AGITAçãO EM PANELA DE REFINO: UMA COMPARAçãO ENTRE SOPRO PELO FUNDO E INJEçãO POR LANçA SUBMERSA USANDO MODELO FíSICO: BATH AGITATION IN A REFINING LADLE: A COMPARISON BETWEEN BOTTOM BLOWING AND INJECTION BY SUBMERGED LANCE USING PHYSICAL MODEL

A INJEçãO DE GáS INERTE é REALIZADA PARA MELHORAR O FENôMENO DE MISTURA, SENDO O GáS INTRODUZIDO NO REATOR PRINCIPALMENTE ATRAVéS DE PLUGUES POROSOS INSTALADOS NO FUNDO DA PANELA OU ATRAVéS DE UMA LANçA SUBMERSA VERTICALMENTE NO METAL A PARTIR DO TOPO. ALGUNS ESTUDOS ABORDARAM A DESSULFURAçãO DO AçO EM FORNO PANELA; NO ENTANTO, PERMANECEM LACUNAS EM RELAçãO AO COMPORTAMENTO DA PLUMA E à INTERAçãO METAL-ESCóRIA. UTILIZANDO MODELAMENTO FíSICO, ESTE ESTUDO COMPAROU SOPRO ATRAVéS DE UMA LANçA SUBMERSA E PELO FUNDO, AVALIANDO O EFEITO DA VAZãO DO GáS NO PERFIL DE VELOCIDADE, NO TEMPO DE MISTURA, NA DISPERSãO DO CORANTE NO INTERIOR DA PANELA E NA ABERTURA DO OLHO DE ESCóRIA NA SUPERFíCIE DO REATOR. NA REGIãO SUPERIOR DA PANELA FORAM OBSERVADOS MAIORES VALORES DE VELOCIDADE PRóXIMO à SUA PAREDE E PRóXIMO à LANçA SUBMERSA, SENDO VELOCIDADES MAIS INTENSAS TAMBéM OBSERVADAS PARA A LANçA NA POSIçãO MAIS DESCENTRALIZADA. O TEMPO DE MISTURA MAIS LONGO OCORRE COM A LANçA A UMA PROFUNDIDADE DE IMERSãO MAIS BAIXA, MAS A DIFERENçA DIMINUI COM VAZõES DE GáS MAIS ALTAS. A ENERGIA DE AGITAçãO AUMENTA E O TEMPO DE MISTURA DIMINUI COM A ELEVAçãO DA VAZãO EM TODAS AS CONFIGURAçõES. MAIOR DESCENTRALIZAçãO E MAIORES VAZõES DE GáS PROMOVEM TEMPOS DE MISTURA MAIS CURTOS E MAIOR DISPERSãO DENTRO DA PANELA. NA POSIçãO MAIS DESCENTRALIZADA (P1), OBSERVOU-SE UMA ABERTURA IRREGULAR DO OLHO DE ESCóRIA, ENQUANTO NA POSIçãO P2 (MAIS PRóXIMA DO CENTRO DA PANELA), A ABERTURA OCORREU EM FORMATO OVAL AO REDOR DA LANçA SUBMERSA. PARA ALTAS VAZõES, A EMULSIFICAçãO FOI OBSERVADA DEVIDO à ALTA AGITAçãO DO SISTEMA.

INERT GAS INJECTION IS PERFORMED TO IMPROVE THE MIXING PHENOMENON, WITH GAS BEING INTRODUCED INTO THE REACTOR MAINLY THROUGH POROUS PLUGS/ TUYERES INSTALLED AT THE BOTTOM OF THE LADLE OR THROUGH A LANCE SUBMERGED VERTICALLY INTO THE METAL FROM THE TOP. SOME STUDIES HAVE ADDRESSED STEEL DESULFURIZATION IN A LADLE FURNACE; HOWEVER, GAPS REMAIN REGARDING PLUME BEHAVIOR AND METAL-SLAG INTERACTION. USING A PHYSICAL MODEL, THIS STUDY COMPARED A SUBMERGED LANCE AND BOTTOM BLOWING, EVALUATING THE EFFECT OF GAS FLOW RATE ON THE VELOCITY PROFILE INSIDE THE LADLE, MIXING TIME IN THE REACTOR, DYE DISPERSION, AND THE SLAG EYE OPENING AT THE REACTOR SURFACE. IN THE UPPER REGION OF THE LADLE, HIGHER VELOCITY VALUES WERE OBSERVED NEAR ITS WALL AND CLOSE TO THE SUBMERGED LANCE, WITH HIGHER VELOCITY VALUES ALSO NOTED FOR THE LANCE IN THE MORE OFF-CENTER POSITION. THE LONGEST MIXING TIME OCCURS WITH THE LANCE AT A LOWER IMMERSION DEPTH, BUT THE DIFFERENCE DECREASES AT HIGHER GAS FLOW RATES. MIXING TIME DECREASES AND ENERGY INPUT INCREASES WITH HIGHER FLOW RATES IN ALL CONFIGURATIONS. GREATER DECENTRALIZATION AND HIGHER GAS FLOW RATES PROMOTE SHORTER MIXING TIMES AND GREATER DISPERSION WITHIN THE LADLE. IN THE MOST DECENTRALIZED POSITION (P1), AN IRREGULAR SLAG EYE OPENING WAS OBSERVED, WHILE IN POSITION P2 (CLOSER TO LADLE CENTER), THE OPENING OCCURRED IN AN OVAL SHAPE AROUND THE SUBMERGED LANCE. FOR HIGH FLOW RATES, EMULSIFICATION COULD BE OBSERVED DUE TO THE HIGH AGITATION OF THE SYSTEM.

Palavras-chave

Dessulfuração; Tempo de Mistura; Lança Submersa; Abertura de Olho.

Desulfurization; Mixing Time; Submerged Lance; Plume Eye Opening.

Como citar

ARRUDA, JOSE DIMAS DE; TOMAS, ANA FLAVIA XAVIER; SANTOS, DAVI RODRIGUES DE OLIVEIRA; VENTURA, THALYS BRUNO DE SOUZA; PEIXOTO, JOHNE JESUS MOL; SILVA, CARLOS ANTONIO DA. AGITAçãO EM PANELA DE REFINO: UMA COMPARAçãO ENTRE SOPRO PELO FUNDO E INJEçãO POR LANçA SUBMERSA USANDO MODELO FíSICO , p. 655-667. In: 53º Seminário de Aciaria, Fundição e Metalurgia de Não-Ferrosos, São Paulo, Brasil, 2024.
ISSN: 2594-5300 , DOI 10.5151/2594-5300-41258