Title

DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO DE UM FORNO PARA ESTUDOS DE QUEIMA DE PELOTAS EM LABORATÓRIO

DEVELOPMENT AND EVALUATION OF A FURNACE FOR LAB-SCALE PELLET INDURATION STUDIES

Authorship

Bartolomeo, Pedro Uchoa Costa

Bartolomeo, Pedro Uchoa Costa

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DOI

10.5151/2594-357X-34561

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Abstract

LHOIST E PAUL WURTH DEMONSTRAM SUA DISPOSIÇÃO EM PARTICIPAR ATIVAMENTE NA TRANSIÇÃO PARA A SIDERURGIA DE BAIXO CARBONO PROJETANDO E DESENVOLVENDO COM SUCESSO UM NOVO FORNO PARA TESTES DE ENDURECIMENTO DE PELOTAS EM PEQUENA ESCALA. AS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO MINI POT-GRATE RECÉM-DESENVOLVIDO POR LHOIST/PAUL WURTH INCLUEM 1) ALTA REPETIBILIDADE, 2) ENTRADA DE CALOR DEFINIDA, 3) AUTOMAÇÃO PERMITINDO POUCA INTERFERÊNCIA MANUAL DO OPERADOR, 4) A POSSIBILIDADE DE REALIZAR TESTES SIMULANDO AS ETAPAS DE CHOQUE TÉRMICO, SECAGEM, AQUECIMENTO E QUEIMA DAS PELOTAS CRUAS, 5) RESFRIAMENTO RÁPIDO, SEM FONTES EXTERNAS, ATRAVÉS DA ABSORÇÃO DE CALOR PELA CERÂMICA E 6) MEDIÇÃO DO FLUXO DE GASES DO PROCESSO. O MENOR INTERVALO DE TEMPO E PEQUENA QUANTIDADE DE MATERIAL NECESSÁRIOS PARA EXECUÇÃO DOS TESTES CONSTITUEM ALGUNS DOS BENEFÍCIOS DO FORNO MINI POT-GRATE EM COMPARAÇÃO COM INSTALAÇÕES EXISTENTES ATUALMENTE: DEPENDENDO DA DURAÇÃO DA ETAPA DE QUEIMA, A REALIZAÇÃO DE UM TESTE LEVA DE 1 A 2 HORAS (INCLUINDO O RESFRIAMENTO), DURANTE O QUAL UMA BATELADA DE APENAS 1 KG DE PELOTAS PODE SER PROCESSADO. UMA DESCRIÇÃO DO EQUIPAMENTO MINI POT-GRATE É APRESENTADA, BEM COMO UMA AVALIAÇÃO DAS SUAS CAPABILIDADES ATUAIS. FORAM REALIZADOS ESTUDOS PARA CONFIRMAR A REPETIBILIDADE DOS TESTES, AVALIAR A HOMOGENEIDADE DA TEMPERATURA NO COMPARTIMENTO DA AMOSTRA E DETERMINAR A TEMPERATURA MÁXIMA DE QUEIMA E TAXAS DE AQUECIMENTO ATINGÍVEIS. O MINI POT-GRATE REPLICA DE FORMA CONFIÁVEL OS PERFIS DE QUEIMA DAS PELOTAS DE MINÉRIO DE FERRO, O QUE PERMITE ESTUDOS COMPARATIVOS PARA OTIMIZAÇÃO DE PERFIS TÉRMICOS INDUSTRIAIS, CORRELACIONANDO A QUALIDADE DA PELOTA COM O TEMPO DE QUEIMA, TEMPERATURAS E FLUXO DE GASES DO PROCESSO, E PARA O DESENVOLVIMENTO DE AGLOMERANTES, POR EXEMPLO, DE PELOTAS PARA REDUÇÃO DIRETA.

LHOIST AND PAUL WURTH SHOWED THEIR WILLINGNESS TO TAKE AN ACTIVE PART IN THE TRANSITION OF IRON AND STEEL MAKING INDUSTRY TOWARDS LOWER CO2 EMISSIONS PROCESSES BY SUCCESSFULLY ENGINEERING AND DEVELOPING A NOVEL, SMALL-SCALE INDURATION FURNACE. KEY FEATURES OF THE NEWLY DEVELOPED LHOIST/PAUL WURTH MINI POT-GRATE FACILITY INCLUDE 1) HIGH REPEATABILITY, 2) DEFINED HEAT INPUT, 3) AUTOMATION ENABLING LOW OPERATOR MANUAL EFFORT, 4) THE POSSIBILITY OF PERFORMING THERMAL SHOCK, DRYING, HEAT UP AND FIRING TESTS ON GREEN PELLETS, 5) FAST COOLING WITHOUT EXTERNAL SOURCE THROUGH CERAMIC HEAT ABSORPTION AND 6) THE MEASUREMENT OF THE PROCESS GAS FLOW. THE LOWER TIME SPAN AND THE AMOUNT OF MATERIAL REQUIRED FOR A TEST CONSTITUTE SOME OF THE BENEFITS OF THE MINI POT-GRATE FURNACE COMPARED TO CURRENTLY EXISTING POT-GRATE FACILITIES: DEPENDING ON THE FIRING STEP DURATION, PERFORMING A TEST TAKES BETWEEN 1 AND 2 HOURS (INCLUDING COOLING) DURING WHICH A BATCH OF ONLY 1 KG OF PELLETS CAN BE PROCESSED. A DESCRIPTION OF THE MINI POT-GRATE EQUIPMENT IS PROVIDED AS WELL AS A STUDY OF THE CURRENT EQUIPMENT CAPABILITIES. STUDIES WERE PERFORMED IN ORDER TO CONFIRM THE REPEATABILITY OF THE TESTS, EVALUATE THE HOMOGENEITY OF TEMPERATURE INSIDE THE SAMPLE POT AND DETERMINE THE MAXIMUM FIRING TEMPERATURE AND HEATING RATE ACHIEVABLE. THE MINI POT-GRATE RELIABLY REPLICATES FIRING OF IRON ORE PELLETS PROFILES, WHICH ALLOWS COMPARATIVE STUDIES OF PELLETS FOR OPTIMIZATION OF INDUSTRIAL HEAT PROFILES BY CORRELATING FIRED PELLET QUALITIES WITH INDURATION TIME, TEMPERATURE AND PROCESS GAS FLOWS, AND FOR THE DEVELOPMENT OF BINDERS FOR I.E. DIRECT REDUCED IRON ORE PELLETS.

Keywords

Minério de ferro, Pelotas, Pelotização, Endurecimento, Queima, Aglomeração, Pelotamento, Forno

Iron feedstock, Pellets, Induration, firing, pot-grate, Furnace