Cálculo de Carga de Ferroligas: Rendimentos de Adição e Dosagem no Forno Elétrico a Arco
Toda carga de ferroliga começa a partir da mesma aritmética, e ela é curta o suficiente para ser mantida no chão da aciaria: a carga de liga em quilogramas é igual ao aumento alvo do elemento, em percentual de peso, vezes o peso da corrida em quilogramas, dividido pelo produto do teor do elemento na liga e o rendimento de adição. Nada nessa fórmula é misterioso, e a maior parte do erro no mundo real está no último termo. O rendimento não é uma propriedade da liga; é uma propriedade do momento — a condição do forno, a escória, a temperatura e onde na sequência o metal é adicionado. Um cálculo de carga que trata o rendimento como uma constante de manual estará errado exatamente na direção que custa dinheiro: um pouco abaixo na primeira corrida, um corrigido pouco acima na próxima.
Considere o caso do manganês, porque é onde o rendimento mais se comporta mal. Uma corrida de 30 tonnes em EAF precisa passar de 0.25 percent para 0.70 percent de manganês — um aumento de 0.45 ponto — usando ferromanganês com 65 percent de Mn. Com um rendimento de planejamento de 90 percent, a carga é calculada como (0.45 × 30,000) ÷ (0.65 × 0.90), o que resulta em 13,500 quilogramas de manganês necessários a partir de 0.585 quilogramas de manganês por quilograma de liga, cerca de 23.1 tonnes de liga. A razão pela qual o valor de planejamento está em 90 percent em vez de mais alto é que o manganês é oxidável: qualquer potencial de oxigênio remanescente no banho ou na escória leva parte dele embora. Adicione após os desoxidantes terem feito seu trabalho, mantenha a adição seca, e a recuperação realizada ficará próxima do plano; adicione em um banho oxidante e a mesma fórmula silenciosamente entrega excesso de liga e falta de metal.
O silício se comporta melhor, razão pela qual os números são mais apertados. Para elevar uma corrida de 40 tonnes de 0.10 para 0.40 percent de silício com ferrossilício a 75 percent — um aumento de 0.30 ponto — com um rendimento de planejamento de 95 percent, a carga é (0.30 × 40,000) ÷ (0.75 × 0.95), isto é, 12,000 ÷ 0.7125, aproximadamente 16.8 tonnes. O vanádio, usado em níveis muito menores, escala da mesma forma: uma corrida de 25 tonnes visando 0.05 percent de vanádio com ferrovanádio a 60 percent e um rendimento de planejamento de 95 percent resulta em (0.05 × 25,000) ÷ (0.60 × 0.95), que é 1,250 ÷ 0.57, cerca de 2.2 tonnes de liga. A lição em todos os três é que a fórmula é idêntica e a disciplina está nos dados de entrada: o peso da corrida do furo de vazamento, a química da análise real em vez da carga assumida, e o grau da liga do certificado, não do rótulo no fardo.
O que degrada o rendimento é uma lista mais curta do que a maioria das folhas de carga imagina. Condições oxidantes são o grande fator — metal quente, alto potencial de oxigênio da escória e adições feitas antes do banho ser desoxidado queimam parte da dose na escória. Temperatura e mistura importam: um banho frio e mal misturado não absorve liga como um banho limpo. O ponto de adição é a alavanca estrutural — adições em massa no forno e na panela carregam as penalidades de rendimento acima, enquanto a adição por núcleo ou fio entra depois que os oxidantes são concluídos, razão pela qual a prática baseada em fio recupera a maior parte do que se paga. E o próprio material conta: umidade em uma liga higroscópica, tamanho granular versus fragmentado que altera a velocidade de dissolução, e deriva química lote a lote aparecem como variação de recuperação que nenhuma fórmula pode ver até que a corrida seja analisada.
Portanto, a prática de trabalho é um ciclo, não um número. Comece com os rendimentos de planejamento acima, execute as corridas e registre a recuperação realizada — alvo versus real, corrida por corrida — da mesma forma que um laboratório de recebimento registra CoA versus análise. Dentro de uma temporada, o próprio registro da planta substitui o valor do manual, e a folha de carga é corrigida contra o que o forno realmente faz, não contra o que a literatura diz que deveria fazer. As usinas que dosaram consistentemente em nossa experiência raramente são as com as melhores ligas; elas são as com os melhores registros — e um cálculo de carga é tão bom quanto os dados de rendimento que o alimentam.
