Título

SIMULAÇÃO FÍSICA DO ESCOAMENTO DE FLUIDOS E DA DESCARBURAÇÃO EM DESGASEIFICADORES RH

PHYSICAL SIMULATIONS OF FLUID FLOW AND DECARBURIZATION IN A RH DEGASSER

Autoria

Nascimento, André Afonso do; Pujatti, Henrique Loures Vale; Tavares, Roberto Parreiras

DOI

10.5151/2594-5300-0086

Downloads

Baixar Artigo 38 Downloads

Resumo

A demanda por aços com baixas concentrações de nitrogênio, hidrogênio e carbono tem crescido ultimamente. O processo RH é um processo de refino secundário que permite a obtenção simultânea de elevados índices de remoção destes elementos do aço líquido. Neste processo, a taxa de circulação do aço tem efeito significativo sobre a produtividade do equipamento, uma vez que afeta a taxa de descarburação. Neste trabalho, um modelo físico de um desgaseificador RH foi construído e usado para estudar a taxa de circulação e a cinética de descarburação. Os efeitos da vazão de gás e da configuração do sistema usado na sua injeção foram analisados. A reação de descarburação foi simulada através da reação de dessorção de CO2 de soluções aquosas de hidróxido de sódio. A concentração de CO2 na solução foi avaliada através de medidas de pH. Os resultados experimentais indicaram que a cinética de descarburação pode ser descrita através de uma equação de primeira ordem, com controle por difusão de massa no líquido. A partir dos resultados obtidos foi possível estimar as contribuições relativas da descarburação na perna de subida do RH e no vaso de vácuo.

 

Steels with low concentrations of nitrogen, hydrogen and carbon have been in large demand lately. The RH process is a secondary refining process that can simultaneously attain significant levels of removal of these interstitial elements from liquid steel. In the RH process, the melt circulation rate plays a very important role in determining the productivity of the equipment, since it affects the decarburization rate. In the present work, a physical model of a RH degasser in a 1:5 scale of an industrial reactor has been built and used in the study of the circulation rate and of the kinetics of decarburization. The effects of the gas flow rate and of the configurations of the nozzles used in the injection of the gas have been analyzed. The decarburization reaction of liquid steel was simulated using a reaction involving CO2 and caustic solutions. The concentration of CO2 in the solution was evaluated using pH measurements. The experimental results indicated that the kinetics of decarburization can be described by a first order equation. Based on the results, it was possible to determine the contributions of the decarburization in the upleg snorkel and in the vacuum vessel.

Palavras-chave

Modelamento físico; Desgaseificador RH; Taxa de circulação; Cinética de descarburação

RH degasser; Circulation rate; Decarburization rate; Physical modeling