Análise da injeção simultânea de gás natural e diferentes misturas de carvões pulverizados (PCI) utilizando o modelo total do alto-forno

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Autor(es): dc.contributorCastro, José Adilson de-
Autor(es): dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763512D5-
Autor(es): dc.creatorMatos, Ulysses Forastieri de-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T18:40:45Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T18:40:45Z-
Data de envio: dc.date.issued2021-03-10-
Data de envio: dc.date.issued2007-11-09-
Data de envio: dc.date.issued2021-03-10-
Data de envio: dc.date.issued2006-11-08-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/21020-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/775308-
Descrição: dc.descriptionMuch effort have been made in order to minimize coke consumption in the blast furnace process. Pulverized coal injection is currently used aiming at achieving coke consumption decrease, high productivity smooth blast furnace operation. Further improvement on the pulverized coal injections technique is the replacement of the pulverized coals used in the actual operation by blending with coals of different chemical composition, expanding the range of raw materials suitable for using in the PCI operation. However, the use of new raw materials for PCI injection requires detailed investigation regarding the performance of the blast furnace. Computer simulation of the blast furnace process has proved highly efficient for predicting the inner condictions of the reactor under severe injection conditions. Aiming at improving the blast furnace modelling, this work purposes the simulation of the combined injection of blended pulverized coal and natural gas. Some mixtures with different composition, sulphur, phosphorus and manganese were analyzed. The model is based on six-phases, where the movement, heat and chemical species are described by transport equations. The set of differential equations are discretized and solved applying the finite volume method in a non-orthogonal coordinate system. The mechanism of phosphorus, sulfur and manganese reactions were considered in the model in order to analyze the effect of the chemical composition of the coal on the quality of the hot metal and inner state of the blast furnace. The model predictions the major operational parameters on a show consistency with the actual blast furnace practice. The chemical reaction rates were adapted from literature and had constants adjusted to represent the industrial process. The manganese, phosphorus and sulfur composition of the hot metal revealed to play important role when new operation techniques based on coal blending is aimed at. Simulation results pointed out that a maximum of 75% of pulverized coal with relatively high sulfur content(0.9% S) combined with 25% of low sulfur coal(0.27% S) and injection rates of 130 kg PCI/thm was possible with smooth operation and hot metal quality suitable to use in integrated steelworks (0.035% S). The productivity of the blast furnace process was also enhanced when the combined injection of blending coals and natural gas of around was used. The natural gas played important role in the inner condictions of the furnace reduction and diluted the deleterious effect of high sulfur pulverized coal-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-
Descrição: dc.descriptionObjetivando minimizar o custo de produção do gusa, a injeção de carvão pulverizado em altos-fornos como combustível auxiliar, tem se mostrado uma das melhores alternativas. Com a utilização direta de carvão mineral, no entanto, impurezas como fósforo e enxofre podem causar alterações na qualidade do gusa. A injeção de misturas de carvões em altos-fornos juntamente com gás natural vem se mostrando atrativa, sendo utilizada ultimamente por algumas empresas. O custo da importação e o teste prático para análise dos carvões importados nas usinas são dependentes do preço destes insumos no mercado. Surge então a necessidade de novas formas de análise de misturas de carvões que possam permitir uma previsão do comportamento das misturas no interior do alto-forno, verificando a sua viabilidade com um custo mais baixo para as empresas. Para verificar esta viabilidade de misturas de diferentes carvões em um alto -forno real faz-se, neste trabalho, uma análise da injeção simultânea de gás natural e diferentes misturas de carvões através do modelo matemático 3D proposto por Castro(2000). Este modelo simula o processo de redução no reator como um todo, isto é, desde o cadinho até o topo. O modelo considera cinco fases onde o movimento, o calor e as espécies químicas são solucionados pela equação de transporte. As interações entre as fases são baseadas em correlações semiempíricas. As equações de transporte são resolvidas baseadas no método de volumes finitos aplicado a uma malha não ortogonal. A solução computacional é feita através de código desenvolvido em linguagem Fortran. Após a introdução dos mecanismos de incorporação de S, Mn e P ao modelo de Castro(2000) os resultados obtidos apresentaram uma concordância muito boa com os resultados industriais. O modelo demonstra ser uma ferramenta eficiente para a predição do efeito de diferentes misturas de carvão injetado via ventaneiras simultaneamente ao gás natural nos principais itens de qualidade do gusa de um alto-forno real. As taxas de cinética química são adaptadas da literatura e de dados obtidos do processo industrial-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherPrograma de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica-
Publicador: dc.publisherEngenharia metalúrgica-
Direitos: dc.rightsAcesso Aberto-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectAlto-forno-
Palavras-chave: dc.subjectMetalurgia extrativa-
Palavras-chave: dc.subjectCarvão-
Palavras-chave: dc.subjectGás natural-
Palavras-chave: dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA-
Título: dc.titleAnálise da injeção simultânea de gás natural e diferentes misturas de carvões pulverizados (PCI) utilizando o modelo total do alto-forno-
Tipo de arquivo: dc.typeDissertação-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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