Estudo do comportamento metalúrgico do “reator kambara” através de modelagem física.

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Autor(es): dc.contributorSilva, Carlos Antônio da-
Autor(es): dc.creatorKirmse, Odair José-
Data de aceite: dc.date.accessioned2019-11-06T13:29:16Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2019-11-06T13:29:16Z-
Data de envio: dc.date.issued2013-08-22-
Data de envio: dc.date.issued2013-08-22-
Data de envio: dc.date.issued2006-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://hdl.handle.net/123456789/3141-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/556334-
Descrição: dc.descriptionOs requisitos de qualidade da ligasde aço têm aumentado ano a ano para garantir eficiência e eficácia nosmateriais durante sua solicitaçãoem uso. Com essa crescente demanda, é evidente que elementos como enxofre e fósforo passam a requerer atenção especial, por provocarem fragilidade mecânica, e consequentemente, inutilizarem aços para determinadas aplicações mais nobres. O enxofre nas ligas de aço é sempre indesejável, salvo raras exceções. Hoje é comum que os requisitos de aplicação exijamteores abaixo de 50 ppm. Isso tem motivado desenvolvimentos para eliminar ou pelo menos minimizar ao máximo seu carregamento nos convertedoresLD e com isso tem forçado que sua eliminação seja feita antes dessa etapa. Como a atividadedo enxofre no gusa líquido é cinco vezes maior que aço líquido, é natural que a etapa de dessulfuração seja realizada, na maioria dos casos, antes da fase de refinopor trazer vantagens no processo e no custo. A dessulfuração do gusa líquido pode ser realizada, após o vazamento dos Altos-Fornos, no próprio vasilhame de transporte (carro-torpedo) ou empanela de transferência, antes do carregamento nos convertedores. Devido a melhores quesitos de garantia, a prática de dessulfuração em panela tem sidomuito difundida, onde o reator “Kambara”, chamado apenas KR, tem sedestacado pela eficiência e baixo custo de operação. Hoje a planta KR é muito difundida no Japão e pouco conhecida no Ocidente. Conhecer suas particularidades e aprofundar-se em seu desenvolvimento passa a ser importante para as empresas que querem decidir por uma alternativa de dessulfuração de gusa, com eficiência e custo operacional atraentes. A proposta deste trabalho é explorar o comportamento metalúrgico do KR, usando a ferramenta da modelagem física. Na modelagem de um processo é preciso que haja a representatividade dos fenômenosque ocorrem na realidade. O desenho do agitador, a velocidade de rotação, a forma da panela, a característica do fluido devem obedecer a critérios de semelhança. Foi desenvolvido, na Universidade Federal de Ouro Preto, um simulador a frio da planta KR,usando acrílico para o vaso de contenção, água em lugarde gusa e querosene simulando escória.Esse modelo, emescala 1/7, permite estudar características de misturamento típicas do aparelho bem como aspectos fluidodinâmicos. Foram empregados 2 modelos de agitadores (chamados tipo Acom pás retas e tipo Bcom pás arredondadas) com diferentes profundidades de penetração e diferentes velocidades de rotação, associando cada situação a resultados específicos de eficiência de misturamento e de transferência de massa. Os resultados mostraram que a forma do agitador, bem como rotação e profundidade têm importância direta sobre a eficiência do reator. A macromistura no KR parece sermais efetiva que o processoquímico que é controlado por algumas restrições de transferência de massa nacamada limite da partícula do material dessulfurante. Essa macromistura pode ser melhorada, porém é limitada pela borda livre da panela. O agitador do tipo B permitemelhores valores de borda livre com a mesma penetração. Os resultados entre os dois agitadores só começam a ser pronunciados com alta rotação e baixa profundidade de imersão. __________________________________________________________________________________________-
Descrição: dc.descriptionABSTRACT: The quality requirements ofmany steel grades are becoming increasingly important due to demand of alloys for sophisticated applications. The sulfur and phosphorus contents of steel grades have become stringent. Sulfur is undesirable except for machinability applications. The tolerance limit for sulfur content is around 50 ppmmaximum in the case of many applications. To achieve this is important to control sulfur in the hot metal charged toLD vessel. Since the súlfur activity coefficient is 5 times greater in the hot metal than in steel hot metal desulfurization should be favorable. The blast furnace hot metal can be desulfurized either in torpedo car or in the hot metal ladle. Agitation of hot metal bymechanical means should be better due to renewal of surface as in the caseof Kambara Reactor(KR) than in the case of agitation inside torpedo car by pneumatic means. The Kambara Reactor is definetely more efficient and has lower production cost. The Kambara Reactor is preferred in Japanese steel plants than elsewhere. In respect to metallurgical performance thisprocess ispreferred by companies that are deciding about alternatives available for Hot Metal Desulphurization from the point of view of efficiency and operational costs. The objective of this work is to investigate the Hot Metal Desulphurization in Kambara Reactor (KR), using physical modeling asa tool in order to simulate industrial process. A physical model hasbeen constructed in the laboratory and operated. The impeller design, the rotation speed, the hot metal ladle shape, the fluid characteristics, etc are taken into account in the similarity criteria for design the model. A model, scale 1/7, based on similarity criteria wasbuilt at the Department of Metallurgical Enginering of Universidade Federal de Ouro Preto using acrylic material for the ladle vessel, water simulating the hot metal, and kerozene for slag. Mixing andmass transfer studies were carried outto get a deeper understanding of KR metallurgical performance. A comparison between two impeller designs (A and B) as far as mixing and mass transfer are concerned ispresented. Macromixing in a KR seems to be faster than the chemical process which is controlled by mass transfer at the several restrictive layers around the particle desulfurizer. Macromixing can be improved but is limited by the available freeboard. Impeller B allowshigher freeboards for the same immersion. Dispersion is more effective at shallower depth of immersion and higher impeller speed-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.-
Palavras-chave: dc.subjectMetarlurgia-
Palavras-chave: dc.subjectDessulfuração-
Palavras-chave: dc.subjectMisturas-
Palavras-chave: dc.subjectSiderugia-
Título: dc.titleEstudo do comportamento metalúrgico do “reator kambara” através de modelagem física.-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
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