December 15, 2025
Forno de Refino RH: Aprimorando o Processo de Injeção através da Pós-Combustão Avançada
A tecnologia de pós-combustão na produção de aço é aplicada através de equipamentos específicos, como lanças de oxigênio de conversor (com funcionalidade de pós-combustão), lanças de sopro superior RH (exemplificadas pela tecnologia RH-KTB) e pistolas de oxigênio de combustão secundária em fornos de arco elétrico.
Embora esta tecnologia tenha sido implementada durante os estágios de sopro e refino do aço líquido, a fase de refino ainda não desenvolveu totalmente processos especializados de injeção de lança de oxigênio de pós-combustão semelhantes aos usados em conversores ou fornos elétricos. Nas operações de refino atuais, as lanças de oxigênio de sopro superior são empregadas principalmente para descarburação forçada.
O princípio da pós-combustão envolve a injeção de um jato de oxigênio supersônico de uma lança superior no banho de metal líquido. Uma parte do oxigênio reage com o carbono dissolvido [C] para formar monóxido de carbono (CO), enquanto outra parte se dissolve no aço, reagindo com [C] como oxigênio dissolvido.
O CO ascendente subsequentemente reage com o oxigênio na região superior do banho de metal líquido. Esta combustão secundária gera dióxido de carbono (CO₂) e libera calor significativo, que é então transferido para a carga ou metal líquido, melhorando assim a eficiência térmica geral do processo. Nas operações de conversor e forno elétrico, equipamentos e técnicas dedicadas foram estabelecidos para promover esta reação de oxidação do CO.
No refino RH, o método RH-KTB, desenvolvido no Japão, envolve a injeção superior de oxigênio, permitindo que uma parte do CO ascendente reaja com a atmosfera de oxigênio dentro do forno. Esta abordagem tem visto adoção parcial em usinas siderúrgicas domésticas.
No entanto, esta tecnologia ainda não capitalizou totalmente o volume substancial de CO presente na câmara de vácuo. Para resolver esta limitação, um novo sistema foi desenvolvido, apresentando equipamentos e tecnologia de processo de pós-combustão especializados, adaptados para fornos de refino RH. Esta inovação visa aumentar a taxa de pós-combustão—atualmente entre 40% e 60%—dentro do vaso RH, utilizando assim de forma mais eficaz o calor latente no forno para reaquecer o aço líquido. Este avanço introduz um novo caminho tecnológico para o tratamento do aço líquido no refino RH.
Implementação Técnica
O objetivo deste desenvolvimento é fornecer um processo de injeção que melhore a eficiência da pós-combustão dentro do forno de refino RH, consequentemente, melhorando a utilização interna do calor. Isso é alcançado através da implementação de uma lança de oxigênio de pós-combustão de sopro superior, equipada com portas de oxigênio auxiliares, no forno RH. Este projeto de lança promove um contato mais completo entre o gás CO gerado pela reação carbono-oxigênio e o oxigênio presente na câmara de vácuo, aumentando assim a taxa de pós-combustão.
Quando o teor final de carbono [C] do conversor é de aproximadamente 0,05%, a adoção deste processo de operação a vácuo com injeção de oxigênio de sopro superior RH pode aumentar a taxa de pós-combustão em 20–30% em comparação com os processos convencionais de descarburação por sopro de oxigênio com lança superior. Isso resulta em uma compensação de temperatura do aço líquido de aproximadamente 4–6°C.
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