Title

EFEITO DO TIPO DE CARVÃO INJETADO NAS VENTANEIRAS DO ALTO-FORNO NO CONSUMO DE COMBUSTÍVEIS (FUEL-RATE)

EFFECT OF THE TYPE OF COAL INJECTED IN THE BLAST FURNACE TUYERES ON THE FUEL-RATE

Authorship

Fernandes, Mauro Vivaldino; Seshadri, Varadarajan

Fernandes, Mauro Vivaldino

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Seshadri, Varadarajan

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DOI

10.5151/2594-357x-0079

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Abstract

A injeção de finos de carvão pelas ventaneiras dos altos-fornos é um dos principais meios de redução do custo de produção do gusa e da diminuição da dependência de coque no processo. Quando é necessário alterar a mistura de carvão injetada, um ponto importante é conhecer as características da nova mistura para obter a estabilidade do processo, a manutenção da produtividade e a redução nos custos de produção do gusa. O objetivo deste estudo foi avaliar/desenvolver uma metodologia de cálculo da taxa de substituição coque/carvão aplicada nos altos-fornos da Usiminas, correlacionando esses resultados com o poder calorífico (e/ou outras variáveis) dos diversos carvões injetados. Além disso, foi desenvolvido um modelo para estimar a variação no fuel-rate em função da taxa de injeção de finos praticada e do poder calorífico dos carvões (ou mistura), quando ocorre alteração do tipo de carvão injetado. O valor encontrado para a equivalência do aporte térmico para cada kg de fuel-rate foi de 5000 kcal. Considerando uma taxa de injeção de 100 kg/t de gusa, quando da troca de um carvão com poder calorífico de 7500 kcal/kg para outro, de 7700 kcal/kg, a variação no fuel-rate é de – 4 kg/t gusa, ou seja, para uma mesma carga, a taxa de injeção pode ser reduzida em 4 kg/t gusa. Essa correção da variação do fuel-rate (coke-rate) muito contribui na estabilidade do processo, já que as trocas dos carvões (ou misturas de carvões) injetados, em maior ou menor escala, sempre ocasionam variações na operação (marcha) do alto-forno.

The injection of coal fines in the blast furnace tuyeres is one of the major means to reduce the pig iron production costs and the coke dependency of the process. When a change of the coal mixture injected is needed it is important to know the characteristics of the new mixture in order to achieve the process stability, to keep the productivity and reduce the pig iron production costs. The objective of this study was to analyze and develop a method for the calculation of the coke/coal substitution rate applied at the Usiminas blast furnaces, relating these results to the calorific value (and/or other variables) of the different coals injected. Besides, a model was developed for estimating the fuel-rate change as a function of the coal fines injection rate and the calorific value of the coals (or mixture) when the type of coal injected is changed. The heat input equivalence for each kg of fuel-rate determined was 5000 kcal. Considering an injection rate of 100 kg/t of pig iron, when a coal with a calorific value of 7500 kcal/kg is replaced by another one with 7700 kcal/kg, the fuel rate change is – 4 kg/t of pig iron, which means that for the same charge the injection rate can be reduced by 4 kg/t of pig iron. This correction of the fuel-rate (coke rate) change is a great help to the process stability, since the change of the coals (or coal mixture) injected results in larger or smaller variations of the blast furnace operation.

Keywords

Alto-forno; Injeção de finos de carvão; Coque-rate.

Blast furnace; Coal fines injection; Coke rate.