BR112014015842B1 - método para fusão de aço - Google Patents

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Ali Rahmani Mohamed
Widlund Ola
Hjortstam Olof
Bel Fdhila Rebei
Sander-Tavallaey Shiva
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Abstract

resumo patente de invenção: "método para fusão de aço". a presente invenção refere-se a um método para a fusão de aço em um forno de arco elétrico (eaf). um resíduo quente (15) é fornecido no eaf. a sucata de metal (16) é carregada no eaf. a sucata de metal (16) é fundida no eaf. de acordo com a invenção, a massa do resíduo quente (15) em relação à massa da sucata de metal que está inicialmente além da superfície do resíduo quente é de um determinado mínimo. esse mínimo é 0,75 vezes a relação entre o calor necessário para fundir a sucata de metal além da superfície do resíduo quente (15) e o calor que pode ser tirado do resíduo quente sem ele ser solidificado quando um cálculo de equilíbrio de calor teórico é aplicado como definido em uma fórmula.

Description

(54) Título: MÉTODO PARA FUSÃO DE AÇO (73) Titular: ABB RESEARCH LTD.. Endereço: Affolternstr. 44, 8050 Zuerich, SUIÇA(CH) (72) Inventor: REBEI BEL FDHILA; JAN-ERIK ERIKSSON; OLOF HJORTSTAM; MOHAMED ALI RAHMANI; SHIVA SANDER-TAVALLAEY; OLA WIDLUND
Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 03/01/2012, observadas as condições legais
Expedida em: 09/10/2018
Assinado digitalmente por:
Liane Elizabeth Caldeira Lage
Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados
1/13
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA FUSÃO DE AÇO.
CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um método para a fusão de aço em um forno de arco elétrico (EAF), cujo método inclui as etapas de [002] - proporcionar um resíduo quente no EAF, [003] - carregar sucata de metal no EAF e [004] - fundir a sucata de metal no EAF.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [005] A fabricação do aço no EAF é um processo com energia altamente intensiva. Ele consome uma grande quantidade de energia elétrica e química. O resíduo quente é o aço líquido que permanece no forno depois da operação de fusão precedente. Tal resíduo quente permanece em muitos processos de fusão de aço tradicionais devido aos aspectos práticos. Quando um processo de fusão do aço conclui o aço fundido, tradicionalmente esse foi carregado simplesmente pela inclinação do forno, com o que uma parte do aço fundido permanece devido à geometria do forno. Uma razão adicional para manter um resíduo quente tem sido evitar flutuações muito grandes de temperatura nas paredes do forno. Um efeito positivo do resíduo quente é ainda que a energia elétrica fornecida para o processo de fusão pode ser reduzida.
[006] A fim de proporcionar condições ótimas para o processo, é vantajoso proporcionar a agitação do metal fundido. Isso porque, sem a agitação, o metal fundido fica tão estagnado que severos problemas são ocasionados. Pontos frios devido à fusão não uniforme ocorrem. De modo a alcançar uma qualidade desejada do aço, o tempo de fusão e a temperatura do banho têm que ser aumentados para obter um banho simples. Isso resulta em alto consumo de energia. Adicionalmente, leva muito tempo para que grandes pedaços de sucata sejam fundidos. Uma severa estratificação térmica do aço fundido com um gradiente de alta
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2/13 temperatura do banho ocorrerá. Os gradientes causam áreas de reação desiguais.
[007] Pela agitação, tais problemas e relacionados podem ser eliminados ou pelo menos reduzidos. As tecnologias principais conhecidas aplicadas para a agitação são a agitação eletromagnética (EMS) e a agitação com gás. A agitação com gás tem algumas desvantagens em comparação com a EMS.
[008] A EMS pode mover a sucata sólida transversalmente, o que não é o caso para a agitação com gás. A EMS tem melhor efeito de agitação para a fusão da sucata. O efeito da agitação da agitação com gás é também limitado devido à insuficiência de ajuste da geometria do EAF. A agitação com gás tem pouca confiabilidade devido às dificuldades de manutenção e operação e acarreta o risco de bloqueio do furo de injeção inferior. O vazamento do aço fundido dos furos de injeção do gás pode ocorrer.
