Title

DESENVOLVIMENTO DE EQUIPAMENTO DE LABORATÓRIO PARA SIMULAR PCI EM ALTOS-FORNOS

DEVELOPMENT OF A LAB-SCALE TEST RACK TO EVALUATE FUELS FOR PCI IN BLAST FURNACES

Authorship

René Lucio Rech; André da S. Machado; Claudia C. T. Barbieri; Janaina G. M. da S. Machado; Antonio Cezar Faria Vilela; Eduardo Osório

René Lucio Rech

I am this author

André da S. Machado

I am this author

Claudia C. T. Barbieri

I am this author

Janaina G. M. da S. Machado

I am this author

Antonio Cezar Faria Vilela

I am this author

Eduardo Osório

I am this author

DOI

10.5151/2594-357X-25468

Downloads

Abstract

A injeção de carvão pulverizado (PCI) é uma técnica altamente utilizada nos altos-fornos pelas siderúrgicas brasileiras, buscando a redução do consumo específico de coque por tonelada de gusa. A combustão do carvão pulverizado ocorre em temperaturas elevadas (em torno de 2.000°C), altas taxas de aquecimento (104 a 105 °C/s), tempo de reação de poucos centésimos de segundos, seguida pela gaseificação na presença de CO2. Este trabalho visa apresentar o andamento da construção do simulador da zona de combustão do alto-forno desenvolvido pelo LASID-UFRGS e os estudos previstos nos projetos em andamento, que contemplam também a avaliação de carvões brasileiros que apresentem potencial de substituição de carvões atualmente importados para injeção em altos fornos brasileiros. A partir do levantamento do estado da arte e visitas técnicas a simuladores em operação, foi discutido um projeto moderno, automatizado, de configuração vertical e que possibilitasse a operação tanto em modo one shot como contínuo. Algumas inovações podem ser destacadas, como a possibilidade de alterar o tempo de residência da amostra carbonosa na zona de combustão do simulador, a medição da temperatura com termopares ultra-rápidos (ms), o controle e aquisição de diversos parâmetros termodinâmicos (P, T, t) e avaliação dos produtos sólidos e gasosos resultantes.

Pulverized coal injection (PCI) is widely utilized by Brazilian steel makers, aiming a reduction of coke amount needed in the pig iron production. Coal combustion happens at high temperatures of about 2,000°C, very high heating rates from 104 to 105 °C/s and combustion times of 0,02 to 0,05 s, followed by char gasification with CO2. This is a short status report of the design and construction work of a lab-scale rack to evaluate coals for PCI being built by LASID-UFRGS at Porto Alegre-RS, Brazil. Remarking features of the design are the possibility of changing residence time of the particles at the combustion zone, use of fast-response thermocouples, control and acquisition of thermodynamic parameters (P, T, t) and the collection and evaluation of the resulting solid and gas products.

Keywords

Carvão pulverizado; Combustíveis; Alto-forno; Zona de combustão

Pulverized coal; Fuels, Blast Furnace, Combustion zone