SELEÇÃO DE MATERIAIS OU REVESTIMENTOS PARA MELHORIA E CONTROLE DO PROCESSO DE CORROSÃO CAUSADO POR VAPORES DA GRANULAÇÃO DE ESCÓRIA METÁLICA DO ALTO-FORNO
Corrosão; Escória metálica; Alto-forno; Ferro gusa; Manutenção.
A granulação de escórias em um subprocesso do alto-forno ocorre por causa do resfriamento forçado com água das impurezas formadas durante a fabricação de ferro gusa, que é a escória. No sistema de granulação de escórias composto por silos metálicos, tanques e sistema de bombeamento, formam-se vapores corrosivos oriundos das matérias-primas utilizadas na fabricação do ferro gusa e devidos à alta abrasão característica da escória. O processo de corrosão nos aços é espontâneo, mas algumas situações podem ser catalisadas, como é o caso desta pesquisa, pelos meios corrosivos com altas temperaturas; pelos gases CO2, NO, NO2 e SO2, entre outros; e pela elevada umidade. Diante desse cenário, este trabalho objetivou conhecer o meio e avaliar o comportamento mecânico e de resistência a corrosão de aços com e sem revestimento visando a um maior tempo de utilização dos equipamentos e estruturas metálicas de um alto-forno expostos a meios corrosivos específicos. Foram distribuídos 12 corpos de prova de cada aço inoxidável AISI 304 e AISI 310S, aço estrutural comum ASTM A-36 com e sem revestimento por tinta epóxi nos granuladores de escória de um alto-forno a carvão mineral em uma indústria siderúrgica. Posicionaram-se as amostras em dois circuitos: aberto, granulado para um poço a céu aberto (dry pit); e fechado, granulado para um silo. Os corpos de prova foram expostos aos vapores compostos por óxidos de cálcio (Ca), silício (Si), alumínio (Al) e magnésio (Mg). A formação dos vapores é influenciada pelas matérias-primas adicionadas no alto-forno para produção do ferro gusa. Deste modo, realizaram-se análises físico-químicas do condensado e da escória vitrificada. As amostras metálicas (em triplicatas) expostas nos circuitos aberto e fechado ficaram expostas por 35 e 180 dias e depois analisadas. Após os resultados de 35 dias, encontraram-se os agentes óxido de ferro (Fe2O3) e carbonato de cálcio (CaCO3). Visualizou-se uma perda de massa maior no aço ASTM A-36, com valores de 3,1317±0,6968 mm/ano no silo e 9,1446±3,6503 mm/ano no dry pit. O aço AISI 310S teve a menor perda de massa, sendo 0,0014±0,0004 mm/ano no silo e 0,0019±0,0009 mm/ano no dry pit. As amostras de 180 dias exibiram o fenômeno de incrustação de material e um ganho de massa, principalmente no dry pit com o ASTM A-36 sem revestimento (0,3048 mm/ano). Na análise por DRX, todos os aços apresentaram, no processo de corrosão, os compostos Fe2O3, CaCO3 e SiO2; e os aços inoxidáveis mostraram óxido de cromo, que serviu de mecanismo de proteção e redução da oxidação. Nas respostas da MEV, a análise superficial dos aços indicou que o ASTM A-36 teve a maior camada de oxidação, com o valor de 685,9 µm no dry pit. Mediante o EDS, foi possível constatar a presença de O, S, Cl, Fe, Ca em todos os corpos de prova, indicando que o H2SO4 e o HCl foram os responsáveis pela corrosão, e o cálcio pelo ganho de massa por incrustação.