COMUNICAÇÃO TÉCNICA ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Nº 175966

Lingotamento de tiras strip-casting João Ricardo Filipini da Silveira Tiago Pires Nagasima Eduardo Gimenes Jabes Marcelo de Aquino Martorano João Batista Ferreira Neto

Palestra apresentada no ENCONTRO DO INSTITUTO NACIONAL DE PROCESSAMENTO E APLICAÇÕES DE IMÃS DE TERRAS RARAS PARA A INDÚSTRIA DE ALTA TECNOLOGIA, 3.,

2018, São Paulo. 33 slides A série “Comunicação Técnica” compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. ___________________________________________________________________________________________________

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Lingotamento de tiras strip-casting

João Ricardo Filipini da Silveira

Thiago Pires Nagasima

Eduardo Gimenes Jabes

Marcelo de Aquino Martorano

João Batista Ferreira Neto

11/12/2018

III encontro INCT-Terras Raras

Conteúdo da Apresentação

Montagem strip-casting

Experimentos realizados

Aspecto externo das tiras

Microestrutura

Metalografia quantitativa

Analise química

Filme

Discussão

Resumo

Strip casting

Montagem strip-casting

Regime permanente

Baixo tempo de residência

Experimentos Realizados

Composição Nominal e matérias primas

Nome Nd (fr. Massa) Pr (fr. Massa) B (fr. Massa) Percentual de

didímio (%)

H-181 0,25 0,06 0,012 50

H-182 0,33 0,0 0,012 0

H-183 0,28 0,05 0,012 50

H-184 0,31 0,02 0,012 7

H-185 0,15 0,18 0,012 100

H-192 0,31 0,0 0,012 0

H-193 0,31 0,0 0,012 0

H-199 0,31 0,0 0,012 0

H-200 0,31 0,0 0,012 0

H-203 0,25 0,065 0,012 100

Montagem de vazamento

Dificuldades guide-tube

Condições de operação

Nome Carga

(g)

Vel.

Rolo

(m/s)

Altura

queda

(mm)

Diâm.

Bico

(mm)

Temp.

Vazmto

(ºC)

ΔPinício

(mBar)

H-181 2142 2,1 19 2,5 - -

H-182 2286 1,7 19 2,0 1370 -

H-183 2271 1,7 19 2,0 ~1370 0,14

H-184 2030 1,7 19 2,0 1370 0,16

H-185 1737 1,7 19 2,0 1370 0,15

H-192 1836 1,5 8 2,5 1370 0,15

H-193 1735 3,0 8 2,5 1370 0,09

H-199 1746 1,7 8 2,5 1370 0,15

H-200 1757 2,2 8 2,5 1370 0,1

H-203 1725 2,2 8 2,5 1370 0,1

Resultados dos experimentos

Nome

tempo

vazamento

(s)

largura

fita (mm) Observações

H-181 50 9,4 Temperatura estimada abaixo de 1370 ºC.

H-182 - - Alimentação de Nd levou ao deslocamento da

vareta de contençã e impediu o vazamento.

H-183 38 12,4 Vazamento de água, quebra do bico. Temperatura

de vazamento controlada pelo pirômetro ótico.

H-184 40 8,4 Houve quebra do bico, tubo guia e peça de grafite.

H-185 41 11,3 Abertura do forno com as tiras ainda em alta

temperatura.

H-192 39 9,6 Aumento inesperado da pressão na câmara de

vazamento.

H-193 50 8,8 Aumento inesperado da pressão na câmara de

vazamento.

