Title

A DINÂMICA DO NITROGÊNIO EM AÇOS PRODUZIDOS NO FORNO ELÉTRICO A ARCO E OS DESAFIOS PARA O FUTURO

NITROGEN DYNAMICS IN STEELS PRODUCED IN ELECTRIC ARC FURNACE AND THE CHALLENGES FOR THE FUTURE*

Authorship

SILVA, RUBIA TEODORO; FLORES, ISMAEL VEMDRAME; GONZALEZ, JOSÉ IGNACIO E.; ROJAS, MARLON JOSE D.; PICCIN, LETICIA MELO

SILVA, RUBIA TEODORO

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FLORES, ISMAEL VEMDRAME

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GONZALEZ, JOSÉ IGNACIO E.

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ROJAS, MARLON JOSE D.

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PICCIN, LETICIA MELO

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DOI

10.5151/2594-5300-42711

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Abstract

O controle do teor de nitrogênio em aços produzidos via forno elétrico a arco (FEA) é um dos principais desafios metalúrgicos enfrentados pela siderurgia moderna, especialmente diante do avanço de rotas de produção mais sustentáveis e flexíveis. Este trabalho apresenta uma revisão técnica sobre os mecanismos termodinâmicos e cinéticos envolvidos na absorção de nitrogênio no aço líquido, detalhando os fatores que influenciam sua solubilidade, as rotas de incorporação do elemento e os principais métodos utilizados para seu controle industrial. Também são discutidos os desafios da descarbonização com as implicações da transição para tecnologias de baixo carbono, como o uso de ferro-esponja reduzido por hidrogênio (H-DRI), e os impactos sobre a dinâmica de remoção do nitrogênio. Ao integrar os conhecimentos fundamentais com abordagens operacionais atuais, este estudo visa contribuir para o aprimoramento dos processos siderúrgicos por FEA voltados à produção de aços de alta qualidade.

THE CONTROL OF NITROGEN CONTENT IN STEELS PRODUCED VIA ELECTRIC ARC FURNACE (EAF) IS ONE OF THE MAIN METALLURGICAL CHALLENGES FACED BY MODERN STEELMAKING, PARTICULARLY CONSIDERING THE ADVANCEMENT OF MORE SUSTAINABLE AND FLEXIBLE PRODUCTION ROUTES. THIS PAPER PRESENTS A TECHNICAL REVIEW OF THE THERMODYNAMIC AND KINETIC MECHANISMS INVOLVED IN NITROGEN ABSORPTION IN LIQUID STEEL, DETAILING THE FACTORS THAT INFLUENCE ITS SOLUBILITY, THE INCORPORATION PATHWAYS OF THE ELEMENT, AND THE MAIN METHODS USED FOR ITS INDUSTRIAL CONTROL. THE CHALLENGES OF DECARBONIZATION ARE ALSO DISCUSSED, WITH AN EMPHASIS ON THE IMPLICATIONS OF THE TRANSITION TO LOW-CARBON TECHNOLOGIES, SUCH AS HYDROGEN-BASED DIRECT REDUCED IRON (H-DRI), AND THEIR IMPACTS ON THE DYNAMICS OF NITROGEN REMOVAL. BY INTEGRATING FUNDAMENTAL KNOWLEDGE WITH CURRENT OPERATIONAL APPROACHES, THIS STUDY AIMS TO CONTRIBUTE TO THE IMPROVEMENT OF EAF-BASED STEELMAKING PROCESSES FOCUSED ON THE PRODUCTION OF HIGH-QUALITY STEELS.

Keywords

Forno Elétrico a Arco (FEA), Nitrogênio no Aço, Termodinâmica, Cinética de Absorção, Descarbonização

Electric Arc Furnace (EAF), Nitrogen Control, Thermodynamics and Kinetics, Decarbonization