Na siderurgia moderna, a presença de chumbo (Pb) e zinco (Zn) — ambos mais pesados que o ferro — pode causar sérios desafios às operações de refino e à qualidade final do aço. Compreender seus efeitos nocivos e aplicar técnicas eficazes de remoção são essenciais para otimizar o processo de siderurgia.
Perigos do chumbo e do zinco no aço
- Danos à estrutura de aço
O chumbo e o zinco rompem a matriz de ferrita e a estrutura reticular, o que afeta negativamente as propriedades mecânicas do aço, reduzindo sua resistência e tenacidade. - Impacto nos equipamentos do forno
Devido à sua alta densidade, o chumbo e o zinco tendem a se depositar no fundo do forno. Isso não só danifica o eletrodo inferior, como também acelera a erosão dos materiais refratários do forno. - Dificuldade nas operações de refino
A remoção de chumbo e zinco não é fácil e requer técnicas de refino dedicadas para obter resultados estáveis e eficazes.
Experiência Europeia em Processos de Deschumbo e Deszinco
Na Europa, o excesso de chumbo e zinco na sucata é bastante comum, levando as siderúrgicas a desenvolver tecnologias avançadas de remoção. Notavelmente, a siderúrgica BSW na Alemanha e a tecnologia de forno elétrico a arco de 90 toneladas amadureceram e são aplicadas com sucesso na produção. Nossa própria prática em fornos elétricos a arco de corrente contínua também comprovou que esses métodos podem atender aos requisitos de produção.
Métodos de remoção de chumbo
O chumbo é um elemento relativamente estável e de baixo potencial de oxidação, que tende a evaporar rapidamente nas condições de produção de aço. As principais etapas para a remoção do chumbo são:
- Etapa de oxidação: Quando a amostragem apresenta excesso de chumbo no aço fundido, a injeção de carbono é interrompida. A intensidade e o ângulo do sopro de oxigênio são aumentados para oxidar o carbono no aço para menos de 0,10%. A agitação forte eleva a temperatura do aço, o que promove a oxidação do chumbo no fundo do forno e sua captura pela escória. Esse processo geralmente dura de 2 a 6 minutos.
- Etapa de redução e evaporação: Pó de carbono espumante é então injetado, reduzindo rapidamente os óxidos de chumbo de volta ao chumbo metálico. O chumbo evapora e escapa para o gás do forno, removendo efetivamente uma parte dele. Estudos mostram que esse método pode eliminar mais de 25% do chumbo, tornando-se uma solução industrial prática.
Processo de remoção de zinco
Como o zinco compartilha propriedades químicas e físicas semelhantes às do chumbo, o processo de remoção do zinco é praticamente o mesmo. No entanto, na prática, a remoção do zinco tende a ser ainda mais eficaz, tornando-se um método amplamente adotado na produção de aço em fornos elétricos a arco.
