Gases para a Fusão na Produção de Ferro e Aço

As tecnologias aplicáveis incluem: sistemas de combustão oxigênio combustível (oxi-combustível) e enriquecidos com oxigênio (ar/oxi-combustível), proteção do metal com argônio e nitrogênio (inertização/proteção), agitação utilizando-se gases e outras aplicações de gases industriais. Estas tecnologias propiciam benefícios econômicos significativos para processos de pré-aquecimento, fusão, manutenção e vazamento na indústria siderúrgica.

Tecnologias aplicáveis a:

O oxigênio é injetado no alto forno a fim de aumentar a produção e suportar a utilização de combustíveis alternativos. O custo do oxigênio é compensado pela economia de combustível.

Alto Forno (AF) - Apagamento

O oxigênio é injetado no forno para aumentar a produtividade, reduzir o volume de gases de exaustão e possibilitar uma chama mais estável. O custo do oxigênio é compensado pela economia de combustível.

O conversor a oxigênio é um equipamento altamente eficiente para converter ferro gusa em aço por meio da injeção de oxigênio. A Air Products pode fornecer o gás, sistemas avançados de controle de fluxo e processo e conhecimento técnico de aplicação (por exemplo, posicionamento das lanças).

Conversor a Oxigênio (BOF) - Pré-Aquecimento de Sucata

Sistemas completos de controle e queimadores foram desenvolvidos para o pré-aquecimento eficiente de sucata utilizando queimadores oxi-combustível sem refrigeração por água. Economia de combustível de 70% e redução no tempo de aquecimento de 50% são números típicos.

Conversor a Oxigênio (BOF) - Slag Splashing

A injeção de nitrogênio pela lança de oxigênio no conversor LD (BOF) para espalhar a escória líquida e promover uma cobertura protetora na parede de refratário, diminui consideravelmente o consumo de refratário (gunning), prolongando a campanha.

Conversor a Oxigênio (BOF) - Agitação

O banho é agitado por meio da injeção de gases em alta pressão para elevar o rendimento do aço e a recuperação de ligas, e prolongar a campanha.

O método de fusão de metais com arco elétrico, é ineficiente até que um banho metálico seja obtido. Utilizando-se uma chama oxi-combustível eficiente no início do processo de fusão, uma eficiência global maior de fusão é obtida com uma fusão mais rápida. Outros benefícios de homogeneidade da temperatura podem ser obtidos por meio da utilização destes queimadores dirigindo-se a energia térmica a pontos frios causados por uma distribuição não uniforme de energia a partir dos arcos dos eletrodos. Além disso, os queimadores podem ser posicionados em frente da porta de escória a fim de possibilitar o uso da lança de oxigênio, de forma antecipada e eficiente, ou sobre a área do furo de vazamento, para promover um vazamento rápido e isento de problemas. Economia de energia elétrica de 80kWh/t e aumentos de 20% na produção foram obtidos.

Forno Elétrico a Arco (FEA) - Prática de Escória Espumante

As lanças são manipuladas hidraulicamente, através da porta de escória, para injetar oxigênio, carbono e cal na camada superficial da escória durante o processo de fusão a arco. Esta prática promove a descarburação do banho e auxilia na formação de uma camada de escória espumante e isolante que, diminui a perda de calor da superfície do banho e, assim, reduz os custos de energia.

Forno Elétrico a Arco (FEA) - Pós-Combustão

O oxigênio é injetado na zona de pós-combustão dos fornos elétricos a arco para promover a combustão do monóxido de carbono dentro do forno, ao invés de no sistema de tratamento de gases. Esta reação produz calor que é transferido para a carga, reduzindo o consumo de energia elétrica (economias típicas de 10-20kWh/ t) e aumentando a produtividade em até 4%. Além disso, os injetores de pós-combustão reduzem a carga para o filtro de mangas do FEA e facilitam o cumprimento de legislações ambientais com relação ao monóxido de carbono.

Sistemas completos de controle e queimadores foram desenvolvidos para o pré-aquecimento eficiente de panelas ou carro-torpedo utilizando queimadores oxi-combustível sem refrigeração por água. Economia de combustível de 70% e redução no tempo de aquecimento de 50% são números típicos.

Panela ou Carro-Torpedo - Aquecimento REHeat®

A tecnologia patenteada pela Air Products (juntamente com a Bethlehem Steel) para re-aquecer quimicamente o aço, por meio de injeção simultânea de combustível (alumínio e silício) e oxigênio, alcança ganhos de temperatura de 5 a 8ºC/min. Uma agitação subsequente com gás inerte assegura que a limpeza do aço não seja afetada de forma adversa. A referida técnica é empregada para re-aquecer panelas ou carro-torpedo frios para se evitar caros retornos de metal e subsequente interrupção no lingotamento.

O deslocamento do oxigênio na atmosfera do forno de espera, com o emprego do nitrogênio, reduz a formação de óxidos na superfície do banho, propiciando maior rendimento e qualidade.

Forno de Espera - Pressurização

A proteção ao vazamento, com atmosfera de argônio inerte minimiza a formação de óxidos e nitretos, reduzindo o consumo de ligas, rejeitos na produção, aumentando a qualidade do produto. Aplicações típicas são em transferências de metal da panela para o tundish e do tundish para o molde ou lingoteira.