Mejorar la limpieza del acero es una estrategia central para las empresas siderúrgicas para aumentar la competitividad de sus productos y expandir el mercado de alta gama. El nitrógeno en el acero es comúnmente considerado un elemento nocivo, y su contenido excesivo deteriora significativamente la plasticidad, tenacidad y durabilidad del acero. Por lo tanto, lograr un control bajo de nitrógeno en el acero fundido es un método clave para mejorar la limpieza. Esta revisión sistematiza los principios termodinámicos y cinéticos del control de nitrógeno en el proceso de fabricación de acero, y analiza en profundidad los factores tecnológicos críticos que afectan el contenido de nitrógeno en el acero, incluyendo: 1) el efecto bloqueador de los elementos superficiales activos (O, S) en la reacción gas-líquido y sus concentraciones críticas (por ejemplo, cuando w[O] > 0,04% o w[S] > 0,06%, la desnitrificación casi se detiene); 2) el papel desnitrificante de las burbujas de monóxido de carbono (CO) y cómo optimizar el proceso (como añadiendo agentes espumantes) para extender su tiempo efectivo de desnitrificación; 3) el mecanismo químico de absorción de nitrógeno por escoria con alta capacidad de nitrógeno y la regulación de la solubilidad de nitrógeno mediante los componentes de la escoria (como la relación CaO/Al₂O₃ y el contenido de CaF₂); 4) las ventajas termodinámicas de presiones parciales bajas de nitrógeno durante el tratamiento al vacío y el mecanismo cinético sinérgico del agitado con argón; 5) el problema específico del aumento de nitrógeno causado por la ionización del arco en el horno de arco eléctrico y estrategias para mitigarlo. Basándose en esto, se resumen las técnicas industriales de control bajo de nitrógeno, representadas por Shandong Steel, Shougang y Tai Steel, y se evalúan especialmente los modelos de predicción de contenido de nitrógeno que han surgido en los últimos cinco años (como el modelo dinámico de convertidor de Nam y el modelo termodinámico variable con el tiempo de AOD de Wei), realizando una comparación transversal que señala las limitaciones actuales de los modelos en términos de universalidad, inmediatez y adaptabilidad a condiciones extremas. Finalmente, se señala que la producción futura de acero con bajo contenido de nitrógeno debe centrarse en la optimización del proceso de arco, el control inteligente global, y se destaca especialmente la nueva vía metalúrgica ecológica de eliminación sinérgica de carbono y nitrógeno mediante la formación de nitruros de carbono en el contexto de la estrategia de "doble carbono".
关键词
Desnitrificación; termodinámica y cinética; elementos superficiales activos; escoria absorbente de nitrógeno; modelo de nitrógeno