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H´a basicamente trˆes tipos de m´aquinas de lingotamento cont´ınuo para o a¸co: vertical, com dobramento de veio, e de molde curvo (MACHADO; SOBRINHO; ARRIVABENE, 2003). A figura 2.5 mostra o diagrama simplificado desses trˆes tipos de m´aquina.

Existem tamb´em as m´aquinas de lingotamento cont´ınuo horizontal, mas como elas representam uma parcela muito pequena no total de m´aquinas de lingotamento cont´ınuo atualmente em funcionamento ao redor do mundo, como visto anteriormente, n˜ao ser˜ao consideradas aqui.

As primeiras m´aquinas de lingotamento cont´ınuo a ser desenvolvidas eram do tipo vertical. Essas m´aquinas tinham aproximadamente 30 m de altura (MACHADO; SO- BRINHO; ARRIVABENE, 2003). Elas tinham que ser altas para que conseguissem obter uma produ¸c˜ao razo´avel por veio. S´o que a grande altura era muito inconveniente, pois os rolos de suporte e os rolos endireitadores de lingote abaixo do molde sofriam um grande estresse devido `a for¸ca imposta pela press˜ao ferrost´atica no veio (WET, 2005). Segundo Taconi (TACONI, 2007), a press˜ao ferrost´atica ´e a press˜ao contr´aria exercida pelo a¸co l´ıquido em resposta `a contra¸c˜ao sofrida pela solidifica¸c˜ao dele durante a forma¸c˜ao da pele

2.2 O Lingotamento Cont´ınuo 22

Fonte: (WET, 2005)

Figura 2.5: Tipos b´asicos de m´aquinas de lingotamento cont´ınuo (adaptado)

no molde. O aparecimento dessa press˜ao ´e devido ao peso de coluna do metal liquefeito dentro do molde, sendo maior a for¸ca imposta por ela quanto mais o lingote desce pelo veio (TACONI, 2007).

Depois vieram as m´aquinas de lingotamento cont´ınuo verticais com dobramento de veio. Este dobramento fazia com que a altura das m´aquinas pudesse ser diminu´ıda e que o corte do lingote pudesse ser feito na horizontal. Isso aumentava a produtividade e diminu´ıa as for¸cas impostas pela press˜ao ferrost´atica sobre o veio. Logo em seguida, vieram as m´aquinas verticais com dobramento progressivo do veio, que diminu´ıa ainda mais a altura delas. Nas m´aquinas com dobramento progressivo, o dobramento do veio ´e feito em v´arios pontos, por isso elas conseguem ter uma altura menor do que as m´aquinas com dobramento simples de veio. Nesses dois tipos de m´aquina, o molde ainda ´e vertical. Por fim, foram desenvolvidas as m´aquinas com molde curvo e dobramento de veio, seguidas das m´aquinas com molde curvo e dobramento progressivo de veio. Devido ao molde curvo, estas m´aquinas conseguem ter uma altura ainda menor do que as m´aquinas com molde vertical e dobramento progressivo do veio. Essas m´aquinas geralmente possuem um ter¸co do tamanho das m´aquinas verticais (MACHADO; SOBRINHO; ARRIVABENE, 2003).

Apesar do esfor¸co para se deixar as m´aquinas de lingotamento cada vez mais baixas, h´a limite para a altura m´ınima delas. Este limite ´e imposto devido `as dificuldades em obter a qualidade desejada do a¸co lingotado e dificuldades no enchimento do molde (WET, 2005). Pode-se pensar que esse esfor¸co levaria as m´aquinas de lingotamento a ficarem horizontais, s´o que, como j´a foi visto, as m´aquinas horizontais n˜ao conseguem obter a mesma produtividade das m´aquinas curvas e verticais com dobramento de veio, e h´a uma consider´avel dificuldade em fazer a alimenta¸c˜ao do a¸co l´ıquido em m´aquinas horizontais (WET, 2005).

As m´aquinas com moldes curvos come¸caram a substituir as m´aquinas verticais a partir da d´ecada de 60, representando atualmente a maioria das m´aquinas em funcionamento. Segundo Wet (WET, 2005), os motivos dessa substitui¸c˜ao s˜ao os seguintes:

• redu¸c˜ao dos custos de constru¸c˜ao da planta (constru¸c˜oes menores); • redu¸c˜ao dos custos das pontes rolantes (pontes rolantes mais baixas);

• menor manuten¸c˜ao dos rolos de suporte das guias de lingote devido `a menor for¸ca por press˜ao ferrost´atica;

• n˜ao necessidade de um mecanismo para virar o lingote horizontalmente ap´os o seu corte.

Uma visualiza¸c˜ao da evolu¸c˜ao da utiliza¸c˜ao dos tipos de m´aquina de lingotamento cont´ınuo ´e apresentada pelos gr´aficos da figura 2.6. Cada ano apontado nessa figura ´e referente simultaneamente aos gr´aficos localizados acima e abaixo dele.

S´o que, segundo Valadares e Bezerra (VALADARES; BEZERRA, 2005 apud CRAVO, 2006), as caracter´ısticas dos processos de aciaria e o n´ıvel de qualidade requerida do a¸co lingotado tamb´em influenciam na escolha do tipo de m´aquina de lingotamento a ser escolhido por uma usina sider´urgica. Para eles, as m´aquinas verticais com dobramento de veio s˜ao mais indicadas para obter limpidez no produto final. J´a as m´aquinas curvas s˜ao indicadas para a produ¸c˜ao de a¸cos m´edio e alto carbono, pois eles apresentarem uma qualidade superficial melhor nesse tipo de m´aquina.

A tabela 2.2 traz um comparativo entre os diferentes tipos de m´aquinas de lingota- mento cont´ınuo.

2.2 O Lingotamento Cont´ınuo 24

M´aquina Vantagens Desvantagens

Vertical _{• N˜ao h´a deforma¸c˜ao de en-} curvamento e desencurva- mento.

• Facilidade para flutuar in- clus˜oes de ´oxidos.

• Necess´ario grande espa¸co f´ı- sico.

• Grande for¸ca sobre o veio devido `a press˜ao ferrost´a- tica.

• Alto custo de equipamentos auxiliares.

• Grande risco de abaula- mento de placas entre rolos. • Velocidade limitada. Vertical com dobramento de veio (progressivo ou n˜ao)

• Facilidade para flutuar in- clus˜oes de ´oxidos e bolhas de gases.

• Deforma¸c˜ao da pele solidi- ficada no inicio de lingota- mento.

• Raio de curvatura m´ınimo normalmente maior que o da m´aquina curva. Vertical com molde curvo e dobramento de veio (progressivo ou n˜ao) • Deforma¸c˜ao de desencur- vamento se d´a com pele grossa.

• Baixa altura de instala¸c˜ao. • Pequena for¸ca sobre o veio

devido `a press˜ao ferrost´a- tica.

• Sistema simples de extra¸c˜ao e remo¸c˜ao de placas.

• Aprisionamento de inclu- s˜oes e bolhas na sub- superf´ıcie.

• Gera¸c˜ao de trincas trans- versais devido ao desencur- vamento.

Fonte: (CRAVO, 2006) (adaptado)

Fonte: (WET, 2005) (adaptado)

Figura 2.6: Evolu¸c˜ao da utiliza¸c˜ao dos tipos de m´aquinas de lingotamento cont´ınuo