MODELAGEM TERMODINÂMICA DE ESCÓRIAS CONTENDO Ti: SISTEMAS Al2O3-TiO2 E FeO-TiO2

Abstract

um banco de dados contendo as energias de Gibbs de todas as fases possíveis, e de algoritmos de cálculo de equilíbrio e otimização paramétrica robustos, uma vez que os sistemas de equações apresentam expressiva não linearidade.Atualmente, diversos pacotes computacionais se encontram disponíveis, e trabalham com algoritmos significativamente robustos. O programa Thermocalc, por exemplo, emprega o algoritmo de Levenberg, (3) que apresenta considerável estabilidade e capacidade de convergência. Em relação aos bancos de dados, considerável progresso foi alcançado na construção de modelos para a energia de Gibbs, dentre os mais importantes estão o formalismo da energia composta (compound-energy-formalism), (4) modelo matemático aplicado a fases com mais de uma sub-rede (soluções sólidas, líquidos metálicos e cristais com desordem) e o modelo de Kapoor-Frohberg-Gaye (5) para a descrição da fase INTRODUÇÃOA termodinâmica computacional consiste em uma ferramenta de grande valia para a indústria da aciaria, pois viabiliza a previsão do conjunto de fases presentes em equilíbrio no aço proveniente do refino secundário.(1) A implementação de algoritmos de cálculo de equilíbrio permite que a influência de parâmetros como a temperatura da panela ou a composição inicial da fase escória e também do banho metálico sobre o estado de equilíbrio final seja diretamente computada. A determinação destes parâmetros é de grande importância, pois reduz os custos de otimização do refino secundário visando produção de um aço de melhor qualidade.Os sistemas de interesse para a indústria de produção de aço são normalmente bastante complexos, pois envolvem um grande número de elementos, os quais podem se distribuir em diversas fases (fase gasosa, escória, solução ferrítica, carbetos, nitretos, compostos intermetálicos, óxidos e sulfetos). A abordagem Calphad(1,2) tem se mostrado bastante útil na investigação do comportamento termodinâmico de sistemas neste nível de complexidade. Para sua implementação é fundamental dispor de AbstractIn the present work the thermodynamic behavior of the pseudo-binaries Al 2 O 3 -TiO 2 and FeO-TiO 2 is assessed. The CALPHAD approach is employed, the slag phase being described by the Kapoor-Frohberg-Gaye model and all solid oxides considered stoichiometric. All calculations were conducted with the Thermocalc software. The Gibbs energy of the mixed oxides received corrections and the Gibbs energy of liquid rutile was modified for a better agreement with published data. For both systems the calculations agreed quantitatively with the experimental information available until the present date.