 1, , CO Cr % Cr % O C,1 % Cr G ,14 197ln 1 % C e 968 9,6 1,1 8 Como relção desejd pr 17%Cr, o teor de crbono em equlíbro é,67%, não há dfculdde em produzr o ço desejdo. 5. Supondo que entlp do ferro líqudo sej proxmdmente gul ( ) 98, ,kcl / kg e que 1t de ço muto oxddo, 165 o C é dcondo,15% de slíco que se converte completmente em sílc, estme o umento de tempertur do bnho consderndo que, pr sílc ( ) 98,,9kcl / kgso e f kcl / kgso estme o efeto sobre tempertur do ço, supondo que não há perds e que o clor de mstur do slíco, oxgêno e ferro, podem ser desprezdos e que o slíco ncl estv mbente e entlp do oxgêno do ço pode ser proxmd pel do Ferro. Ns condções descrts, conservção de energ (1ª Le) pode ser express por. Em prmero lugr é precso fzer um blnço de mss: Ferro Ferro no ço ncl Ferro no ço fnl 1kg Slíco Slíco no chão d cr slíco convertdo em sílc Oxgêno Oxgêno no ço oxgêno n sílc (mesmo que sobre oxgêno no ço, o resultdo do blnço não se lter) 1kg ço Slco no chão d cr ser dcondo,15% 1,5kg S slíco convertdo em sílc 1 1,5kgS Quntdde de sílc formd clculd pel estequometr de SO (8 + ),kgso 8 Conhecds s msss, fzemos o blnço de energ: S 1 (,1969 ( ) 46,) kcl S f

4 C K kcl kcl SO SO f , , , ,),9 (,, 46,) (, Msss Atômcs O16 Al7 S8 Fe55,85 C1 C4 Mg4, Cr5

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