Title

OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO CAL-Mg DE DESSULFURAÇÃO DO GUSA ATRAVÉS DO USO DE LANÇA ROTATIVA

OPTIMIZATION OF LIME-MG HOT METAL DESULPHURIZATION BY USING ROTATING LANCE

Authorship

Costa, Sérgio Luiz de Souza; Araújo, Eugênio Pacelli Meireles de; Alves, Ivan Lopes; Siqueira, Jorge Lima de

Costa, Sérgio Luiz de Souza

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Araújo, Eugênio Pacelli Meireles de

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Alves, Ivan Lopes

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Siqueira, Jorge Lima de

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DOI

10.5151/2594-5300-0070

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Abstract

A dessulfuração de gusa foi consideravelmente acelerada pela adoção do processo Cal-Mg. Nesse processo, o magnésio é utilizado para reduzir o teor de oxigênio dissolvido no gusa para próximo de zero e, em tais condições de desoxidação, o poder dessulfurante da cal é aumentado, o que explica a eficiência do referido processo. Nesse estudo, avaliou-se a utilização da lança rotativa em substituição à atual lança de injeção de mistura de material dessulfurante na Aciaria 1 da Usiminas. Além disso, desenvolveu-se um critério, que leva em conta as dimensões do equipamento e as taxas de injeção de gás e de material dessulfurante, para otimização do processo Cal-Mg e para transposição dos resultados obtidos para plantas de dessulfuração de gusa de maior dimensão. A lança rotativa promoveu uma melhor distribuição do material dessulfurante, obtendo-se uma elevação na taxa de dessulfuração de 18% e diminuição da ocorrência de projeção de metal. A transposição dos resultados de dessulfuração de gusa para uma planta de maior porte foi realizada com sucesso, o que permite concluir que o critério desenvolvido pode ser usado para a tomada de decisão quanto à implantação da lança rotativa em outras plantas industriais, sem a necessidade de realização de experiências. O critério desenvolvido também pode ser utilizado em estudos de otimização de outras plantas industriais.

The hot metal desulfurization has been speeded up considerably by adoption of lime-Mg process. In this process, the magnesium is used to reduce the oxygen content in the hot metal to almost zero and, in such a condition of deoxydation, the desulphurization power of the lime is increased, thus explaining the efficiency of such process. In the present study, preliminary experiments were carried out in cold models, using rotating lance, that resulted a better material distribution. The rotating lance tested in the hot metal desulphurization plant of Usiminas’ Steel Plant 1 promoted a 18% increase in the desulphurization rate, a 54% decrease in temperature drop during the treatment, as well as a reduction of metal splash occurrences. It was applied a transposition model, whose criteria takes into account the equipment dimensions and the mass flow rate of the desulphurization material. In order to evaluate the applicability of the this model, the results of hot metal desulphurization obtained in a 100 kg atmospheric induction furnace were transposed to a 160 t torpedo car. The theoretical desulphurization results were very close to the measured values. Therefore, by using the results obtained from tests made in the Steel Shop plant # 1, it was possible to simulate scenarios based on the technical environment of hot metal desulphurization, aiming the optimization of the Lime-Mg process. From this results it was possible to predict the desulfurization rate, the material consumption and the treatment time, which can indicates the technical and economical viability of the rotating lance. Therefore, the implementation of rotating lance in any desulphurization plant can be done without the necessity of previous experiences.

Keywords

Processo Cal-Mg; Dessulfuração de gusa; Lança rotativa.

Lime-Mg process; Hot metal desulfurization; Rotating lance, Transposition.