Title

AMOLECIMENTO E FUSÃO DE CARGAS FERROSAS: AVALIAÇÃO DE UM MODELO TERMODINÂMICO

SOFTENING AND MELTING OF IRON-BEARING MATERIALS: EVALUATION OF A THERMODYNAMIC MODEL

Authorship

Flores, Ismael Vemdrame; Silva, Aline Lima da; Heck, Nestor Cezar; Bagatini, Maurício Covcevich

Flores, Ismael Vemdrame

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Silva, Aline Lima da

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Heck, Nestor Cezar

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Bagatini, Maurício Covcevich

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DOI

10.5151/2594-357X-31978

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Abstract

O amolecimento e fusão das cargas ferrosas, crítico para a formação da zona coesiva e operação dos altos-fornos, foram termodinamicamente investigas. Uma estratégia de cálculo iterativa em FactSage (macro processing) foi utilizada para simular a redução gás/sólido para uma pelota ácida e um sínter. Os cálculos de equilíbrio foram obtidos no intervalo de 800 a 1550°C através do princípio de minimização de energia de Gibbs. O grau de redução das amostras foi calculado e ajustado aos seus valores experimentais através de um fator de restrição gasoso. De modo geral, os graus de redução simulados foram similares aos dados experimentais das amostras. A composição de fases, relação líquido/sólido e composição da escória foram obtidas em função da temperatura e discutidas quanto ao processo de amolecimento e fusão. Os perfis líquido/sólido e de perda de pressão das amostras apresentaram as mesmas tendências, mostrando a dependência existente entre esses dois parâmetros. Os resultados obtidos indicam que a abordagem termodinâmica utilizada pode ser interessante para aprimorar o conhecimento existente sobre o amolecimento e fusão de cargas ferrosas para altos-fornos.

The softening and melting of iron-bearing materials, critical for cohesive zone formation and blast furnace operation, were thermodynamically investigated. An iterative calculation strategy in FactSage (macro processing) was used to simulate gas/solid reduction for an acid pellet and a sinter. The equilibrium calculations were obtained from 800 up to 1550 ° C by the principle of Gibbs energy minimization. The degree of reduction of the samples was calculated and adjusted to their experimental values using a gaseous restriction factor. In general, the simulated reduction degrees were similar to samples experimental data. The phase composition, liquid/solid ratio, and slag composition were obtained as a function of temperature and discussed regarding the softening and melting process. The profiles of liquid/solid ratio and pressure loss presented the similar trends, showing the dependence between these two parameters. The results indicate that the thermodynamic approach used may be interesting to improve the existing knowledge about the softening and melting of ferrous loads for blast furnaces.

Keywords

amolecimento e fusão, Zona coesiva, termodinâmica.

softening and melting, Cohesive zone, thermodynamics.