ISSN 2594-357X
35º Seminário de Redução de Minério de Ferro e Matérias-Primas — Vol. 01 , num. 35 (2005)
Título
Autoria
DOI
Downloads
Resumo
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.
Palavras-chave
Ventaneiras, Injeção de carvão, Modelamento matemático, Simulação computacional
Ventaneiras, Injeção de carvão, Modelamento matemático, Simulação computacional
Como citar
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
