OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE DESSULFURAÇÃO EM PANELA UTILIZANDO SIMULAÇÕES NUMÉRICAS COMPUTACIONAIS: OPTIMIZATION OF HOT METAL DESULFURIZATION PROCESS USING COMPUTATIONAL NUMERICAL SIMULATIONS

O ENXOFRE TEM SIDO CONSIDERADO DELETéRIO à QUALIDADE DO AçO NA GRANDE MAIORIA DOS CASOS, CAUSANDO REDUçãO DA DUCTILIDADE E TENACIDADE AO IMPACTO E PIORANDO AS PROPRIEDADES DE SOLDABILIDADE E RESISTêNCIA à CORROSãO, PODENDO GERAR PROBLEMAS SUPERFICIAIS EM TARUGOS OU PLACAS. A FONTE DE ENXOFRE NO PROCESSO SIDERúRGICO SãO OS COMBUSTíVEIS FóSSEIS QUE SãO UTILIZADOS NO PROCESSO SIDERúRGICO, PARA REAGIR COM O MINéRIO DE FERRO GERANDO FERRO GUSA, E ISSO OCASIONA A NECESSIDADE DE UM PRé-TRATAMENTO DO GUSA PARA REMOçãO DO ENXOFRE ANTES DO PROCESSO DE REFINO PRIMáRIO PORQUE A REAçãO DE DESSULFURAçãO é FAVORECIDA EM ATMOSFERAS REDUTORAS. A FLUIDODINâMICA COMPUTACIONAL (CFD) TEM SIDO UTILIZADA PARA MODELAR PROCESSOS NOS QUAIS Há GRANDE DIFICULDADE DE VISUALIZAçãO E EXPERIMENTAçãO, UTILIZANDO EQUAçõES E MODELOS MATEMáTICOS PARA PREVER O COMPORTAMENTO DOS FLUIDOS NO SISTEMA E COM ESSAS INFORMAçõES PODER INVESTIGAR POSSIBILIDADES DE AJUSTES NOS PROCESSOSDE ACORDO COM O OBJETIVO DE CADA OPERAçãO. ASSIM, O PRESENTE TRABALHO ADOTA SIMULAçõES DE CFD PARA ANALISAR O PROCESSO ATUAL DE DESSULFURAçãO DA ARCELORMITTAL MONLEVADE, PARA DETERMINAR AS CONDIçõES óTIMAS DE ALTURAS DE LANçA DE INJEçãO E VAZãO DE GáS PARA MINIMIZAR O TEMPO DE MISTURA, UMA VEZ QUE ESTA é A MELHOR CONFIGURAçãO PARA ATINGIR A EFICIêNCIA MáXIMA PARA A DESSULFURAçãO. OS RESULTADOS DESSAS SIMULAçõES DEMONSTRAM QUE AS MELHORES CONDIçõES SãO QUANDO A LANçA DE INJEçãO ESTá O MAIS PRóXIMO POSSíVEL DO FUNDO DA PANELA COM ALTA VAZãO DE GáS.

SULFUR HAS BEEN CONSIDERED DELETERIOUS TO THE STEEL QUALITY IN THE VAST MAJORITY OF CASES, CAUSING REDUCTION OF DUCTILITY AND IMPACT TOUGHNESS, AND WORSENING THE PROPERTIES OF WELDABILITY AND RESISTANCE TO CORROSION, AND CAN GENERATE SURFACE PROBLEMS IN BILLETS OR SLABS. THE SOURCE OF SULFUR IN THE STEELMAKING PROCESS IS THE FOSSIL FUELS THAT ARE BEING USED IN THE IRONMAKING PROCESS, TO REACT WITH THE IRON ORE GENERATING HOT METAL, AND IT CAUSES THE NECESSITY OF A PRE-TREATMENT OF THE HOT METAL TO REMOVE THE SULFUR BEFORE A BOF PROCESS BECAUSE THE REACTION OF DESULFURIZATION IS FAVORED IN REDUCTION ATMOSPHERES. COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD) HAS BEEN USED TO MODEL PROCESSES IN WHICH THERE IS GREAT DIFFICULTY IN VISUALIZATION AND EXPERIMENTATION, USING EQUATIONS AND MATHEMATICAL MODELS TO PREDICT THE BEHAVIOR OF FLUIDS IN THE SYSTEM AND WITH THIS INFORMATION TO BE ABLE TO INVESTIGATE POSSIBILITIES OF ADJUSTMENTS IN THE PROCESSES ACCORDING TO THE TARGET OF EACH OPERATION. THUS, THE PRESENT WORK ADOPTS CFD SIMULATIONS TO ANALYZE THE CURRENT PROCESS OF ARCELORMITTAL MONLEVADE DESULFURIZATION, TO DETERMINE OPTIMUM CONDITIONS OF INJECTION LANCE HEIGHTS AND GAS FLOW RATE TO MINIMIZE THE MIXING TIME, SINCE THIS IS THE BEST CONFIGURATION TO ACHIEVE THE MAXIMUM EFFICIENCY FOR THE DESULFURIZATION PROCESS. THE RESULTS OF THESE SIMULATIONS DEMONSTRATE THAT THE BEST CONDITIONS ARE WHEN THE INJECTION LANCE IS AS CLOSE AS POSSIBLE TO THE LADLE BOTTOM WITH HIGH GAS FLOW RATE

Keywords

CFD; DESSULFURAÇÃO; GUSA LIQUIDO; OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS

CFD; Desulfurization; Hot Metal; Process Optimization

How to refer

Costa, Helton Jackson; Tavares, Roberto Parreiras; Magalhães, Humberto Luiz Gama de; Hamadeh, Hamzeh; Storch, André; Sanchez, Mathieu; Oliveira, Dayvison Carlos; Pascoal, Eduardo Dias; Malta, Jorge Augusto Miranda; Cunha, Marcus Vinicius Ribeiro da; Ribeiro, Edgard Marcos; Sato, Cesar Takaci; Chaves, Alin Junior Machado. OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE DESSULFURAÇÃO EM PANELA UTILIZANDO SIMULAÇÕES NUMÉRICAS COMPUTACIONAIS , p. 631-641. In: 51° Seminário de Fusão, Refino e Solidificação de Metais, São Paulo, 2022.
ISSN: 2594-5300 , DOI 10.5151/2594-5300-34833