[009] Para uma EMS efetiva, é necessário ter uma parte substancial do conteúdo do forno em um estado líquido. Com um resíduo quente de um tamanho tradicionalmente aplicado, o carregamento da sucata no resíduo quente resulta em que pelo menos parte do resíduo quente solidifica desde que ele é esfriado pela sucata. Então, a proporção do estado líquido aumentará gradualmente devido ao aquecimento pelo arco elétrico e levará algum tempo até que a fração líquida seja suficientemente grande para começar efetivamente a EMS. Isso normalmente não está presente até que uma grande parte do processo tenha passado, tipicamente ao redor de 40 a 50% do tempo total do processo. Por tempo de processo é normalmente planejado a duração de tempo do carregamento inicial do forno com a sucata de metal até que o aço fundido seja descarregado dele, e esse é o significado também no presente pedido.
[0010] Os benefícios de aplicação da EMS, portanto, são obtidos
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3/13 somente durante uma parte do processo.
[0011] Um exemplo ilustrativo da técnica anterior é revelado em GB 2192446 A descrevendo um processo de fusão do aço aplicando agitação com gás. O forno opera com um resíduo quente de uma medida limitada que é mencionado na revelação como estando na faixa de 10 a 30% da carga prévia. Como mencionado acima, a massa de tal resíduo quente limitado normalmente não é suficiente para evitar a solidificação das partes do resíduo quente quando a sucata é carregada. A agitação em um estágio precoce do processo, portanto, não será efetiva, em particular não quando usando a EMS.
[0012] DE 9422137 U1 também revela um processo de fusão no qual um resíduo quente é mantido a partir do ciclo de processo prévio. A massa do resíduo quente não é definida e se o resíduo quente tem uma massa dentro da faixa convencionalmente presente, ela não seria suficiente para evitar a solidificação de pelo menos partes do resíduo quente.
[0013] A agitação da EMS como tal é revelada, por exemplo, em GB 1601490.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0014] O objetivo da presente invenção é melhorar um processo de fabricação de aço do tipo em questão. Mais específico, o objetivo é reduzir o consumo de energia elétrica para o processo. Em particular, o objetivo é tornar possível aplicar efetivamente a EMS durante uma maior parte do processo, de preferência, durante o processo completo.
[0015] Esse objetivo é atingido em que um método do tipo especificado na introdução dessa descrição inclui as etapas específicas adicionais de proporcionar o resíduo quente em uma quantidade correspondendo com a fórmula:
Figure BR112014015842B1_D0001
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4/13 [0016] onde rrih é a massa do resíduo quente fornecido, ms a massa da sucata inicialmente carregada que está além da superfície do resíduo quente, Tm é a temperatura de fusão da sucata, Ts é a temperatura da sucata no seu carregamento, Th é a temperatura do resíduo quente no carregamento da sucata, Cp s é a capacidade térmica específica da sucata, Cp' é a capacidade térmica específica do resíduo quente, Q é o calor do metal fundido específico para a sucata e Ré um coeficiente que é pelo menos 0,75 e em que a agitação eletromagnética é aplicada no processo.
[0017] O termo resíduo quente convencionalmente significa o aço líquido que é deixado no forno depois da descarga no processo prévio. Isso é também entendido por esse termo no presente pedido. Entretanto, no presente pedido, esse termo deve ser entendido como a quantidade de metal líquido estando presente no forno a despeito de onde ele vem. O termo resíduo quente nesse pedido inclui, assim, qualquer aço líquido que seja inicialmente suprido para o forno como uma adição ao aço líquido do processo precedente ou até mesmo no lugar do aço líquido do processo precedente.
[0018] A fórmula especifica um mínimo para a massa do resíduo quente em relação à massa do aço dependendo das condições térmicas que estão presentes. O mínimo de acordo com a fórmula representa uma massa de resíduo quente que é grande o suficiente para atingir uma quantidade suficiente do estado líquido que permite uma aplicação efetiva de EMS em um estágio muito mais precoce no processo do que é possível com um resíduo quente da medida que convencionalmente está presente. As vantagens da EMS, portanto, são obtidas durante uma parte muito maior do tempo do processo total resultando em um processo mais efetivo com relação ao consumo de energia elétrica.
