AVALIAÇÃO DA DISTRIBUIÇÃO DE GASES EM FORNO DE PELOTIZAÇÃO DA SAMARCO MINERAÇÃO ATRAVÉS DE CFD E VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL
EVALUATION OF FLOW DISTRIBUTION IN THE PELLETIZING FURNACE THROUGH CFD AND EXPERIMENTAL VALIDATION AT SAMARCO
Athayde, Maycon; Tavares, Roberto Parreiras; Nunes, Sergio Fernando; Fonseca, Mauricio Cota
http://dx.doi.org/10.4322/tmm.2014.048
Tecnol. Metal. Mater. Min., vol.11, n4, p.340-345, 2014
Resumo
A Samarco Mineração produz pelotas de minério de ferro processadas termicamente em fornos de grelha móvel. Este processo é fundamental para que se obtenha a adequada resistência mecânica dos aglomerados para o transporte e operação dos reatores de redução. Todas as propriedades mecânicas dos aglomerados são obtidas durante a etapa de queima, sendo etapa decisiva, para a qualidade da pelota. Portanto, a distribuição de velocidade do fluxo gasoso no interior desta zona deve ser homogênea ao longo do leito. Para tanto, foi desenvolvido um modelo matemático em CFD objetivando caracterizar o escoamento dos gases na zona de queima, aplicando as equações de conservação de quantidade de movimento, massa e energia. A validação do modelo proposto foi obtida através de medições de temperaturas no interior do forno. Foi desenvolvido um sistema de comunicação wireless de forma a acompanhar de forma contínua a evolução de temperatura do forno.
Palavras-chave
Modelagem, CFD, Pelotização, Leitos porosos
Abstract
Samarco produces iron ore pellets thermally processed in Travelling Grate furnaces. This process is essential in order to obtain adequate mechanical strength to the pellets transportation and operation in the reduction reactors. All the mechanical properties of the agglomerates are obtained during the stage of firing, being a decisive step to pellet quality. Therefore, the velocity distribution of gas flow within this zone must be homogeneous. For this reason, it was developed a mathematical CFD model to characterize the gas flow in the burning zone, applying the equations of conservation of momentum, mass and energy. The validation of the model was obtained by measuring the temperatures inside the furnace. It was developed a wireless communication system in order to monitor continuously the evolution of the temperatures in the furnace.
Keywords
Modeling, CFD, Pelletizing, Packed beds
Referências
1 Meyer K. Pelletizing of iron ores. Düsseldorf: Springer-Verlag mbH; 1980.
2 Nunes SF. Influência da carga circulante do pelotamento na qualidade física das pelotas cruas e queimadas da Samarco
Mineração [dissertação de mestrado]. Ouro Preto: Redemat/UFOP; 2007. 133 p.
3 Patankar SV. Numerical heat transfer and fluid flow. Washington: McGraw Hill Book Company; 1980.
4 Thurlby JA, Batterham RJ, Turner RE. Development and validation of a mathematical model for the moving
grate induration of iron ore pellets. International Journal of Mineral Processing. 1979;6(1):43-64. http://dx.doi.
org/10.1016/0301-7516(79)90031-0.
5 Seshadri V, Tavares RP, Silva CA, Silva IA. Fenômenos de transporte: fundamentos e aplicações nas Engenharias
Metalúrgica e de Materiais. São Paulo: ABM; 2010.
6 Niven KR. Physical insight into the Ergun and Wen & Yu equations for fluid Flow in packed and fluidised beds.
Chemical Engineering Science. 2002;57(3):527-534. http://dx.doi.org/10.1016/S0009-2509(01)00371-2.
7 Athayde M, Nunes SF, Silva GAL, Sousa FDA, Arima MN. Novel burner design supported by cfd to minimize
deposits inside combustion chambers of samarco pelletizing furnaces. In: Associação Brasileira de Metalurgia,
Materiais e Mineração – ABM. Anais do 6th International Congress on the Science and Technology of Ironmaking;
2012; Rio de Janeiro, Brasil. São Paulo: ABM; 2012. p. 100-105.
8 Batterham RJ. Modeling the development of strength in pellets. Metallurgical and Materials Transactions. B, Process
Metallurgy and Materials Processing Science. 1986;17(3):479-485.
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