Title

PROJETO DE CANAL DE ALTO-FORNO VISANDO A MELHORIA DA EFICIÊNCIA DE SEPARAÇÃO GUSA-ESCÓRIA

BLAST FURNACE TROUGH DESIGN AIMING AN IMPROVED SLAG-METAL SEPARATION EFFICIENCY

Authorship

Oliveira, Marivaldo Junior Monteiro de

Oliveira, Marivaldo Junior Monteiro de

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DOI

10.5151/2594-357X-34628

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Abstract

O CANAL DE CORRIDA DE ALTO-FORNO É UM EQUIPAMENTO IMPORTANTE NO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE GUSA. TEM COMO UMA DAS FUNÇÕES PROMOVER A SEPARAÇÃO ENTRE O GUSA E A ESCÓRIA. NO ENTANTO, DEVIDO À TURBULÊNCIA DURANTE O VAZAMENTO, GOTÍCULAS DE METAL PODEM SER APRISIONADAS NA CAMADA DE ESCÓRIA LEVANDO A PERDAS METÁLICAS. O IMPACTO ECONÔMICO DESTAS PERDAS É IMPORTANTE, UMA VEZ QUE ESTÃO ENVOLVIDAS GRANDES TONELAGENS. O PADRÃO DE ESCOAMENTO NO INTERIOR DO CANAL DE ALTO-FORNO É POUCO ESTUDADO DEVIDO À SUA COMPLEXIDADE, UMA VEZ QUE É ALTAMENTE DEPENDENTE DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DOS FLUIDOS, VARIÁVEIS DO PROCESSO DE VAZAMENTO E CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DO PRÓPRIO DO CANAL. POR OUTRO LADO AS PERDAS METÁLICAS PODEM SER RELACIONADAS AO PADRÃO DE FLUXO NO CANAL. ESTE ASPECTO É ABORDADO ATRAVÉS DE MODELAGEM COMPUTACIONAL, UTILIZADA PARA AVALIAR A EFICIÊNCIA DE SEPARAÇÃO EM CANAIS DE CORRIDA DE DIFERENTES GEOMETRIAS. A MELHORIA DA SEPARAÇÃO ENTRE ESCÓRIA E METAL PODE PROPORCIONAR GANHOS ECONÔMICOS SIGNIFICATIVOS NUMA OPERAÇÃO QUE É FREQUENTEMENTE NEGLIGENCIADA NAS USINAS INTEGRADAS.

THE BLAST FURNACE TROUGH IS AN IMPORTANT EQUIPMENT IN THE BLAST FURNACE MANUFACTURING PROCESS. ONE OF ITS FUNCTIONS IS TO PROMOTE SEPARATION BETWEEN THE HOT METAL AND THE SLAG. HOWEVER, DUE TO TURBULENCE DURING TAPPING, METAL DROPLETS CAN BE TRAPPED IN THE SLAG LAYER LEADING TO IMPORTANT LOSSES. THE ECONOMIC IMPACT OF METAL LOSSES IS IMPORTANT SINCE LARGE TONNAGES ARE INVOLVED. THE FLOW PATTERN INSIDE THE BLAST FURNACE TROUGH IS UNDERSTUDIED DUE TO ITS COMPLEXITY AS IT IS HIGHLY DEPENDENT ON THE PHYSICAL PROPERTIES OF THE FLUIDS, VARIABLES OF THE CASTING PROCESS AND GEOMETRIC CHARACTERISTICS OF THE BLAST FURNACE TROUGH ITSELF. METAL LOSSES CAN BE TRACED TO THE FLOW PATTERN. THIS ASPECT IS DISCUSSED USING COMPUTATIONAL MODELING. THE FOCUS OF THIS WORK IS TO EVALUATE THE SEPARATION EFFICIENCY IN BLAST FURNACE TROUGH OF DIFFERENT GEOMETRIES. IMPROVING SLAG-METAL SEPARATION CAN PROVIDE SIGNIFICANT ECONOMIC GAINS IN AN OPERATION THAT IS OFTEN NEGLECTED IN INTEGRATED STEEL MILLS.

Keywords

Alto-forno; Canal de corrida; Simulação Numérica; CFD; separação metal-escória

Blast Furnace, main runner; Numerical Simulation; CFD; slag-metal separation