[0019] A fórmula é baseada no cálculo do equilíbrio de calor entre, por um lado, o calor necessário para aquecer a massa da sucata além
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5/13 da superfície do resíduo quente até a temperatura de fusão e, por outro lado, o calor que pode ser retirado do resíduo quente sem ele ser solidificado. O equilíbrio teórico acontece quando R = 1.
[0020] Entretanto, na prática, o equilíbrio teórico não refletirá exatamente o que acontecerá durante a parte inicial do processo, mas é preferivelmente para ser considerado como uma orientação preliminar. Existem fatores influenciando o processo nesse estágio que tendem a resultar na solidificação a despeito do equilíbrio de calor. Mais importante nesse aspecto é o fato que a transferência de calor do resíduo quente para a sucata não é uniforme. Algumas partes do resíduo quente, assim, poderíam ser esfriadas mais cedo do que outras. O esfriamento desigual do resíduo quente resultará, com isso, em que partes dele solidificarão a despeito da presença da quantidade suficiente dele para mantê-lo teoricamente no estágio líquido.
[0021 ] Outros fatores têm o efeito oposto. O arco elétrico é aceso já no começo do processo. Com isso, um abastecimento contínuo de calor é proporcionado que adiciona ao potencial de calor do resíduo quente. Considerando esse efeito, o equilíbrio de calor é afetado na direção impedindo a solidificação do resíduo quente. Esse efeito significa, assim, que o resíduo quente permanecerá no estágio líquido mesmo para um valor de R que seja menor do que 1.
[0022] A soma desses dois fatores é dependente do tempo e também é dependente de várias condições predominantes. Portanto, isso é difícil de calcular e não pode ser facilmente generalizado. O valor mínimo R = 0,75 especificado para a apresentação geral da invenção representa uma condição onde a segunda influência acima é atribuída com o peso mais alto e a primeira influência é pequena. Para condições ótimas de processo com relação ao equilíbrio de calor durante o estágio inicial, esse valor de R deve ser suficiente para manter o resíduo quente
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6/13 no estágio líquido. Alguns pontos solidificados locais minoritários no resíduo quente poderíam ocorrer, mas não até a extensão que ele significativamente reduza o efeito da EMS.
[0023] Através do método de acordo com a invenção onde a EMS pode ser aplicada em um estágio mais cedo do que de acordo com a técnica anterior, muitos benefícios são atingidos:
[0024] - Uma grande economia de energia através da fusão eficiente da sucata durante o ciclo de operação completo ou pelo menos uma maior parte dele do que de acordo com a técnica anterior.
[0025] - Rendimento maior de ferro e ligas.
[0026] - Produtividade maior através de tempos mais curtos de derivação a derivação.
[0027] - Consumo reduzido de oxigênio por vantagens totalmente usadas do resíduo quente junto com a EMS.
[0028] -Desgaste do furo de derivação reduzido.
[0029] - Consumo reduzido de eletrodo devido a menores movimentos da sucata.
[0030] - Risco reduzido de ruptura do eletrodo.
[0031] - Entrada de força mais alta pode ser aplicada no estágio mais precoce.
[0032] - Estabilidade melhorada do arco.
[0033] - Força reduzida no tempo.
[0034] - Prevenção de adiantamento da escória.
[0035] - Precisão e confiabilidade melhoradas de controle do ponto final.
[0036] - Posição da escória da EMS para empurrar a porta da escória para escória para remoção da escória.
[0037] - Tempo de reação da interface do metal e escória mais longo e área de reação uniforme.
[0038] - Maior eficiência da fusão e homogeneização do banho.
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7/13 [0039] - Tempo de ciclo do processo mais curto.
[0040] De acordo com uma modalidade preferida, R é pelo menos
1.
[0041] Essa modalidade significa que a massa relativa mínima do resíduo quente é um pouco maior do que o que é especificado para a invenção na sua forma mais generalizada. Como descrito acima, R = 1 representa o equilíbrio de calor quando considerando somente o conteúdo de calor do resíduo quente e da sucata, respectivamente. Essa modalidade, com isso, é mais segura com relação a evitar a solidificação das partes do resíduo quente e é baseada na suposição que o efeito do esfriamento não homogêneo do resíduo quente e o efeito do calor suprido pelo arco elétrico se equilibram aproximadamente. Existirá, assim, um maior grau de certeza para se beneficiar das vantagens com a EMS. [0042] De acordo com uma modalidade preferida adicional, R é pelo menos 1,2.
