Avaliação numérica e experimental da redução em forno de cuba utilizando pelotas convencionais e autorredutoras produzidas com biomassa de capim elefante (Pennisetum purpureum SCHMACH)

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorCastro, José Adilson de-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/4613010410524009-
Autor(es): dc.contributorCampos, Marcos Flavio de-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5526383460332378-
Autor(es): dc.contributorMedeiros, Neil de-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/7783872304499386-
Autor(es): dc.contributorFrança, Alexandre Bôscaro-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/4539473355526849-
Autor(es): dc.contributorCarvalho, Rodrigo Magalhães de-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/0303025568103301-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9030097744432901-
Autor(es): dc.creatorRocha, Elisa Pinto da-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T17:57:05Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T17:57:05Z-
Data de envio: dc.date.issued2022-11-29-
Data de envio: dc.date.issued2022-11-29-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://app.uff.br/riuff/handle/1/27128-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/760726-
Descrição: dc.descriptionApesar dos avanços tecnológicos na indústria siderúrgica, a cobrança legislativa ambiental e a busca por tecnologias de menor custo e energia limpa vêm aumentando cada vez mais. O presente trabalho buscou solucionar problemáticas encontradas na área de redução de minério de ferro, tais como: a redução da demanda energética de fornos tipo cuba Midrex®; a escassez de finos adequados à sinterização; e, a escassez de carvão mineral adequados à produção de coque e cobrança criteriosa da legislação ambiental brasileira para aprimoramento de tratamentos adequado ao descarte de resíduos sólidos. O estudo foi realizado por meio da avaliação da cinética de aglomerados autorredutores comparativamente aos convencionais atualmente utilizados, adotando-se um sistema de equacionamento numérico com código próprio que foi implementado com os parâmetros cinéticos dos aglomerados obtidos experimentalmente adotando-se técnicas de termogravimetria. A redutibilidade de pelotas autorredutoras feitas por uma mistura de finos de pellet feed, poeira de conversor a oxigênio e biomassa de capim elefante/coque foi analisada por meio de ensaios termogravimétricos realizados isotermicamente em atmosferas inerte e com composição de gás de síntese. Resultados quantitativos da difração de raios-X permitiram acompanhar a evolução da redutibilidade dos aglomerados juntamente com a caracterização da estrutura analisadas em imagens adquiridas em MEV. Por meio dos ensaios termogravimétricos realizados em TGA-DSC, foi possível obter as constantes cinéticas das reações de redução ocorridas nos aglomerados ao longo do tempo, sendo a maior constante obtida a 1100ºC, durante a transformação FeO→Fe, para pelotas contendo biomassa. A substituição parcial da carga de alimentação de fornos Midrex® por 15% de pelotas autorredutoras contendo biomassa, aumentou a produtividade do forno em até 2,68 ton.m3.dia⁻¹ quando comparado ao forno comercialmente usado; bem como houve a redução de gás de síntese, já que o tempo de residência da carga decaiu consideravelmente, tornando-se interessante a aplicação deste aglomerado industrialmente.-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-
Descrição: dc.descriptionAlthough the technological progress in the steel mill, the environmental legislative collection and search by lower-cost and clean-energy technologies are increasing more and more. The present work sought solving problems found in the iron ore reduction area, as such: decreasing for energy demand of Midrex® furnaces; shortage of fines appropriated for sintering; and the shortage of coal for coke production; and the careful collection of Brazilian environmental laws for improving the treatments of solid waste disposals. The study was performed by the kinetic evaluation of self-reducing pellets compared to conventional ones, and it was used a numerical equation system of own code implemented with kinetic parameters of the self-reducing mixtures obtained experimentally. The self-reducing pellets reducibility done by a mixture of fines of pellet feed, BOF dust and coal of elephant grass biomass and coke was carried out by isothermal thermogravimetric runs in inert and reactive atmosphere. Quantitative results of X-ray diffraction allowed verifying the evolution of the reducibility of agglomerates along with the structure morphological characterization in images acquired by SEM. The reduction kinetic constants were obtained from the thermogravimetric runs performed in TGA-DSC along the time, being the higher constant obtained at 1100ºC, during the FeO→Fe step, for pellets containing biomass. The partial replacement of the feed charge of Midrex® furnaces by 15% of self-reducing pellets containing biomass, improved the furnace productivity in until 2,68 ton.m3.day⁻¹ , when compared at the comercial furnace; such as the reducing of synthesis gas consumption, since the residence time of the pellets in the furnace has fallen considerably, making this propose an industrial interesting application.-
Descrição: dc.description224 p.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectForno cuba-
Palavras-chave: dc.subjectSimulação computacional-
Palavras-chave: dc.subjectRedução direta-
Palavras-chave: dc.subjectPelotas autorredutoras-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Metalúrgica-
Palavras-chave: dc.subjectSimulação de processos e fenômenos-
Palavras-chave: dc.subjectProdução intelectual-
Palavras-chave: dc.subjectRedução direta-
Palavras-chave: dc.subjectPelotização (Beneficiamento de minério)-
Palavras-chave: dc.subjectSimulação por computador-
Palavras-chave: dc.subjectShaft furnace-
Palavras-chave: dc.subjectComputational simulation-
Palavras-chave: dc.subjectDirect reduction-
Palavras-chave: dc.subjectSelf-reducing pellets-
Título: dc.titleAvaliação numérica e experimental da redução em forno de cuba utilizando pelotas convencionais e autorredutoras produzidas com biomassa de capim elefante (Pennisetum purpureum SCHMACH)-
Tipo de arquivo: dc.typeTese-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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