MODELAMENTO BIFÁSICO E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DA AUTO-REDUÇÃO EM FORNO DE CUBA
TWO PHASE MODEL AND COMPUTATIONAL SIMULATION OF SELF REDUCTION IN SHAFT FURNACES
Castro, José Adilson de; D'Abreu, José Carlos; Silva, Alexandre José da
http://dx.doi.org/10.4322/tmm.00204009
Tecnol. Metal. Mater., vol.2, n4, p.45-50, 2006
Resumo
Os processos baseados em aglomerados auto-redutores estão atingindo escala industrial. Sua principal vantagem é a utilização de aglomerados auto-redutores curados a frio e obtidos a apartir de uma mistura de finos de minério ou resíduos e um agente redutor. No presente trabalho um modelo é proposto para simular a zona superior de um reator que opera com aglomerado auto-redutor. O modelo baseia-se em balanços diferenciais de massa, momentum, energia e espécies químicas para as duas fases, sólido e gás, presentes na região superior do forno. A solução numérica com base na técnica de volumes finitos fornece os campos tridimensionais de velocidade, pressão, temperatura e composição. O balanço de massa de cada uma das espécies químicas inclui as reações químicas entre as fases. O modelo fornece também detalhes da cinética das principais reações químicas no interior do reator e essas informações podem ser utilizadas para otimizar a operação do processo.
Palavras-chave
Auto-redução, Simulação, Modelamento matemático
Abstract
The self reducing process is a technology which has achieved maturity and industrial scale. Its main advantages include the use of cold bonded self-reducing agglomerates obtained from a mixture of fine ore or residues and a reducing agent. In present work, a model to simulate the upper zone of the reactor is proposed. The model is based on the differential balances of mass, momentum, energy and chemical species of solid and gas phases present in the upper shaft of the reactor. The numerical solution based on the finite volumes technique gives as results the velocity, temperature, pressure and composition fields of both gas and solid phases. The results include some details of the main chemical reactions in the reactor and their kinetics. This information is useful to optimize the process operation and test new tecnologies.
Keywords
Self-reducing agglomerates, Model, Shaft furnace
Referências
1 D’ABREU, J.C.; MARTINS, K. M. and NOLDIN JUNIOR, J.H. The iron morphology of self-reducing briquettes.In: BRAZIL-JAPAN SYMPOSIUM ON DUST PROCESSING-ENERGY-ENVIRONMENT IN METTALLURGICAL INDUSTRIES, 4., 2002, São Paulo. São Paulo : EPUSP, 2002. p. 89-102.
2 NOLDIN JÚNIOR, J.H. Contribuição ao estudo da cinética de redução de briquetes auto-redutores. 2002. 143 p. Tese (Mestrado em Engenharia Metalúrgica) – Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2002.
3 CASTRO, J.A.; NOGAMI, H.; YAGI, J. three-dimensional multiphase mathematical modeling of the blast furnace based on the multifluid model. Isij International, v 42, n.1, p. 44-52, 2002.
4 CASTRO, J. A.; BALTAZAR, A. W. S.; SILVA, A. J. A three dimensional three phase reactive flow for simulating the pulverized coal injection into the channel of the blast furnace raceway. WIT Transactions on Engineering Sciences, v 50, n.3, p. 207-216, Nov. 2005. Disponível em: www.witpress.com
5 CASTRO, J. A.;SILVA, A. J.; NOGAMI, H.; YAGI, J. Simulação computacional da injeção de carvão pulverizado nas ventaneiras de mini altos-fornos. Tecnología em Metalurgia e Materiais, São Paulo, v.1, n.2, p. 59-62, out.-dez. 2004.
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email