[0043] Essa finalidade proporciona uma margem ainda maior contra o risco para solidificações no resíduo quente desde que o conteúdo de calor teórico do resíduo quente é 20% mais alto do que o que é teoricamente necessário para mantê-lo líquido. Mesmo nos casos onde o efeito da solidificação não homogênea poderia dominar em comparação com o efeito do abastecimento de calor do arco elétrico, o resíduo quente permanecerá substancialmente líquido.
[0044] De acordo com uma modalidade adicional preferida, a massa do resíduo quente é menor do que 1,5 vezes o mínimo especificado de acordo com a invenção.
[0045] A presença de um mínimo de resíduo quente é estipulada a fim de manter o resíduo quente líquido. Entretanto, ter um resíduo quente que é muito maior do que esse mínimo em relação à massa da sucata além da superfície do resíduo quente não é necessário. Ao contrário, um resíduo quente muito grande é desperdício de energia. Pela
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8/13 limitação da quantidade relativa do resíduo quente, a produtividade dos processos é considerada e o limite superior de acordo com essa modalidade, portanto, é vantajoso com relação ao aspecto de produtividade. [0046] Para a modalidade onde a massa mínima do resíduo quente é definida com R = 0,75, a massa máxima de acordo com essa modalidade é definida por R sendo menor do que 1,125. Para as modalidades onde Rmin é 1 e 1,2 respectivamente, o Rmax correspondente será 1,5 e 1,8, respectivamente.
[0047] De acordo com uma modalidade preferida adicional, o início da EMS é pelo menos antes que 20% do processo de fusão total tenha passado.
[0048] Como mencionado acima, um dos aspectos importantes da invenção é que ela permitirá a aplicação da EMS em um estágio mais cedo do processo e, com isso, obterá as vantagens da EMS durante um período mais longo. Com essa modalidade, o período durante o qual a EMS não pode ser aplicada é reduzido para menos do que a metade de acordo com a técnica convencional.
[0049] De acordo com uma modalidade preferida adicional, o início da EMS é pelo menos antes que 10% do processo de fusão total tenha passado. O tempo de aplicação para a EMS de acordo com essa modalidade é ainda, assim, adicionalmente aumentado e, com isso, as vantagens relacionadas a tal agitação.
[0050] De acordo com uma modalidade preferida adicional, o início da EMS é pelo menos antes que 2% do processo de fusão total tenha passado. Isso significa que a EMS começa praticamente bem no início do processo, o que é particularmente vantajoso.
[0051 ] De acordo com uma modalidade preferida adicional, a massa do resíduo quente e a massa da carga do metal quente juntas são pelo menos 30% da massa total do aço no forno no fim do processo.
[0052] Esse é um critério adicional para garantir uma quantidade
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9/13 suficiente de aço na fase líquida no forno para proporcionar condições para uma EMS efetiva. Com esse critério também, efeitos adicionais influenciando o equilíbrio de calor no conteúdo do forno são considerados, a saber, o efeito da massa da sucata que inicialmente está acima da superfície do resíduo quente, o efeito do carregamento de mais sucata mais tarde durante o processo no caso do carregamento de múltiplas tinas é utilizado e o efeito do fornecimento de metal quente, isto é, metal líquido durante o processo de fusão.
[0053] De acordo com uma modalidade preferida adicional, a massa do resíduo quente e a massa da carga do metal quente são pelo menos 30% da massa total do aço no forno em qualquer estágio do processo. [0054] Essa modalidade ainda contribui para garantir que a EMS opere suficientemente durante o processo completo.
[0055] De acordo com uma modalidade preferida adicional, a massa do resíduo quente e a massa da carga do metal quente juntas são menores do que 60% da massa total do aço no forno no fim do processo. [0056] Com isso, o critério relacionado com a influência dos componentes do banho que são adicionados depois do carregamento inicial é considerado para o limite superior do resíduo quente a fim de evitar uma quantidade do resíduo quente que está acima do que representa uma produtividade eficiente.
[0057] De acordo com uma modalidade preferida adicional, a massa do resíduo quente e a massa da carga do metal quente são menores do que 60% da massa total do aço no forno em qualquer estágio do processo.
[0058] Essa modalidade ainda contribuirá de modo correspondente que a massa do resíduo quente seja limitada para manter a produtividade eficiente.
