SIMULAÇÃO A FRIO DA ELEVAÇÃO DA DENSIDADE DE CARGA DA MISTURA DE CARVÕES METALÚRGICOS POR VIBRAÇÃO DA MISTURA
PHYSICAL SIMULATION OF A DENSIFICATION PROCESS OF BLEND OF COAL BY VIBRATING
Nascimento, Leandro Miranda; Assis, Paulo Santos; Silva, Guilherme Liziero Ruggio da; Sampaio, Ronaldo Santos
http://dx.doi.org/10.4322/2176-1523.1070
Tecnol. Metal. Mater. Min., vol.13, n4, p.310-315, 2016
Resumo
A maior parte da produção mundial de aço passa pela conversão de minério de ferro em grandes altos-fornos, tendo o coque como uma das matérias-primas. Por um lado, boas propriedades mecânicas a quente do coque, como o CSR e CRI, são necessárias para que o consumo de coque seja o mínimo, pois é também, junto com os óxidos de ferro, um dos maiores componentes dos custos variáveis do ferro gusa. As misturas dos vários tipos de carvões minerais utilizados exigem a participação de uma fração Hard, a mais cara e com maior poder de coqueificação, e de uma fração Soft, mais barata e inerte. Logo, quanto maior for a participação do Hard mais caro será a mistura a ser coqueificada. Uma maneira de aumentar a fração de Soft na mistura de carvões, reduzindo o custo da mistura, e ainda assim obter um coque com boa qualidade é aumentar a densidade a granel da mistura. Para isso alguns métodos já são empregados com sucesso, como o Stamp Charging e a Briquetagem Parcial. Este artigo apresenta um novo método, que consiste na densificação da mistura de carvões dentro do forno via dispositivos de vibração. Foram realizadas simulações físicas a frio e em escala reduzida para avaliar o potencial de aumento de densidade a granel da técnica. Os resultados mostram um ganho de aumento de 30% da densidade a granel da mistura.
Palavras-chave
Coqueria, Simulação física, Siderurgia, Vibração, Densificação
Abstract
The Blast furnace technology represents globally more than 95% of all primary iron source to produce steel. The Blast-furnace is a counter current porous media where coke particles play the major role as porous media, energy source and reducer for the iron oxides. The coke is produced basically from two sources of metallurgical coals, the “hard” coal with coking properties (swelling) and another “soft”, inert and cheaper that together produce the desirable coke. The coke with high CRS and low CRI ensure the high productivity and low fuel rate at the blast furnace. The coke mix (hard + soft) increases its costs the higher it is the fraction of the hard coal, a more expensive coal. However, if the bulk density of the blend (hard + soft) is increased it is possible to increase the fraction of poor coal, soft, in the blend. By this way coke oven productivity increase and the coke production cost is reduced keeping the same coke’s quality level. Stamping Charging and Partial Briquetting are methods that exemplify this technique. This article introduces a new method to improve the coal mix bulk density by a vibration technique with patent pending. Some physical simulation in cold and reduced scale has been made to estimate the increase potential of density of the blend. The lab results presented up to 30% in the bulk density enhancement.
Keywords
Coke oven, Physical simulation, Iromaking, Vibration, Densification
Referências
1 American Society for Metal. Annual Book of ASTM Standars. Philadelfia: ASTM; 2014.
2 International Organization for Standardization – ISO. ISO 18894. Genebra: ISO; 2006.
3 Silva GLR. Otimização da mistura de carvões na produção de coque metalúrgico [dissertação de mestrado]. Ouro Preto: Programa de Pós-graduação da Rede Temática em Engenharia dos Materiais, Universidade Federal de Ouro Preto; 2011.
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5 Leibrock K, Petak H. Coke production from low-coking coal blends by densification. Fuel Processing Technology. 1983;7:91-107.
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8 Silva JM. Estudo do fluxo de material fragmentado na mineração subterrânea, com o uso de modelos físicos [dissertação de mestrado]. Belo Horizonte: Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica e de Minas; 2005.
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