Forno Elétrico a Arco: Matérias-Primas para Fusão

A principal matéria-prima utilizada em fornos elétricos a arco (EAF) na produção de aço é sucata de aço. No entanto, a atual escassez de recursos de sucata de aço representa um obstáculo significativo para o desenvolvimento futuro da produção de aço em EAF. Para enfrentar esse desafio, é imperativo identificar substitutos viáveis para as matérias-primas utilizadas na produção de aço em EAF. As principais alternativas incluem ferro líquido, ferro granular descarbonetado, carboneto de ferro e materiais metálicos compostos. Hoje, vamos nos aprofundar em um exame detalhado do ferro líquido como substituto:

Vantagens de Usar Ferro Líquido na Produção de Aço em EAF

A incorporação de ferro líquido na produção de aço em EAF oferece inúmeros benefícios, conforme descrito abaixo:

1. Otimização do Fornecimento de Energia para Fornos com Piscina Líquida Não Plana: Para tipos de fornos que não possuem uma piscina líquida plana, o uso de ferro líquido permite a otimização do fornecimento de energia. Ele facilita a formação precoce da piscina líquida, aumenta a duração do fornecimento de alta potência e, consequentemente, encurta o ciclo geral de fusão.

2. Maior Eficiência Térmica: O ferro líquido contribui com calor físico e químico para o processo de fusão, melhorando assim a eficiência térmica geral. Essa entrada de calor aumentada acelera a fusão e o refino do metal, levando a uma produção mais eficiente.

3. Diluição de Impurezas Nocivas: O ferro líquido tem a capacidade de diluir a concentração de elementos de impureza metálica nocivos presentes no aço líquido. Esse efeito de diluição ajuda a obter um produto final mais limpo e de maior qualidade, atendendo aos rigorosos padrões da indústria.

Relação Ideal de Ferro Líquido

É crucial notar que a quantidade de ferro líquido adicionada não é simplesmente "quanto mais, melhor". Em vez disso, é aconselhável manter uma relação de ferro líquido entre 30% e 50%. Especificamente, quando a intensidade do fornecimento de oxigênio é baixa, a relação ideal ferro-carga (ou ferro-água, dependendo do contexto) é de aproximadamente 30%. Por outro lado, quando a intensidade do fornecimento de oxigênio é alta, essa relação pode ser aumentada para cerca de 50%.

Por exemplo, o forno elétrico a arco Quantum, desenvolvido pela empresa alemã Prime, estipula que pelo menos 50% da carga deve consistir em sucata para obter benefícios de pré-aquecimento suficientes. No entanto, o método de fusão baseado em conversor empregado por todos os fornos hidrelétricos de metal diminuiu, em certa medida, a vantagem competitiva do EAF em termos de desenvolvimento sustentável.

Em conclusão, embora a sucata de aço continue sendo a pedra angular da produção de aço em EAF, a incorporação estratégica de ferro líquido e outros substitutos apresenta uma via promissora para superar as limitações de recursos e aumentar a eficiência da produção. Ao controlar cuidadosamente a relação de ferro líquido e otimizar o processo de fusão, a produção de aço em EAF pode continuar a evoluir e prosperar em um cenário industrial cada vez mais competitivo.

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