[0059] De acordo com uma modalidade preferida adicional, a distribuição do tamanho dos pedaços na sucata inicialmente suprida para o
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10/13 resíduo quente é determinada.
[0060] A massa da sucata que ficará abaixo da superfície do resíduo quente é dependente da estrutura da sucata. Devido à forma irregular e tamanhos diferentes dos pedaços na sucata, existirá muito vazio entre os pedaços, tal que a densidade geral incluindo os vazios será muito mais baixa do que a densidade dos pedaços de sucata como tal. Essa densidade normalmente fica na faixa de 2 a 3 kg/dm3. Isso pode ser usado, assim, como orientação quando calculando a massa do resíduo quente necessária a fim de satisfazer o critério de acordo com a invenção. Pela determinação da distribuição do tamanho dos pedaços na sucata, a dita densidade geral da sucata pode ser mais precisamente avaliada. Com isso, o critério para a massa do resíduo quente terá maior precisão resultando em uma melhor possibilidade de prover uma ótima massa de resíduo quente com relação a, por um lado, garantia de massa de resíduo quente suficiente para a EMS e, por outro lado, evitação de um resíduo quente muito grande com relação à produtividade. [0061] A determinação do tamanho dos pedaços na sucata poderia incluir a determinação do tamanho de cada pedaço ou de somente uma seleção representativa dos pedaços.
[0062] A distribuição do tamanho também afeta a transferência de calor do resíduo quente para a sucata. Quanto maiores são os pedaços na sucata, mais lenta será a transferência do calor. Com o conhecimento da distribuição do tamanho também, esse efeito pode ser considerado quando determinando a massa ótima do resíduo quente.
[0063] De acordo com uma modalidade preferida adicional, a geometria dos pedaços na sucata é determinada.
[0064] Isso contribui ainda para avaliar um valor mais preciso da densidade geral da sucata e também afeta a intensidade da transferência do calor, resultando em vantagens do tipo mencionado a seguir acima. Também quando determinando a geometria, isso pode ser feito
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11/13 para cada pedaço ou para somente uma seleção representativa dos pedaços.
[0065] As modalidades preferidas acima descritas da invenção são especificadas nas reivindicações dependentes. Deve ser entendido que modalidades preferidas adicionais naturalmente podem ser constituídas por qualquer combinação possível das modalidades preferidas acima e por qualquer combinação possível dessas e aspectos mencionados na descrição dos exemplos abaixo.
[0066] A invenção será ainda explicada através da descrição detalhada seguinte de seus exemplos e com referência aos desenhos acompanhantes.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0067] As Figs. 1a-e exibem esquematicamente em vistas de projeção lateral (Figs. 1a-c e 1e) e superior (Fig. 1d) de um EAF, para o qual o método de acordo com a invenção é adequado.
[0068] As Figs. 2a- b exibem em diagramas o consumo de força elétrica (Fig. 2a) e o fluxo de abastecimento do oxigênio (Fig. 2) como uma função do tempo durante a fusão da sucata em um processo de fusão no EAF de acordo com uma modalidade de um processo de acordo com a invenção quando comparado com o processo de fusão da técnica anterior.
DESCRIÇÃO DOS EXEMPLOS [0069] Nas Figs. 1a-e é ilustrado um forno de arco elétrico (EAF) durante estágios diferentes de um processo de fusão no EAF de acordo com uma modalidade da invenção. O EAF 10 compreende um agitador eletromagnético (EMS) 11 e eletrodos 12. Um sistema de abastecimento de força 13 conectado operativamente nos eletrodos 12 e um dispositivo de processo e controle 14 (somente ilustrado na Fig. 1a) conectado operativamente no sistema de abastecimento de força 13 e a EMS para o seu controle, são fornecidos.
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12/13 [0070] Através do dispositivo de processo e controle 14, a massa adequada do resíduo quente pode ser calculada com base nos valores armazenados e medidos para os parâmetros na fórmula que determina a massa do resíduo quente. O resíduo quente é inteiramente, ou pelo menos em uma maior parte, formado pelo metal fundido que é deixado no forno depois da descarga do ciclo de processo prévio. Portanto, o cálculo da massa adequada do resíduo quente é feito já um pouco antes da descarga do processo de fusão prévio.
