Título

ESTUDO DO FENÔMENO DE ENDURECIMENTO DA PELOTA INDIVIDUAL EM FORNO DE LEITO MÓVEL

STUDY OF THE INDURATION PHENOMENA OF A SINGLE PELLET IN THE TRAVELLING GRATE FURNACE

Autoria

Vitoretti, Flavia de Paula; Castro., José Adilson de

DOI

10.5151/2594-357X-21247

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Resumo

O processo de pelotização de finos de minério de ferro é uma importante operação unitária para a alta qualidade da matéria-prima para os subsequentes processos de redução tais como alto forno e processo de redução direta. O processo essencialmente envolve a produção de pelotas verdes e seu endurecimento em um forno de leito móvel para promover a fusão parcial das partículas internas e conferir propriedades físicas e metalúrgicas adequadas aos aglomerados. Este trabalho foca os fenômenos que ocorrem durante a etapa de queima visando à construção e um modelo matemático que descreve cada fase e espécies químicas. O modelo é formulado baseado nas equações de transporte capaz de prever a evolução no perfil de temperatura no interior da pelota para cada zona do forno de endurecimento. Levando em conta os fenômenos de momentos acoplados à transferência de energia e massa entre o gás e as partículas constituintes do aglomerado. O método de volumes finitos é usado para discretizar as equações de transporte de momento, massa e energia, descrevendo o comportamento da pelota em um forno industrial de leito móvel. Os resultados do modelo mostraram os perfis de temperatura ao longo do raio da pelota durante a residência no forno. O modelo é uma ferramenta pra otimizar o perfil térmico no forno de endurecimento com a finalidade de evitar a formação de fissura e controlar a resistência mecânica do aglomerado.

 

The process for pelletizing iron ore fines is an important operation unit for producing high quality of raw materials for the subsequent reduction processes such as blast furnace or direct reduction. The process essentially involves production of green pellets and induration on a traveling grate furnace to promote inner partial melt and agglomeration that confers adequate physical and metallurgical proprieties. This work focuses on the phenomena that occur in the firing step aiming the construction of a mathematical model that describes each phase and chemical species. The model is formulated based on transport equations able to predict the evolution of the temperature profile inside of the pellet for each zone on the induration furnace. It is taken into account coupled phenomena of momentum, energy and mass transfer between gas and particles within the agglomerates. The finite volume method is used to discretize the transport equations of momentum, mass and energy describing the behavior of a pellet in a industrial travelling grate furnace. Model results are shown for the temperature profile along of the pellet radius during the residence time. The model is a tool to optimize the thermal profile in the induration furnace in order to avoid crack formation and control the mechanical strength of the agglomerate.

Palavras-chave

Pelotas; Aglomeração; Endurecimento; Modelamento.

Pellets; Agglomeration; Induration; Modeling.