A difração de raios X (DRX) é uma técnica padrão para caracterizar a estrutura cristalina dos materiais. Ela também pode ser utilizada para quantificar o tamanho dos cristalitos (L c) dos materiais carbonosos. Este trabalho tem por objetivos identificar e quantificar os componentes carbonosos (char e finos de coque) presentes no pó de balão do Alto-forno (AF) pelas técnicas de DRX e de análise elementar de carbono. As partículas coletadas no pó de balão do AF, compostas por char, finos de coque e outros, foram fracionadas e analisadas quimicamente. Posteriormente, as frações foram moídas, desmineralizadas e analisadas por DRX. Amostras de char produzidas em laboratório e coque foram utilizadas como padrões para a quantificação. A técnica utilizada revela as diferenças na dimensão dos cristalitos destes materiais carbonosos, que a estrutura do coque é mais ordenada que a estrutura do char. Com base nessas diferenças podem-se quantificar as proporções de char e finos de coque no pó de balão do AF. A DRX permite quantificar, para o pó de balão em estudo, que 93% da matéria carbonosa se encontra na forma de coque e 7%, na forma de char. Palavras-chave: Char; Coque; Difração de raios X; Injeção de carvão pulverizado.
ResumoA injeção de carvão pulverizado (PCI) é uma técnica altamente utilizada nos altosfornos pelas siderúrgicas brasileiras, buscando a redução do consumo específico de coque por tonelada de gusa. A combustão do carvão pulverizado ocorre em temperaturas elevadas (em torno de 2.000°C), altas taxas de aquecimento (10 4 a 10 5 °C /s), tempo de reação de poucos centésimos de segundos, seguida pela gaseificação na presença de CO2. Este trabalho visa apresentar o andamento da construção do simulador da zona de combustão do alto-forno desenvolvido pelo LASID-UFRGS e os estudos previstos nos projetos em andamento, que contemplam também a avaliação de carvões brasileiros que apresentem potencial de substituição de carvões atualmente importados para injeção em altos fornos brasileiros. A partir do levantamento do estado da arte e visitas técnicas a simuladores em operação, foi discutido um projeto moderno, automatizado, de configuração vertical e que possibilitasse a operação tanto em modo one shot como contínuo. Algumas inovações podem ser destacadas, como a possibilidade de alterar o tempo de residência da amostra carbonosa na zona de combustão do simulador, a medição da temperatura com termopares ultra-rápidos (ms), o controle e aquisição de diversos parâmetros termodinâmicos (P, T, t) e avaliação dos produtos sólidos e gasosos resultantes. Palavras-chave: Carvão pulverizado; Combustíveis; Alto-forno; Zona de combustão.
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