ISSN 2594-357X
54º Seminário de Redução de Minérios e Matérias-Primas — Vol. 54 , num. 54 (2026)
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Resumo
A presença e a recirculação de álcalis em altos-fornos impactam o desempenho operacional e a estabilidade do processo siderúrgico, influenciando a formação de cascões, o consumo de coque e composição da escória. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo termodinâmico de alto-forno composto por cinco zonas reacionais, utilizando o software FactSage 8.4 e o módulo FactFlow, com o objetivo de avaliar o comportamento individual do sódio e do potássio ao longo do reator. O modelo foi baseado em cálculos de equilíbrio termodinâmico em estado estacionário, considerando a circulação contracorrente entre a fase gasosa e as fases líquida e sólida. Os resultados obtidos apresentaram boa concordância com dados industriais da literatura para a composição da escória. Observou-se que a maioria dos álcalis permaneceu nas regiões inferiores do reator. Além disso, verificou-se maior incorporação de sódio na escória final em comparação ao potássio. Foi realizado um estudo de caso com o objetivo de avaliar o efeito das variações da quantidade dos álcalis na alimentação e o seu impacto nos elementos formados no fundo do alto-forno. Os resultados indicam diferenças relevantes entre os comportamentos termodinâmicos dos álcalis, evidenciando a importância de analisá-los individualmente em estudos de altos-fornos.
The presence and recirculation of alkali elements in blast furnaces are important factors affecting operational performance and process stability, influencing scaffold formation, coke consumption, and slag properties. In this work, a thermodynamic blast furnace model composed of five reaction zones was developed using the software FactSage 8.4 and the FactFlow module to evaluate the individual behavior of sodium and potassium throughout the reactor. The model was based on steady-state thermodynamic equilibrium calculations considering countercurrent circulation among gaseous phase, and liquid and solid phases. The obtained results showed good agreement with experimental slag composition data reported in the literature. It was observed that most of the alkalis remained in the lower regions of the reactor. In addition, a greater incorporation of sodium into the final slag was observed compared to potassium. A case study was conducted to evaluate the effect of variations in alkali input levels and their impact on the species formed in the lower part of the blast furnace. The results demonstrate significant differences between the thermodynamic behaviors of alkali elements, highlighting the importance of evaluating them individually in blast furnace studies.
Palavras-chave
Alto-forno, Modelagem termodinâmica, Álcalis, Equilíbrio termodinâmico
Blast furnace, Thermodynamic modeling, Alkalis, Thermodynamic equilibrium
Como citar
Russo, Guilherme; Narita, César Yuji; Prada, Ivan Mauricio Daza; Oliveira, Vinicius de Morais; Parreira, Fabricio Vilela; Pimenta, Felipe; Leite, Michel Rodrigues; Silva, André Luiz Nunis da.
Investigação de Fenômenos Relacionados aos Álcalis que Promovem a Formação de cascões em altos-fornos,
p. 611-621.
In: 54º Seminário de Redução de Minérios e Matérias-Primas,
São Paulo, SP - Brasil,
2026.
ISSN: 2594-357X, DOI 10.5151/2594-357X-44341
