Resumo A fim de investigar o consumo de biomassas, estudou-se sua participação na mistura base utilizada para a produção de Coque Metalúrgico, substituindo-a em 2% e 5% por madeira e serragem.Foram realizados enfornamentosem duplicata na unidade piloto de coque da Gerdau Ouro Branco com a caracterização de ensaios de reatividade (CRI), resistência após reação com CO 2 (CSR), Drum index (DI) e granulometria do coque produzido. A inserção da madeira mostrou-se mais viável do que a adição do mesmo nível de serragem. Para a participação de 2% de biomassa de madeira,os parâmetros metalúrgicos CSR e CRI apresentaram queda de 2,4pp (pontos percentuais) eaumento de 0,51pp respectivamente, apresentando também uma redução de 2,34pp no DI, 3,55pp no rendimento do coque para alto forno e redução singela de 0,03pp em porcentagem de enxofre.
Coal blend bulk density is an important property in the coking process. Some variables, such as moisture and particle size, which are controlled or measured in the coal beneficiation process in steel mills, exert a strong influence on this feature. This study aims to understand the density variation of coal blends by the influence of moisture and particle size when using dry and wet bases. The investigations showed that higher density can be reached when drying the coal blend or even with excess of moisture by an agglomeration process. However, for a coal blend of lower moisture content, such as 4%, the better effects on the coking process are evident. Changes on the density from particle size require care, since they can fall in a region of high density achieved by larger particles or in a region with excess coal fines, where either or both can compromise the coke quality.
ResumoA maior parte da produção mundial de aço passa pela conversão de minério de ferro em grandes altos-fornos, tendo o coque como uma das matérias-primas. Por um lado, boas propriedades mecânicas a quente do coque, como o CSR e CRI, são necessárias para que o consumo de coque seja o mínimo, pois é também, junto com os óxidos de ferro, um dos maiores componentes dos custos variáveis do ferro gusa. As misturas dos vários tipos de carvões minerais utilizados exigem a participação de uma fração Hard, a mais cara e com maior poder de coqueificação, e de uma fração Soft, mais barata e inerte. Logo, quanto maior for a participação do Hard mais caro será a mistura a ser coqueificada. Uma maneira de aumentar a fração de Soft na mistura de carvões, reduzindo o custo da mistura, e ainda assim obter um coque com boa qualidade é aumentar a densidade a granel da mistura. Para isso alguns métodos já são empregados com sucesso, como o Stamp Charging e a Briquetagem Parcial. Este artigo apresenta um novo método, que consiste na densificação da mistura de carvões dentro do forno via dispositivos de vibração. Foram realizadas simulações físicas a frio e em escala reduzida para avaliar o potencial de aumento de densidade a granel da técnica. Os resultados mostram um ganho de aumento de 30% da densidade a granel da mistura. Palavras-chave: Coqueria; Simulação física; Siderurgia; Vibração; Densificação. PHYSICAL SIMULATION BY COLD AND IN LAB SCALE OF A COAL MIX DENSIFICATION BY VIBRATING AbstractThe Blast furnace technology represents globally more than 95 % of all primary iron source to produce steel. The Blast-furnace is a counter current porous media where coke particles play the major role as porous media, energy source and reducer for the iron oxides. The coke is produced basically from two sources of metallurgical coals, the "hard" coal with coking properties (swelling) and another "soft", inert and cheaper that together produce the desirable coke. The coke with high CRS and low CRI ensure the high productivity and low fuel rate at the blast furnace. The coke mix (hard + soft) increases its costs the higher it is the fraction of the hard coal, a more expensive coal. However, if the bulk density of the blend (hard + soft) is increased it is possible to increase the fraction of poor coal, soft, in the blend. By this way coke oven productivity increase and the coke production cost is reduced keeping the same coke's quality level. Stamping Charging and Partial Briquetting are methods that exemplify this technique. This article introduces a new method to improve the coal mix bulk density by a vibration technique with patent pending. Some physical simulation in cold and reduced scale has been made to estimate the increase potential of density of the blend. The lab results presented up to 30% in the bulk density enhancement.
Resumo A resistência mecânica do coque metalúrgico está intimamente relacionada com a sua microestrutura, de forma que a posse de uma ferramenta metodologica para realizar a caracterização microestrutural é de grande valia. Nesse trabalho foi desenvolvido um algoritmo de análise de imagem que possibilite a obtenção dos parâmetros microestruturais de interesse do coque. Devido a heterogeneidade microestrutural do coque as melhores condições de granulometria das partículas de coque, número de amostras analisadas (plugs) e área de campo analisada de cada plug foram definidas. Coques laboratoriais produzidos com carvões de propriedades distintas foram caracterizados a partir da metodologia desenvolvida nesse trabalho. As propriedades dos carvões foram relacionadas com a microestrutura dos coques.A metodologia desenvolvida nesse trabalho possibilita a obtenção de parâmetros que podem ser relacionados com a resistência mecânica do coque em ensaio de tambor, para coques com composição não saturados em materiais inertes. Palavras-chave:Coque metalúrgico; Microestrutura; Porosidade; Resistência mecânica.
The demand for sustainable materials in the steel industry and the search for alternatives for the traditional ferriferous burdens utilized in siderurgy stimulated the development of this research. The briquetting process is a usual measure taken for recycling materials such as ironmaking waste (dust and sludge from blast furnaces), which can be reutilized in steel plants. The objective of this article is to investigate the influence of the use of organic and inorganic binders, blast furnace dust and sludge on the mechanical strength of briquettes for use in blast furnaces. The mechanical analysis was performed with the results from tumbling tests, executed to obtain the strength of each sample composition. The results exhibited adequate values of mechanical strength for samples that contained BBTL and BBTX binder, indicating that these materials acted as good binders in the briquetting process.
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