Title

ESTUDO DO EFEITO DA VARIAÇÃO DE DENSIDADE NOS RESULTADO DE CONTRAÇÃO E EXPANSÃO DO SEMI-COQUE

EFFECT OF DENSITY VARIATION ON SEMI-COKE CONTRACTION AND EXPANSION RESULTS

Authorship

Tavares, Cleontt Guilherme

Tavares, Cleontt Guilherme

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DOI

10.5151/2594-357X-34163

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Abstract

NO PROCESSO DE COQUEIFICAÇÃO SÃO UTILIZADAS DE MISTURAS COM DIFERENTES TIPOS DE CARVÕES COQUEIFICÁVEIS OU INERTES, COMO POUCOS CARVÕES POSSUEM TODAS AS CARACTERÍSTICAS DESEJADAS PARA A PRODUÇÃO DE COQUE DE QUALIDADE, O COQUE É NORMALMENTE PRODUZIDO POR MISTURAS DE DIFERENTES TIPOS DE CARVÕES (MARANHA ET AL. 2014). O CUSTO DOS CARVÕES COQUEFICÁVEIS PARA UTILIZAÇÃO NO PROCESSO DE COQUEIFICAÇÃO NA INDÚSTRIA DO AÇO FICA EM TORNO DE 18 A 20% DO CUSTO FINAL DO AÇO. SEGUNDO ALVES (2017) A DENSIFICAÇÃO DA CARGA POR MEIO DE AGENTES FÍSICO-QUÍMICOS, OU MECÂNICO COMO O STAMP CHARGING, PODE SER UMA SAÍDA PARA PRODUÇÃO DE COQUE METALÚRGICO REDUZINDO O CUSTO DA MISTURA E AUMENTANDO A PRODUTIVIDADE SEM QUE AS QUALIDADES DO COQUE PRODUZIDO SEJAM COMPROMETIDAS. DURANTE A PIROLISE EM QUE O CARVÃO MINERAL É SUBMETIDO DENTRO DO FORNO, DENOMINADA COQUEIFICAÇÃO, OS DIFERENTES TIPOS DE CARVÕES COQUEIFICÁVEIS DISPONÍVEIS NO MERCADO PODEM SOFRER CONTRAÇÃO E OU EXPANSÃO. CABE RESSALTAR, QUE EM COQUERIAS DO TIPO BY-PRODUCTS, A EXPANSÃO TOTAL DA MISTURA PODE INVIABILIZAR A SUA APLICAÇÃO. O ENSAIO NO SOLE-HEATED OVEN (SHO) FOI DESENVOLVIDO PARA AVALIAR O COMPORTAMENTO DE CONTRAÇÃO E OU EXPANSÃO DE UM CARVÃO OU DE MISTURAS DURANTE O PROCESSO DE COQUEIFICAÇÃO. PORÉM, O MÉTODO É APLICADO SEM COMPACTAÇÃO DA CARGA, EM CONDIÇÕES DE DENSIDADE COMO DETERMINADO PELA NORMA PADRONIZADORA DO ENSAIO, ASTM D2014-97. LEVANDO EM CONSIDERAÇÃO O QUE FOI ABORDADO ATÉ O MOMENTO, CONHECER O COMPORTAMENTO DA MISTURA TORNA-SE UMA FERRAMENTA IMPORTANTE PARA VIABILIDADE OPERACIONAL DE MISTURAS E OU CARVÕES CONSIDERADOS IMPRÓPRIOS PARA O PROCESSO DE COQUEIFICAÇÃO E, ENSAIOS EM ESCALA DE BANCADA PASSA A SER UMA METODOLOGIA SEGURA E BARATA PARA ACOMPANHAMENTO DO PROCESSO. PORTANTO, O PRESENTE TRABALHO DESENVOLVEU UM MÉTODO ESTRUTURANTE CAPAZ DE SIMULAR O PROCESSO STAMP CHARGING EM FORNOS DO TIPO SHO, E CONHECER OS EFEITOS QUE, A ALTA COMPACTAÇÃO DENSIDADE ATÉ 1,10 T/M³, PODEM OCASIONAR NO COMPORTAMENTO DE EXPANSÃO E OU CONTRAÇÃO DA CARGA. DURANTE O DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO FORAM ANALISADOS CARVÕES INDIVIDUAIS E MISTURAS, COM CARACTERÍSTICAS DE EXPANSÃO, CONTRAÇÃO E ALTO INERTE, (CARVÕES QUE NÃO POSSUEM PROPRIEDADES COQUEIFICÁVEIS) ALTERNANDO A DENSIDADE DE CARGA DE 0,8 A 1,1 T/M³.