[0071] A Fig. 1a ilustra um estágio da ignição do arco em que um resíduo quente 15 foi deixado no EAF 10 de um ciclo de processo anterior, isto é, quando a sucata de metal fundido foi esvaziada no ciclo de processo anterior, uma quantidade controlada de sucata de metal fundido, isto é, o resíduo quente 15, foi deixada no EAF para o ciclo de fusão seguinte. Adicionalmente, uma quantidade controlada de sucata de metal sólido foi carregada no EAF 10. Os arcos entre os eletrodos 12 e a sucata são acesos.
[0072] A Fig. 1b ilustra um estágio de perfuração em que os eletrodos 12 estão fundindo a sucata de metal sólido 16 enquanto penetrando mais para baixo para dentro da sucata de metal 16.0 metal fundido está agora consistindo do resíduo quente 15 e sucata fundida. O consumo de força elétrica e o fluxo de abastecimento do oxigênio durante a ignição do arco e os estágios de perfuração das Figs. 1a- b são ilustrados nas Figs. 2a-b como ocorrendo entre aproximadamente 6 e 12 minutos do início do processo.
[0073] A seguir, uma carga de metal quente opcional é executada. Aqui, o metal fundido é suprido para o EAF a partir de uma instalação de fabricação de aço (não ilustrada). Durante a carga do metal quente, que ocorre entre aproximadamente 12 e 17 minutos do início do processo, nenhuma força elétrica é suprida para os eletrodos 12 e nenhum oxigênio é suprido para o EAF 10.
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13/13 [0074] A seguir, o processo de fusão principal é executado como ilustrado nas Figs. 1c- d, durante o qual a força elétrica e o fluxo de abastecimento do oxigênio são máximos. A seguir, um estágio de refino opcional é executado como sendo ilustrado na Fig. 1e com menor força para aquecer o metal fundido para a temperatura de esvaziamento. Os estágios de fusão principal e refino ocorrem entre aproximadamente 17 e 37 minutos do início do ciclo, durante o qual a força elétrica é diminuída gradualmente. O ciclo do processo de fusão no EAF termina com o esvaziamento da sucata de metal fundido, exceto pelo resíduo quente necessário para o próximo ciclo de fusão.
[0075] A Fig. 2a é um diagrama do consumo de força elétrica durante o processo de fusão no EAF de acordo com a invenção quando comparado com o consumo de força elétrica para um processo de fusão da técnica anterior, representado pelas linhas inferior e superior das partes selecionadas no diagrama, respectivamente. Similarmente, a Fig. 2b é um diagrama do fluxo de abastecimento do oxigênio durante o processo de fusão no EAF inventado quando comparado com o fluxo de abastecimento do oxigênio para um processo de fusão da técnica anterior.
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Claims (13)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para fusão de aço em um forno de arco elétrico, incluindo as etapas de
    - proporcionar um resíduo quente (15) no EAF,
    - carregar sucata de metal (16) no EAF e
    - fundir a sucata de metal (16) no EAF, caracterizado pelo fato de que a massa do resíduo quente (15) proporcionado é de acordo com a fórmula:
    mh = R (Tm Ts)xCp
    7-;—i ms (Th-Tm)xC^ + Q s onde rrih é a massa do resíduo quente fornecido, ms a massa da sucata inicialmente carregada que está além da superfície do resíduo quente, Tm é a temperatura de fusão da sucata, Ts é a temperatura da sucata no seu carregamento, Th é a temperatura do resíduo quente no carregamento da sucata, Cp s é a capacidade térmica específica da sucata, Cp' é a capacidade térmica específica do resíduo quente, Q é o calor do metal fundido específico para a sucata e R é um coeficiente que é pelo menos 0,75, e em que a agitação eletromagnética (EMS) (11) é aplicada no processo, na qual a massa do resíduo quente fornecido é calculada através de um dispositivo de processo e controle (14) com base nos valores armazenados e medidos para os parâmetros na fórmula.
  2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que R é pelo menos 1.
  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que R é pelo menos 1,2.
  4. 4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a massa do resíduo quente (15) é menor do que 1,5 vezes o mínimo especificado de acordo com a invenção.
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    2/3
  5. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o início da EMS (11) é pelo menos antes que 20% do processo de fusão total tenha passado.
