Porter´s five forces

Os aços médio teor de carbono (0,25-0,40%) são mais propensos à ocorrência de trinca

off-corner (Wolf,1991) (Samarasekera,1993) (Uehara,[198-]). A figura 3.35 ilustra este

fato.

A explicação pode estar relacionada a uma menor espessura da casca solidificada na saída do molde (Pinheiro,2000) para este grupo de aço e conseqüentemente maior abaulamento.

Segundo Uehara ([198-]), os aços médio carbono formam um gap na saída do molde 0,4 mm mais largo que os aços peritéticos.

3.6.4.2.2 Velocidade de lingotamento

Segundo Uehara ([198-]), há uma intensificação na trinca off-corner com o aumento de velocidade de lingotamento. Sato (2003) também confirma isto ao realizar experimentos com alta (2,5 m/min) e baixa velocidade (2,0 m/min) de lingotamento para um determinado aço médio teor de carbono (C~0,4%).

88 Thomas (2002), através do uso de modelo termo-mecânico baseado em elementos finitos, faz um prognóstico da temperatura, abaulamento, tensão, deformação e fratura (trinca) de tarugos na ausência de suporte (rolos de pé) após o molde. Ele mostra que:

• uma maior velocidade leva a um maior abaulamento da casca;

• a espessura da casca solidificada na saída do molde é mais fina com o aumento de velocidade (figura 3.44);

• há um aumento da temperatura superficial do tarugo com o aumento da velocidade, devido a um menor tempo de permanência no molde (figura 3.45); no entanto esta diferença não é grande;

Figura 3.44 - Variação da espessura da casca solidificada em função da distância em relação ao menisco em diferentes velocidades de lingotamento (Thomas,2002).

Figura 3.45 - Temperatura do tarugo na saída do molde (Thomas,2002).

• há um aumento nos valores de tensão e deformação na região off-corner interna, com o aumento de velocidade, devido a um efeito “dobradiça” (hinging effect) que a pressão ferrostática, em toda a face, exerce sobre o canto. Estes valores confirmam o mecanismo de formação da trinca proposto por Brimacombe (1980).

3.6.4.2.3 Resfriamento Secundário

O aumento do fluxo de água na saída do molde é benéfico para a redução da trinca off-

corner (Brimacombe,1980) (Uehara,[198-]). Uehara ([198-]) apresenta valores de

temperatura superficial do tarugo abaixo do molde necessários para eliminação da trinca

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Figura 3.46 - Temperatura da superfície do tarugo abaixo do molde requerida para eliminação da trinca off-corner (Uehara, [198-]).

O aumento da extração de calor e a redução da temperatura superficial fazem com que a casca seja reforçada contra um abaulamento adicional; além disso, um resfriamento rápido da superfície do tarugo impõe uma tensão de compressão na frente de solidificação que interrompe o crescimento da trinca (Brimacombe,1980). No entanto, deve-se atentar para a possibilidade de reaquecimento da superfície do tarugo, que pode levar à ocorrência de trinca de meio raio.

3.6.4.2.4 Rolo de pé e oscilador

Thomas (2002), Park (2002), Samarasekera (1993) entendem que a existência de um suporte na saída do molde, exercido pelos rolos de pé (foot rolls), possibilitaria um aumento da velocidade de lingotamento e produtividade sem a ocorrência de trinca off-

saída do molde contribue para redução da trinca longitudinal de canto e reduz o desgaste da lingoteira na saída do molde por suportar mais a carga ferrostática local (Szekeres, Brimacombe Continuous Casting Course, 2003), como mostrado na figura 3.47

Brimacombe (1980) aponta que a ocorrência aleatória da trinca off-corner pode estar associada a um jogo de rolos de pé impróprios ou a um movimento cambaleante do molde durante o ciclo de oscilação, fazendo com que o tarugo se mova na região inferior do molde.

Figura 3.47 – Efeito do rolo de pé sobre a formação de trinca longitudinal de canto (BCCC, 2003)

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3.6.4.2.5 Conicidade

A conicidade deve ser ajustada de modo a evitar a formação de um gap, que poderá levar à um inchamento da casca na porção inferior do molde, levando à ocorrência de trinca off-corner ( Samarasekera,1993). Ueda, através da otimização da conicidade do molde, eliminou quase que completamente a ocorrência de trinca off-corner. Wolf (1991) cita que conicidades maiores reduzem a propensão à ocorrência de trinca off-

corner (figura 3.35). Park (2002) cita que a otimização da conicidade em moldes

parabólicos contribue para uma solidificação mais uniforme, o que potencialmente reduz a possibilidade de ocorrência de trinca off-corner.

A conicidade inadequada também influencia na formação de depressões longitudinais, abaixo das quais é gerada normalmente uma trinca off-corner (Pinheiro, 2000).

A vida do molde afeta seriamente a distribuição de temperatura dentro do molde e pode causar trinca off-corner no tarugo (Zetterlund, 1983). Em moldes usados, o gap cresce e torna-se substancialmente maior na porção inferior do molde. Com isto, a extração de calor é reduzida o que resulta em um reaquecimento da superfície na saída do molde. O desgaste do molde em função do seu uso causa um aumento do gap nos cantos do tarugo o que leva à formação de uma pele mais fina e quente, aumentando à susceptibilidade à ocorrência de trinca superficial de canto. O desgaste do molde na sua porção central leva à ocorrência de inchamento ainda dentro do molde, aumentando a probabilidade de formação da trinca off-corner (Park, 2002).

3.6.4.2.6 Raio de Canto

O raio de canto controla como as trincas longitudinais se manifestam, apesar de não ser a causa do problema (Park, 2002). Segundo Samarasekera (1993), a redução do raio de canto de 12-16 mm para 3-4 mm é benéfica para a redução da trinca longitudinal, porém

tende a mover a localização da trinca da região do canto para a região off-corner, tornando mais fácil o aparecimento da trinca off-corner nestas condições.

Park (2002) faz uma análise do comportamento termo-mecânico do tarugo com raio de canto grande (15mm) e pequeno (4mm). Segundo ele, a localização do pico de tensão move do canto para a região off-corner em raios de cantos menores. Isto ocorre porque o canto passa a ter uma espessura da casca mais grossa do que na região off-corner devido à redução do gap, passando a região off-corner a possuir uma pele mais fina e frágil. Em função disto, o raio de canto menor seria mais susceptível à trinca off-corner (Park, 2002), concordando com as observações de Samarasekera (1993).