Modelamento termodinâmico e cinético da dessulfuração de aços ultrabaixo enxofre

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorCastro, José Adilson de-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/4613010410524009-
Autor(es): dc.contributorSilva, André Luiz Vasconcellos da Costa e-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9289063468294129-
Autor(es): dc.contributorAlves, Celso Luiz Moraes-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8201803720073001-
Autor(es): dc.contributorFonseca, Gláucio Soares da-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9663765935778795-
Autor(es): dc.contributorBeneduce Neto, Flávio-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/7726663681253204-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5524569475422705-
Autor(es): dc.creatorToledo, Paulo Vinícius Vieira-
Data de aceite: dc.date.accessioned2025-08-21T20:16:11Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2025-08-21T20:16:11Z-
Data de envio: dc.date.issued2025-03-19-
Data de envio: dc.date.issued2025-03-19-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/37318-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1057903-
Descrição: dc.descriptionCom o crescente desenvolvimento tecnológico industrial, a indústria siderúrgica se depara com exigências cada vez mais rigorosas para produção de aço. Aplicações mais sofisticadas requerem concentrações menores de residuais, o que tem impacto direto no processo de produção do aço. Alguns aços com aplicações na indústria de petróleo e gás, especialmente para a exploração em ambientes ricos em H₂S, fortes restrições quanto a limpidez e teor de enxofre são impostas pela norma API 5L (API, 2018) por conta da trinca induzida por hidrogênio. A obtenção de teores baixos e ultrabaixos de enxofre requer controle da termodinâmica e cinética da dessulfuração, no refino secundário do aço. Termodinamicamente, faz-se necessário um ambiente redutor com baixo potencial de oxigênio. Além disso, é preciso ter uma escória com propriedades compatíveis com o processo, que possua boa capacidade de sulfeto e alto percentual de fase líquida na temperatura de refino. De forma geral, faz-se necessário promover a agitação do banho metálico para que o transporte de massa seja favorecido, sem que haja exposição do metal à atmosfera. Para o desenvolvimento de um processo complexo como este, a termodinâmica computacional se mostra como uma ferramenta útil, unindo a teoria bem estabelecida da termodinâmica com uma sólida base de dados. No presente trabalho, utilizou-se o software de termodinâmica computacional Thermo-Calc para modelar a termodinâmica e a cinética do processo de dessulfuração de aços ultrabaixo enxofre em forno panela. As propriedades e composição de escórias utilizadas industrialmente também foram analisadas e comparadas com resultados presentes na literatura. Os resultados indicam que a dessulfuração pode ser descrita razoavelmente bem pelo modelo desenvolvido. Foi obtida uma boa relação linear entre o coeficiente volumétrico de transporte de massa e a vazão de gás. Ademais, foram evidenciadas oportunidades de melhorias na composição química das escórias para dessulfuração profunda através saturação da escória em CaO. Os resultados mostram uma melhora na eficiência do processo com adições extras de CaO.-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-
Descrição: dc.descriptionWith the increasing industrial technological development, the steel industry is facing increasing demands for steel production. More sophisticated applications require lower concentrations of residuals, which has a direct impact on the steel production process. Steels used in the oil and gas industry, especially for exploration in environments rich in H₂S, have strong restrictions on cleanness and sulfur content imposed by the API 5L standard (API, 2018) due to hydrogen-induced cracking. Achieving low and ultra-low sulfur contents requires control of the thermodynamics and kinetics of desulfurization in the secondary refining. Thermodynamically, a reducing environment with low oxygen potential is required. In addition, it is necessary to have a slag with properties compatible with the process, which has good sulfide capacity and a high percentage of liquid phase at the refining temperature. In general, it is necessary to promote agitation of the metal bath so that mass transport is favored, without exposing the metal to the atmosphere. For the development of a complex process such as this, computational thermodynamics has proven to be a useful tool, combining the well-established theory of thermodynamics with a solid database. In this work, the computational thermodynamics software Thermo-Calc was used to model the thermodynamics and kinetics of the desulfurization process of ultra-low sulfur steels in a ladle furnace. The properties and composition of slags used industrially were also analyzed and compared with results found in the literature. The results show that the desulfurization can be described reasonably well by the developed model. A good linear correlation between the volumetric mass transfer coefficient and the gas flow rate was observed. Furthermore, opportunities for improvement in the chemical composition of the slags were highlighted. The results show an improvement in the process efficiency with extra additions of CaO.-
Descrição: dc.description181 f.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectTermodinâmica computacional-
Palavras-chave: dc.subjectDessulfuração-
Palavras-chave: dc.subjectModelamento-
Palavras-chave: dc.subjectForno Panela-
Palavras-chave: dc.subjectDessulfuração de aços-
Palavras-chave: dc.subjectEnxofre-
Palavras-chave: dc.subjectProdução intelectual-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Metalúrgica-
Palavras-chave: dc.subjectComputational Thermodynamics-
Palavras-chave: dc.subjectDesulfurization-
Palavras-chave: dc.subjectModeling-
Palavras-chave: dc.subjectLadle Furnace-
Título: dc.titleModelamento termodinâmico e cinético da dessulfuração de aços ultrabaixo enxofre-
Tipo de arquivo: dc.typeDissertação-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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