  6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o início da EMS (11) é pelo menos antes que 10% do processo de fusão total tenha passado.
  7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o início da EMS (11) é pelo menos antes que 2% do tempo de fusão total tenha passado.
  8. 8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a massa do resíduo quente e a massa da carga do metal quente juntas são pelo menos 30% da massa total do aço no forno no fim do processo.
  9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a massa do resíduo quente e a massa da carga do metal quente juntas são pelo menos 30% da massa total do aço no forno em qualquer estágio no processo.
  10. 10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a massa do resíduo quente e a massa da carga do metal quente juntas são menores do que 60% da massa total do aço no forno no fim do processo.
  11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a massa do resíduo quente e a massa da carga do metal quente são menores do que 60% da massa total do aço no forno em qualquer estágio do processo.
  12. 12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a distribuição do tamanho dos pedaços na sucata inicialmente suprida para o resíduo quente é determinada.
  13. 13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações
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    3/3
    1 a 12, caracterizado pelo fato de que a geometria dos pedaços na sucata é determinada.
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    1/1
    Fig- 1a Fig. 1b Fig. 1c
    Energia elétrica (225 kWh/t)
    80π
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190103415A (ko) 2017-02-10 2019-09-04 에이비비 슈바이쯔 아게 금속 제조 프로세스를 위한 노 어셈블리
WO2022178037A1 (en) * 2021-02-16 2022-08-25 Gron Metallic Group, Inc. Process for recovering metals and oxides from iron-containing tailings

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH251938A (de) * 1945-01-13 1947-11-30 Smeltemetoden As Verfahren zur Herstellung von Metallen und deren Legierungen in einem Hochfrequenz-Induktionsofen und zur Ausführung dieses Verfahrens geeigneter Hochfrequenz-Induktionsofen.
JPS495691B1 (pt) * 1965-03-23 1974-02-08
US3690867A (en) * 1969-10-14 1972-09-12 Canada Steel Co Electric-arc steelmaking
US3772000A (en) * 1971-11-23 1973-11-13 Columbia Gas Syst Method for converting solid ferrous metal to steel
SE405983B (sv) 1977-06-09 1979-01-15 Asea Ab Sett for framstellning av kromhaltig legering i ljusbagsugn
DE3440820A1 (de) * 1984-11-08 1986-05-15 Tarek El Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Gammal Verfahren zur energieeinsparung beim elektro-schlacke-umschmelzen und legieren von metallen
CA1311787C (en) 1986-06-24 1992-12-22 Masahisa Tate Method of bottom blowing operation of a steel making electric furnace
DE9422137U1 (de) 1994-09-15 1998-06-10 Mannesmann Ag Stahlwerkseinrichtung
LU88785A1 (fr) * 1996-07-03 1998-01-03 Wurth Paul Sa Procédé de fabrication d'acier dans un four électrique avec enfournement de fonte liquide
IT1289001B1 (it) * 1996-10-14 1998-09-25 Danieli Off Mecc Sistema per l'agitazione elettromagnetica del metallo liquido in forni elettrici ad arco a corrente continua
RU2150514C1 (ru) * 1999-07-05 2000-06-10 Дорофеев Генрих Алексеевич Шихтовой брикет для производства высококачественной стали и способ его получения
US6389054B1 (en) * 2000-12-18 2002-05-14 Sms Demag Inc. Scrap charger
NO316470B1 (no) 2002-05-08 2009-11-16 Advanced Prod & Loading As Anordning for sammenkopling av rørledninger som fører fluid under trykk
WO2003095685A1 (en) * 2002-05-10 2003-11-20 Sms Demag Ag Scrap charger
ITMI20050626A1 (it) * 2005-04-13 2006-10-14 Technit Compagnia Tecnica Inte Apparato per la misura e il controllo dell'alimentazione di materiale di carica o rottame ad un forno e relativo procedimento
US20110174457A1 (en) * 2010-01-18 2011-07-21 Evraz Inc. Na Canada Process for optimizing steel fabrication
CN102181601B (zh) * 2011-04-25 2012-10-31 中冶赛迪工程技术股份有限公司 差动密闭送料的电炉冶炼装置及其送料方法
GB2507116B (en) * 2012-10-22 2014-09-10 Vito Logar Soft sensor for online estimation of the steel bath temperature in an electric arc furnace (EAF)

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