Title

MODELAGEM FÍSICA E MATEMÁTICA DO BASCULAMENTO E DRENAGEM DE UM BOF - BASIC OXYGEN FURNACE

PHYSICAL AND MATHEMATICAL MODELING OF TIPPING AND DRAINING IN A BASIC OXYGEN FURNACE

Authorship

Queiroz, Guilherme Santiago; Galante, Gustavo Santos; Silva, Carlos Antônio da; Silva, Itavahn Alves da; Peixoto, Johne Jesus Mol

Queiroz, Guilherme Santiago

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Galante, Gustavo Santos

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Silva, Carlos Antônio da

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Silva, Itavahn Alves da

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Peixoto, Johne Jesus Mol

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DOI

10.5151/2594-5300-34991

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Abstract

DURANTE A ETAPA DE BASCULAMENTO E DRENAGEM DO REATOR BOF (BASIC OXYGEN FURNACE), A ESCóRIA PODE SER TRANSPORTADA PARA AS ETAPAS SUBSEQUENTES DO PROCESSO DE REFINO. PARA LIMITAR A PASSAGEM DA ESCóRIA, é NECESSáRIO INTERROMPER O FLUXO DO AçO, SACRIFICANDO O RENDIMENTO METáLICO, AFETANDO DIRETAMENTE OS CUSTOS DE PRODUçãO. NESTE TRABALHO, UM MODELO MATEMáTICO FOI DESENVOLVIDO PARA DESCREVER A DRENAGEM DO BOF. DADOS DE UM MODELO FíSICO FORAM COMPARADOS COM RESULTADOS DA SIMULAçãO MATEMáTICA. UTILIZOU-SE áGUA E SOLUçãO DE NACL PARA SIMULAR O AçO LíQUIDO, óLEOS COM VISCOSIDADE DE 200 E 500 CST FORAM UTILIZADOS PARA SIMULAR A ESCóRIA. O MODELO FíSICO FOI BASCULADO A PARTIR DA POSIçãO VERTICAL E UM TAMPãO FOI UTILIZADO PARA INIBIR A DRENAGEM DOS óLEOS DURANTE A ETAPA DE ROTAçãO DO VAZAMENTO. COM ESTA CONDIçãO MODIFICADA, HOUVE BOA CONCORDâNCIA ENTRE OS RESULTADOS FíSICOS E CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS) DE VAZãO MáSSICA E DO INíCIO DO ARRASTE DO óLEO CHEGARAM. A PARTIR DA ANáLISE DOS PERFIS DE VELOCIDADE DO MODELO CFD FOI POSSíVEL CARACTERIZAR OS FENôMENOS DE ARRASTE DA FASE SOBRENADANTE, BEM COMO FOI VERIFICADA A MAIOR PROBABILIDADE DE EXISTêNCIA DE ZONAS DE DESGASTE POR EROSãO NA REGIãO DO FURO DE VAZAMENTO.

DURING THE DRAINAGE AND TIPPING STAGE OF THE BOF (BASIC OXYGEN FURNACE) REACTOR, THE SLAG CAN BE CARRIED-OVER TO SUBSEQUENT STEPS OF THE BENEFICIATION PROCESS. TO LIMIT THE PASSAGE OF SLAG, IT IS NECESSARY TO INTERRUPT THE STEEL FLOW, SACRIFICING METAL YIELD, DIRECTLY AFFECTING PRODUCTION COSTS. IN THE PRESENT WORK, A MATHEMATICAL MODEL WAS DEVELOPED IN ORDER TO DESCRIBE BOF DRAINAGE. DATA FROM A PHYSICAL MODEL HAVE BEEN CORRELATED TO THIS MATHEMATICAL SIMULATIONS. WATER AND NACL SOLUTION WERE USED IN ORDER TO SIMULATE LIQUID STEEL, OILS WITH VISCOSITY OF 200 AND 500 CST WERE USED TO SIMULATE SLAG. THE PHYSICAL MODEL WAS TIPPED FROM THE VERTICAL POSITION AND A STOPPER WAS USED TO INHIBIT THE DRAINAGE OF OILS DURING THE ROTATION STEP OF TAPPING. WITH THIS MODIFIED CONDITION, THE PHYSICAL AND CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS) RESULTS OF MASS FLOWRATE AND THE BEGINNING OF OIL DRAG REACHED A GOOD AGREEMENT. FROM THE ANALYSIS OF THE VELOCITY PROFILES OF THE CFD MODEL IT WAS POSSIBLE TO CHARACTERIZE THE PHENOMENA OF DRAGGING OF THE SUPERNATANT PHASE, AS WELL AS THE POSSIBLE EXISTENCE OF EROSION WEAR ZONES IN THE TAPING HOLE REGION WAS VERIFIED.

Keywords

Convertedor; drenagem de aço; Simulação matemática; modelamento físico;

BOF, Steel drainage, Mathematical modeling, Physical Modeling.