Title

AVALIAÇÃO DA PERMEABILIDADE DE CARGA NA ZONA GRANULAR DO ALTO-FORNO

EVALUATION OF THE GRANULAR BURDEN PERMEABILITY IN THE BLAST FURNACE

Authorship

Rocha, Larissa Rodrigues de Carvalho; Gandra, Beatriz Fausta; Júnior, Gerson Evaristo de Paula; Generoso, Lucas Gonçalves

Rocha, Larissa Rodrigues de Carvalho

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Gandra, Beatriz Fausta

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Júnior, Gerson Evaristo de Paula

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Generoso, Lucas Gonçalves

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DOI

10.5151/2594-357X-33718

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Abstract

A eficiência na redução dos minérios de ferro no alto-forno é governada pela estrutura e permeabilidade das camadas de carga. A zona granular do alto-forno é a região onde a carga mantém a sua estrutura estratificada, decorrente do carregamento, sob a forma de grãos sólidos. Nessa região, as condições de permeabilidade determinam o perfil de distribuição do gás e, consequentemente, a eficiência térmica e química do reator. Na Usiminas, foi desenvolvido um ensaio de permeabilidade que permite avaliar a perda de carga em leitos formados pelas matérias-primas utilizadas nos altos-fornos, buscando as condições mais favoráveis ao fluxo gasoso. A partir deste ensaio, foi possível avaliar cargas compostas exclusivamente por sínter, pelota ou minério granulado, ou ainda combinações binárias entre estes. O sínter apresentou a maior perda de carga, seguido da pelota e do minério granulado. Apesar disso, o sínter foi o material que permitiu maior acréscimo de vazão do gás. Os ensaios realizados indicaram que 5% de material com granulometria menor que 5 mm é o limite para a concentração de finos do sínter, situação em que foi observado acréscimo de aproximadamente 50% na resistência à passagem dos gases para as velocidades correspondentes àquelas dos altos-fornos. O leito de melhor permeabilidade foi formado por 95% de sínter e 5% de pelota, seguido pelo de 100% de sínter, sem diferença significativa entre essas condições. Em geral, a combinação de sínter e pelota é mais benéfica para a permeabilidade do leito.

Reduction efficiency of iron ore in the blast furnace is controlled by the structure and permeability of the burden layers. The granular zone of the blast furnace is the region where the burden remains its stratified structure, due to charging, in the form of solid grains. In this region, the permeability conditions determine the gas distribution profile and, consequently, the thermal and chemical efficiency of the reactor. At Usiminas, was developed a permeability test that allows the evaluation of the pressure drop in beds formed by the raw materials used in the blast furnace, seeking the most favorable conditions for gas flow. Then it was possible to evaluate charges composed exclusively of sinter, pellet or granular ore, or binary combinations between them. The sinter presented the highest pressure drop, followed by pellet and granular ore. Despite this, the sinter was the material that allowed greater increase of gas flow. The tests indicated that 5% of material with a grain size smaller than 5 mm is the limit for the concentration of sinter fines, condition which there was an increase of approximately 50% in the resistance to the gas flow in velocities corresponding to those of blast furnace. The best permeability bed was composed of 95% sinter and 5% pellet, followed by 100% sinter, with no significant difference between these conditions. In general, the combination of sinter and pellet resulted better bed permeability.

Keywords

Alto-Forno; Permeabilidade; Carga

Blast Furnace; Permeability; Burden