H-199 32 10,1

H-200 39 7,2

H-203 42 7,1

Aspecto Externo das Tiras

H181 superfície livre irregular

formação de bolhas

superfície em contato com o rolo lisa

largura constante

Aspecto Externo das Tiras

H183 Bolhas menores

Tiras mais largas

H185 Ondulações na superfície

Bordas mais espessas

Regioes oxidadas

Aspecto Externo das Tiras

Aspecto externo demais tiras

Pontinhos brilhantes

Micrografia da superfície

Dendritas

Micrografia da superfície

MEV não indica Fe-alfa

Fração molar Si-K Fe-K Nd-L Ponto 1 0,006 0,85 0,14 Ponto 2 0,004 0,86 0,14 Ponto 3 0,010 0,84 0,15 Ponto 4 0,83 0,17

Microestrutura

Estrutura dendrítica de Nd2Fe14B1, com fase rica em Nd entre os bracos de dendrita

H181

H183

Microestrutura

Estrutura dendrítica de Nd2Fe14B1, com fase rica em Nd entre os bracos de dendrita

Microestrutura

Estrutura dendrítica de Nd2Fe14B1, com fase rica em Nd entre os bracos de dendrita

Microestrutura Presença de Ferro alfa H181

Microestrutura

Microestrutura

Microestrutura

Microestrutura

Microestrutura

Microestrutura

Microestrutura

Metalografia Quantitativa

Medição de espessura (ESP) e largura de braço de dendrita (LBD)

H183

Metalografia Quantitativa

Valores médios de LBD dentro do objetivado, espessura fora.

Amostra Média

ESP (μm)

Desv.

Padrão

ESP (μm)

Número

de

medidas

Média

LBD (μm)

Desv.

Padrao

LBD (μm)

Número

de

medidas

H181 410 183 29 7,6 4,6 763

H183 456 215 32 5,3 2,9 651

H185 352 124 18 6,0 3,0 442

H192 524 134 27 7,7 4,4 1041

H193 270 101 29 7,1 4,9 934

H199 592 187 24 7,0 3,2 701

H200 518 150 22 7,2 3,2 913

H203 484 139 25 6,7 3,5 1141

Liga 01 324 51 17 4,0 1,9 656

Liga 02 270 57 20 3,2 1,5 532

Liga 03 365 98 11 2,6 1,7 407

Liga 04 274 52 7 5,0 3,6 441

Metalografia Quantitativa

Análise Química

H-183 com umidade; H-185 retirado a alta temp.

H-184 rompimento de peça de grafita

Nome O (μg/g) C (μg/g)

H-181 290 190

H-183 3000 190

H-184 210 920

H-185 500 160

H-192 200 190

H-193 270 230

H-199 210 280

H-200 270 260

H-203 230 210

Liga 01 220 -

Liga 02 290 -

Liga 03 380 -

Liga 04 260 -

Análise Química

Fração molar (Fe bal.)

Nd (+/- 0,01)

Pr (+/- 0,005)

B Diferença com o nominal para ETR

H181 0,267 0,041 0,001 0,002

H183 0,266 0,054 0,001 0,010

H184 0,305 0,006 0,001 0,019

H185 0,173 0,151 0,001 0,006

H192 0,283 0,000 0,001 0,027

H193 0,293 0,000 0,001 0,017

H199 0,279 0,000 0,001 0,031

H200 0,291 0,000 0,001 0,019

H203 0,243 0,070 0,001 0,002

Resíduo H193 0,337 0,000 0,001 -0,027

Resíduo H199 0,328 0,000 0,001 -0,018

Resíduo H200 0,330 0,000 0,001 -0,020

Resíduo H203 0,261 0,074 0,001 -0,020

Filme

H-203

Discussão

Wang (2015)

Resumo

Experimento

Velocidade do rolo

(m/s)

Altura queda livre

(mm)

T vazamento (ºC)

t vazamento (s)

delta P entre

câmaras (bar)

larg. fita (mm)

Espessura (um)

Largura de braço

de dendrita

(um)

H-181 2,1 19 1370 50 - 9,4 410 7,6

H-183 1,7 19 1370+ 38 0,14 12,4 456 5,3

H-185 1,7 19 1370 41 0,15 11,3 352 6,0

H-192 1,5 8 1370 39 0,15 9,6 524 7,7

H-193 3,0 8 1370 50 0,09 8,8 270 7,1

H-199 1,7 8 1370 32 0,15 10,1 592 7,0

H-200 2,2 8 1370 39 0,1 7,2 518 7,2

H-203 2,2 8 1370 42 0,1 7,1 484 6,7