Title

MICROESTRUTURA POROSA DE COQUE: INFLUÊNCIA DAS PROPRIEDADES DOS CARVÕES

COKE MICROSTRUCTURE: INFLUENCE OF THE PARENT COAL PROPERTIES

Authorship

Nicolodi, Anderson; Agra, Anderson Azevedo; Flores, Bruno Deves; Silva, Guilherme Liziero Ruggio da; Vilella, Antônio Cezar Faria; Osório, Eduardo

Nicolodi, Anderson

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Agra, Anderson Azevedo

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Flores, Bruno Deves

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Silva, Guilherme Liziero Ruggio da

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Vilella, Antônio Cezar Faria

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Osório, Eduardo

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DOI

10.5151/2594-357X-33892

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Abstract

A microestrutura porosa do coque pode ser definida como a relação espacial entre a matriz carbonosa e seus poros. A formação da microestrutura ocorre durante o processo de carbonização dos carvões coqueificáveis. Portanto, o conhecimento das propriedades que governam a formação da microestrutura torna-se atrativa como uma ferramenta na escolha estratégica de carvões na composição de misturas para produção de coque. Neste trabalho coques laboratoriais foram produzidos por carvões com diferentes propriedades, visando a formação de coques com microestrutura com propriedades microestruturais distintas. A caracterização microestrutural foi realizada a partir de uma ferramenta de microscopia ótica associada a análise de imagens. A partir dos parâmetros obtidos na análise, foi estudado a influência das propriedades dos carvões nos parâmetros analisados. Além disso a convergência com outros modelos (MOF e CBI) foi estudada. Os resultados obtidos mostraram que carvões com estágio plástico desenvolvido e elevado teor de matéria volátil geram coques de alta porosidade e com poros de tamanho excessivo. Carvões ricos em componentes inertes apresentam microestrutura de baixa porosidade, composta de poros pequenos, no entanto, com poros de baixa circularidade. Os carvões com as melhores propriedades (critérios dos modelos MOF e CBI) resultaram nos coques com as microestruturas mais regulares, de baixa porosidade, com pequenos poros e com formatos adequado.

Coke microstructure can be defined as the spatial relationship between coke matrix and pores and it is formation occurs during the coal carbonization process. Understanding which parent coal properties rules the microstructure formation allow us to better estimate which changes in the coal blend could improve coke’s quality. Laboratory cokes were produced by coals with different properties aiming to evaluate a large range of coke microstructure parameters. Coke microstructure characterization was carried out with an image analysis tool. The influence of the parent coal properties in the microstructure parameters was then evaluated. The results were also compared with the predicted in other coke quality models (MOF and CBI). It was seen that high-volatile coals with high thermoplastic properties produce cokes with high porosity and large pore size. Coals with high inert content produce cokes with low porosity, small pore size, but unsuitable pore shape. The most suitable coke microstructure was produced with parent coals showing the best properties under MOF and CBI criterion.

Keywords

Coque metalúrgico; Microestrutura; Porosidade; Carvão.

Coke; Microstructure; Porosity; Coal.