Title

AVALIAÇÃO DOS EFEITOS DA INJEÇÃO DE GÁS NA CÂMARA DE VÁCUO DO MODELO FÍSICO DE UM DESGASEIFICADOR RH1

EVALUATION OF THE EFFECTS OF GAS INJECTION IN THE VACCUM CHAMBER OF A RH DEGASSER ON MELT CIRCULATION AND DECARBURIZATION RATES

Authorship

Neves, Leonardo; Oliveira, Hugo Passos Ornelas de; Tavares, Roberto Parreiras

Neves, Leonardo

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Oliveira, Hugo Passos Ornelas de

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Tavares, Roberto Parreiras

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DOI

10.5151/2594-5327-15092

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Abstract

O processo RH se destaca dentre os outros processos de refino à vácuo, devido à sua alta produtividade e produção de aços de alta qualidade. O princípio do desgaseificador RH consiste na circulação do aço líquido entre a panela e uma câmara onde se faz vácuo. O fluxo do aço é feito por dois dutos que fazem a ligação entre a panela e a câmara de vácuo, sendo um para a subida e outro para a descida do aço líquido, sendo chamados de perna de subida e perna de descida, respectivamente. Para estimar a taxa de circulação do aço líquido no desgaseificador RH, foi utilizada uma técnica que envolve a obtenção de curvas de distribuição de tempos de homogeneização de soluções salinas. Já para a cinética de descarburação, foi estudada a reação de descarburação através da dessorção de CO2 em soluções alcalinas, pela injeção de ar na base da perna de subida e na base da câmara de vácuo no entorno da perna de subida. A reação foi afetado pela taxa constante do fluxo do gás e os bicos diâmetros. Um aumento no fluxo do gás na câmara de vácuo tende a reduzir a taxa de descarburização. Foi observado que o coeficiente volumétrico de transferência de massa apresentou uma tendência para aumentar a taxa de reação de descarburação quando se aumenta a área da pluma no interior da câmara de vácuo.

Steels with low concentrations of nitrogen, hydrogen and carbon have in large demand lately. The RH process is a secondary refining process that can simultaneously attain significant levels of removal of these interstitial elements from liquid steel. In the RH process, the melt circulation rate plays a very important role in determining productivity of the equipment, since it affects the decarburization rate. In the present work, a physical model of a RH degasser in a 1:5 scale of an industrial reactor from USIMINAS (Minas Gerais, Brazil). This model has been built and used in the study of the circulation rate and of the kinetics of decarburization. The effects of the gas flow rate and of the configurations of the nozzles used in the injection of the gas have been analyzed. The effect of gas injection in the vacuum chamber was also investigated. The decarburization reaction of liquid steel was simulated using a reaction involving CO2 and caustic solutions. The concentration of CO2 in the solution was evaluated using pH measurements. The experimental results indicated that the kinetic of decarburization is controlled by mass transfer in the liquid phase. It was also observed that, in certain configurations, the injection of gas in the vacuum chamber can increase the decarburization rate.

Keywords

Desgaseificador RH; Taxa de descarburação; Taxa de circulação; Refino secundário.

RH degasser; Decarburization rate; Melt circulation; Secondary refining.