Procedimento empírico para o controle dos processos de produção de ferro funfido vermicular

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Procedimento empírico
para o controle dos
processos de produção
de FoFo vermicular
Alunos: Jardel Nuernberg
Thiago Goedert Oliveira
Tibor Nagy

Autores do artigo
• C. A Silva Riveiro do depto. De Eng. Metalúrgica e de
Materiais da Universidade de Engenharia do Porto
(Portugal).

• Wolfgang Baumgart é da OCC Gesellschaft für
physikalische Messtechnik und kybernetische
Systeme GmbH(Alemanha).
• Vitor Anjos trabalha em ambos.

Porquê realizar a análise empiricamente?
• Buscar de forma rápida, processos mais eficientes e
eficazes na formação de FoFo Vermicular.
• O registro de temperaturas das transformações de fase
na solidificação, permite prever a microestrutura.

• Controle nos
inoculação.

tratamentos

de

nodularização

e

• Permite um controleeficaz das microestruturas e
propriedades mecânicas, sem adição de elementos de
liga como o titânio.

• É possível produzir FoFo com significativa redução dos
sistemas de alimentação.

O FoFo Vermicular


É caracterizado pela forma
particular
da
grafita
semelhante a pequenas
larvas.

• É diferente do FoFo lamelar
pois a grafita é mais curta, grossa e cantos arredondados.
• Aspropriedades mecânicas estão normalmente entre as
do FoFo lamelar e nodular.
• A grande dificuldade da produção de FoFo vermicular é
a necessidade de controlar com precisão a variabilidade
dos teores de magnésio (Mg) durante todo o processo.

Controle do Magnésio


O magnésio permite obter uma grafita com
extremidades arredondadas, formando uma estrutura
mais regular diminuindo o custo deprodução.



A grande causa da variação do teor de magnésio é o
desvanecimento, que ocorre durante o processo.



É importante controlar esse parâmetro,
assegurar uma produção eficaz e rentável.

para

Efeitos da adição de titânio (Ti)
• Permite um melhor controle sobre os parâmetros do processo
e obter, no final, um metal com a estrutura pretendida.
• Desvantagens:
1.Acréscimo nas dificuldades nas etapas pós-fundição, como
a usinagem. Carbonetos de titânio (TiC) presentes causam
desgaste das ferramentas e encarecem a produção.
2. Muitas empresas que produzem Fofo vermicular, produzem
também Fofo nodular, por esse motivo é necessário usar um
método de produção de Fofo vermicular que não utilize Ti.

Princípio teórico para aplicação de um
modelo matemáticopara o controle da
produção
• Na produção de Fofo vermicular, temos muitos parâmetros
que afetam várias características do produto final, entretanto,
uma das etapas mais sensíveis é o tratamento de
nodularização e inoculação. O método se baseia na utilização
de um modelo matemático e nos princípios da análise
térmica. Consiste em três etapas:
1.
2.
3.

Inserir informações provenientes doprocesso de fundição
(frequentemente dados de análise térmica e espectrometria).
Aplicação do modelo matemático para determinar as ações
corretivas e preventivas.
Saída de informações, na qual consta a quantidade de
nodularizante e inoculante a ser usada, a estimativa de
propriedades mecânicas, porosidades, etc.

• Figura 1: Representação do fluxo de informação necessária para
apreparação do modelo matemático.

• A partir das informações recolhidas, um software determina
quais as variáveis de análise térmica que permitem prever, da
forma mais exata, um parâmetro obtido em laboratório, como
a nodularidade, teor de C do metal base, teor de Mg.
• Os principais parâmetros controlados são: os teores de C e Si,
de Mg, o estado de inoculação, a nodularidade, a porosidade
e, emalguns casos, as propriedades mecânicas.
• É possível prever um determinado parâmetro em até 90s
(nodularidade, porosidade) momentos antes do vazamento, e
em função dessa previsão, prosseguir com ações ou medidas
corretivas adequadas.

Amostragem por análise térmica
• Fornecer informações ao modelo matemático, determinando
o tratamento mais adequado.

• Uma amostra de metal líquido...
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