ISSN 2594-357X
35º Seminário de Redução de Minério de Ferro e Matérias-Primas — Vol. 01 , num. 35 (2005)
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Abstract
A injeção de carvão pulverizado é uma boa maneira de se substituir o coque e, ainda assim, manter a estabilidade de um alto-forno que é um reator de fluxo contra corrente e tem como principal objetivo a produção de gusa. A injeção de materiais particulados é feita via ventaneiras, no entanto, a combustão completa do carvão depende do ponto de injeção que é de grande importância. Esta técnica abriu as opções de utilização de matérias-primas de menor valor agregado que o coque, insumo que no Brasil é importado. Desde o surgimento desta nos anos 80 esforços têm sido feitos para minimizar a utilização de coque, substituindo este por carvões de qualidade inferior reduzindo, assim, os custos de produção do aço. Este trabalho propõe a simulação da injeção de carvão pulverizado utilizando um modelo matemático em 3D. No qual: são consideradas duas fases, onde o movimento relativo das fases, o calor trocado, e as espécies químicas são solucionadas pelas respectivas equações de transporte. As interações entre as fases são baseadas em correlações semi-empíricas e as equações de transporte são resolvidas baseadas no método de volumes finitos aplicado a uma malha não ortogonal. A solução computacional é feita através de um complexo código desenvolvido em Fortran 90/95, no qual as taxas de cinética química são adaptadas da literatura e podem ter suas constantes ajustadas para representar o processo industrial. Os resultados obtidos de temperatura e composição apresentam uma concordância muito boa com os resultados experimentais. O modelo também se mostra como uma ferramenta eficiente para a previsão do efeito de diferentes qualidades de carvão injetado via ventaneiras.
A injeção de carvão pulverizado é uma boa maneira de se substituir o coque e, ainda assim, manter a estabilidade de um alto-forno que é um reator de fluxo contra corrente e tem como principal objetivo a produção de gusa. A injeção de materiais particulados é feita via ventaneiras, no entanto, a combustão completa do carvão depende do ponto de injeção que é de grande importância. Esta técnica abriu as opções de utilização de matérias-primas de menor valor agregado que o coque, insumo que no Brasil é importado. Desde o surgimento desta nos anos 80 esforços têm sido feitos para minimizar a utilização de coque, substituindo este por carvões de qualidade inferior reduzindo, assim, os custos de produção do aço. Este trabalho propõe a simulação da injeção de carvão pulverizado utilizando um modelo matemático em 3D. No qual: são consideradas duas fases, onde o movimento relativo das fases, o calor trocado, e as espécies químicas são solucionadas pelas respectivas equações de transporte. As interações entre as fases são baseadas em correlações semi-empíricas e as equações de transporte são resolvidas baseadas no método de volumes finitos aplicado a uma malha não ortogonal. A solução computacional é feita através de um complexo código desenvolvido em Fortran 90/95, no qual as taxas de cinética química são adaptadas da literatura e podem ter suas constantes ajustadas para representar o processo industrial. Os resultados obtidos de temperatura e composição apresentam uma concordância muito boa com os resultados experimentais. O modelo também se mostra como uma ferramenta eficiente para a previsão do efeito de diferentes qualidades de carvão injetado via ventaneiras.
Keywords
Ventaneiras, Injeção de carvão, Modelamento matemático, Simulação computacional
Ventaneiras, Injeção de carvão, Modelamento matemático, Simulação computacional
How to cite
Baltazar, Anderson Willian de Souza; Castro, José Adilson de; Silva, Alexandre José da.
Modelamento matemático e simulação computacional de um ensaio de combustão de carvão pulverizado,
p. 55-65.
In: 35º Seminário de Redução de Minério de Ferro e Matérias-Primas,
São Paulo - SP, Brasil,
2005.
ISSN: 2594-357X, DOI 10.5151/2594-357x-35Red - 55-65