IN THE COKING PROCESSES MIXES WITH DIFFERENT TYPES OF COAL AND INERT COALS ARE USED, AS FEW COALS HAVE ALL THE DESIRED CHARACTERISTICS TO PRODUCE QUALITY COKE. COKE IS USUALLY PRODUCED BY MIXTURES OF DIFFERENT TYPES OF COALS (MARANHA ET AL. 2014). THE COST OF COKING COAL FOR USE IN THE COKING PROCESS IN THE STEEL INDUSTRY REVOLVES AROUND 18-20% OF THE FINAL COST OF STEEL. ACCORDING TO ALVES (2017), THE DENSIFICATION OF THE CHARGE BY MEANS OF PHYSICOCHEMICAL OR MECHANICAL AGENTS SUCH AS STAMP CHARGING CAN BE AN OUTPUT FOR METALLURGICAL COKE PRODUCTION REDUCING THE MIXING COST AND INCREASING THE PRODUCTIVITY WITHOUT THE QUALITIES OF THE COKE PRODUCED BE COMPROMISED. DURING THE PYROLYSIS IN WHICH THE COAL IS SUBJECTED INSIDE THE FURNACE WITHOUT THE PRESENCE OF AIR, CALLED COKING, THE DIFFERENT TYPES OF COKING COALS AVAILABLE IN THE MARKET MAY CONTRACTION AND /OR EXPAND. IT IS NOT WORTHY THAT IN BY-PRODUCTS COKING PLANTS, THE TOTAL EXPANSION OF THE MIXTURE MAY MAKE ITS APPLICATION IMPRACTICABLE. THE SOLE HEAT OVEN (SHO) TEST WAS DEVELOPED TO EVALUATE THE CONTRACTION AND/OR EXPANSION BEHAVIOR OF A COAL OR MIXTURES DURING THE COKING PROCESS. HOWEVER, THE METHOD IS APPLIED WITHOUT LOAD COMPACTION UNDER DENSITY CONDITIONS AS DETERMINED BY THE TEST STANDARD, ASTM D2014-97. CONSIDERING WHAT HAS BEEN ADDRESSED SO FAR, KNOWING THE BEHAVIOR OF THE MIXTURE BECOMES AN IMPORTANT TOOL FOR THE OPERATIONAL VIABILITY OF MIXTURES AND OR COALS CONSIDERED UNSUITABLE FOR THE COKING PROCESS AND BENCH SCALE TESTING BECOMES A SAFE METHODOLOGY AND CHEAP TO FOLLOW THE PROCESS. THEREFORE, THE PRESENT WORK DEVELOPED A STRUCTURING METHOD CAPABLE OF SIMULATING THE STAMP CHARGING PROCESS IN SHO TYPE FURNACES, AND TO KNOW THE EFFECTS THAT THE HIGH COMPACTION DENSITY UP TO 1,10 T/M³, MAY CAUSE IN THE EXPANSION AND CONTRACTION COMPORTMENT OF THE CHARGE. DURING THE DEVELOPMENT OF THE WORK WERE ANALYZED INDIVIDUAL COALS AND MIXTURES, WITH CHARACTERISTICS OF EXPANSION, CONTRACTION AND HIGH INERT (COALS THAT DO NOT HAVE COKING PROPERTIES) ALTERNATING THE CHARGE DENSITY FROM 0.8 TO 1.1 T / M³.

Keywords

Coque, Expansão, Contração, Custo, Densificação, SHO, Stamp charging, By-Products.

Coke, Expansion, Contraction, Cost, Densification, SHO, Stamp charging, By-Products.