Improving the separation of smelting products in the main trough of a blast furnace

Shestopalov, I. I.; Denisov, A. V.; Mel’nikov, P. N.; Макаров, В. С.; Unigovskii, L. B.; Shul'man, V. G.; Prokhorov, V. N.; Vertsman, G. M.; Tsera, I. A.

doi:10.1007/bf00740910

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“…Local erosion of the skimmer can compromise its effectiveness as far as slag metal–separation is concerned. [ 18 ]…”

Section: Resultsmentioning

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“…According to Shestopalov et al, [ 18 ] the amount of hot metal entrapped as droplets in the slag can reach up to 2.2% (weight basis). That means a possible metal loss of 16 ton day −1 for a BF running at 7000 ton day −1 with a slag rate of 300 kg ton −1 , not to mention the minor reverse phenomena of slag running to the ladle or torpedo car.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Modeling of Two‐Phase Flow in Blast Furnace Trough

Oliveira

Rodrigues

Silva

et al. 2020

steel research int.

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Almost 95% of the world's hot metal production is from blast furnaces, reaching a production of 1.2 billions tons in 2018 according to the World Steel Association. The trough is an important equipment within the blast furnace production process, promoting the separation between hot metal and slag after casting. However, the flow pattern inside the runner is understudied due to its complexity. Due to the turbulence in the trough during the casting, there is metal loss in the slag and also slag entrainment in the hot metal. The metal loss in the slag is the most critical situation as it directly affects the efficiency. The influence of flow rate as well as of geometrical parameters on the flow pattern inside the runner is analyzed by physical and numerical simulation. In the physical simulations, particle image velocimetry (PIV) as well as dye injection using HD cameras and residence time distribution (RTD) curves are used to characterize the flow. These techniques allow to validate the mathematical model created in CFX‐Ansys. This work stresses the changing flow features as the slag–metal ratio changes during the casting operation and the role of geometry as far as metal separation from the slag is concerned.

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“…Local erosion of the skimmer can compromise its effectiveness as far as slag metal–separation is concerned. [ 18 ]…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

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Modeling of Two‐Phase Flow in Blast Furnace Trough

Oliveira

Rodrigues

Silva

et al. 2020

steel research int.

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“…Alguns trabalhos estudaram esta dinâmica por modelos físicos e métodos numéricos (Begnis, et al, 2005;He, Evans, et al, 2002;He, Zulli, et al, 2002;Kim, et al, 1998;Luomala, et al, 2001;Shestopalov, et al, 1988;Stevenson e He, 2005). Contudo, ou a similaridade dimensional era comprometida por emulsificação das fases; ou os modelos matemáticos e tratamentos numéricos não levaram em consideração a dinâmica do jato e da superfície livre.…”

Section: Introductionunclassified

Escoamento De Ferro-Gusa Em Canal De Alto-Forno E Sua Relação Com O Desgaste Do Revestimento Refratário

Rezende¹,

Souza²,

Souza³

et al. 2015

Anais Do XX Congresso Brasileiro De Engenharia Química

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RESUMO -Historicamente, os processos siderúrgicos estão vinculados ao desenvolvimento técnico e industrial de uma nação e estão atrelados à quantidade e à qualidade do aço produzido. Um dos equipamentos importantes neste processo, o canal de alto-forno, cuja função principal é extravasar o metal do altoforno, sofre desgaste de seu revestimento refratário -parte fundamental de sua durabilidade -e pouco se sabe como este processo ocorre. A metodologia apresentada neste trabalho modela o sistema ar-gusa considerando tanto o jato aberto quanto a superfície livre, além da sua natureza transiente e turbulenta. O simulador ANSYS CFX foi empregado na solução do sistema de equações. Os resultados indicam que o caráter vorticoso e oscilatório na região de impacto do jato aumentam os níveis energia cinética turbulenta, a qual apresenta correlação com a taxa de desgaste, permitindo estimar o seu perfil, e contradizem a crença de que as tensões cisalhantes são as principais responsáveis por este processo. INTRODUÇÃOO canal de alto-forno consiste em uma calha de cerca de 20m de comprimento e pouco mais de 1m de largura e profundidade. Sua função consiste em direcionar o metal fundido do alto-forno para os carros-torpedos (vagões de transporte) separando o ferro-gusa da escória, além de homogeneizar a temperatura do metal fundido. O metal então é transportado até operações de refino que variam de acordo com a finalidade do produto final. A qualidade desta operação unitária determina o tempo e rendimento das operações subsequentes.Ao fim do canal espera-se que o ferro-gusa e a escória estejam separados por flotação e que as temperaturas estejam mais homogêneas. No caso analisado, especificamente, a temperatura de operação é cerca de 1650 °C com vazões mássicas que variam de 5-14 ton/min (mas isto depende de cada planta operacional). O extravasamento do alto-forno é feito por meio de um orifício na parede do mesmo resultando em um jato aberto de uma mistura bifásica de metal e escória fundidos com uma velocidade de saída de 7,5m/s em um ângulo de 10°, o qual colide com a escória sobrenadante ao ferro-gusa fundido a 3,5m da parede do altoforno. A operação leva cerca de 1,5 h sendo revezada em diversos canais em torno do alto Área temática: Simulação, Otimização e Controle de Processos 1

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Improving the separation of smelting products in the main trough of a blast furnace

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Modeling of Two‐Phase Flow in Blast Furnace Trough

Modeling of Two‐Phase Flow in Blast Furnace Trough

Escoamento De Ferro-Gusa Em Canal De Alto-Forno E Sua Relação Com O Desgaste Do Revestimento Refratário

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