Title

ESTUDO DA CINÉTICA DE REDUÇÃO DE PELOTAS DE MINÉRIO DE FERRO EM ALTOS FORNOS: PARTE II – EFEITO DO EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO

KINETIC STUDY OF IRON ORE PELLETS REDUCTION IN BLAST FURNACES: PART II – THERMODYNAMIC EQUILIBRIUM EFFECT

Authorship

Almeida, Erick Ledyan de; Araújo, Giselle de Mattos; Castro, José Adilson de

Almeida, Erick Ledyan de

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Araújo, Giselle de Mattos

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Castro, José Adilson de

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DOI

10.5151/2594-357X-17208

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Abstract

A redução dos óxidos de ferro em altos fornos tem sua evolução em termos fenomenológicos afetada por um conjunto de parâmetros e propriedades. Dentro destes a atmosfera redutora é de vital importância para o adequado controle do processo. Tem-se por objetivo estudar os efeitos da variação de temperatura sobre os gases redutores, tanto do ponto de vista da fração reagida quanto das taxas de redução desenvolvidas. Partindo-se de relações matemáticas que modelam a cinética de redução estabelecidas anteriormente, avaliam-se os efeitos da variação da temperatura em dois de seus termos, a difusividade e a concentração de equilíbrio, e seus consequentes desdobramentos na evolução dos parâmetros que descrevem a cinética. Tais análises tomam como base um perfil térmico desenvolvido pela carga sólida no interior de um alto forno em marcha de produção, sendo aplicado aos modelos de redução de uma interface (Fe2O3→Fe), e de três interfaces (Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe). Os resultados obtidos mostram a diferença entre as atmosferas de redução propostas, bem como evidenciam o mecanismo físico controlador da cinética e a etapa de redução mais lenta.

The iron oxides reduction in blast furnace has its evolution in phenomenological terms affected by a set of parameters and properties. The reducing atmosphere is vital for proper process control. This work aims to study the effects of temperature variation on the reducing gases, both in terms of fractional reduction as the developed reduction rate. Starting from mathematical relationship previously established, s which describes reduction kinetic, estimates about effects of temperature on two of its terms – the diffusivity and equilibrium concentration – were conducted, and its consequent effects in evolution of parameters that describes the kinetics. Those analysis are premised on a thermal profile developed by the solid charge inside a blast furnace production, being applied both to single interface model and to three interfaces model (Fe2O3→Fe) show the difference between two considered reducing atmospheres, beyond (Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe). The results indicating physical mechanism controlling the kinetics and the slowest reduction step.

Keywords

cinética; perfil térmico; equilíbrio.

Kinetic, thermal profile, equilibrium.