Modelos macroscópico e microscópio acoplados dos fenômenos de secagem e endurecimento de pelotas de minério de ferro em forno de leito móvel
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/27095 |
Resumo: | Pelotização de finos de minério de ferro é um processo de aglomeração importante para os processos subsequentes de redução seja via siderurgia integrada ou semiintegrada para obtenção do aço. Este processo essencialmente envolve a produção de pelotas úmidas e, em seguida, estas são levadas a um processo de endurecimento em um forno de leito móvel tornando as propriedades físicas e metalúrgicas adequadas para os processos posteriores de redução. Este trabalho foca os fenômenos que ocorrem na etapa de endurecimento da pelota visando à construção de dois modelos matemáticos que descrevem cada fase e espécies químicas por equações de transporte e seja capaz de prever a evolução da temperatura no leito de pelotas e o consequente comportamento de uma pelota individual ao percorrer as zonas do leito de pelotização. Os principais fenômenos que ocorrem em cada zona do forno são transferência momentum, energia e massa entre o gás e as pelotas de forma simultânea. A técnica de volumes finitos foi utilizada na discretização das equações de transporte de momento, massa e calor para ambos os modelos, macroscópico e microscópico. A concretização do modelo macro possibilita a determinação do perfil de temperatura no leito criando condições de contorno para o modelo micro, que prevê o comportamento da pelota individual ao longo do raio, a partir da temperatura do ar soprado no leito, e assim analisar a influência da temperatura na taxa de desnificação da pelota, bem como na sua qualidade final. A Simulação do perfil térmico do processo de endurecimento de pelotas tem se mostrado como uma maneira eficiente de avaliar os fenômenos que afetam na qualidade final da pelota. |
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Modelos macroscópico e microscópio acoplados dos fenômenos de secagem e endurecimento de pelotas de minério de ferro em forno de leito móvelPelotizaçãoModelagemAglomeraçãoAglomeração (Minério)Redução de minério de ferroSecagemEngenharia MetalúrgicaProdução intelectualPelletizingModelingAgglomerationPelotização de finos de minério de ferro é um processo de aglomeração importante para os processos subsequentes de redução seja via siderurgia integrada ou semiintegrada para obtenção do aço. Este processo essencialmente envolve a produção de pelotas úmidas e, em seguida, estas são levadas a um processo de endurecimento em um forno de leito móvel tornando as propriedades físicas e metalúrgicas adequadas para os processos posteriores de redução. Este trabalho foca os fenômenos que ocorrem na etapa de endurecimento da pelota visando à construção de dois modelos matemáticos que descrevem cada fase e espécies químicas por equações de transporte e seja capaz de prever a evolução da temperatura no leito de pelotas e o consequente comportamento de uma pelota individual ao percorrer as zonas do leito de pelotização. Os principais fenômenos que ocorrem em cada zona do forno são transferência momentum, energia e massa entre o gás e as pelotas de forma simultânea. A técnica de volumes finitos foi utilizada na discretização das equações de transporte de momento, massa e calor para ambos os modelos, macroscópico e microscópico. A concretização do modelo macro possibilita a determinação do perfil de temperatura no leito criando condições de contorno para o modelo micro, que prevê o comportamento da pelota individual ao longo do raio, a partir da temperatura do ar soprado no leito, e assim analisar a influência da temperatura na taxa de desnificação da pelota, bem como na sua qualidade final. A Simulação do perfil térmico do processo de endurecimento de pelotas tem se mostrado como uma maneira eficiente de avaliar os fenômenos que afetam na qualidade final da pelota.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorPelletizing of iron ore fines is an important process for producing high quality of raw materials for the subsequent reduction processes. The process essentially involves production of green pellets and then fired on a traveling grate to promote inner partial melt and agglomeration which confer physical and metallurgical proprieties appropriated to the subsequent reduction processes. This work focuses on the phenomena that occur in the firing step aiming at a construction of two mathematical models that describes each phase and chemical species by transport equations and be able to predict the evolution of the temperature in the bed and the behavior of the pellet for each zone on the induration furnace, respectively. It is taken into account coupled phenomena of momentum, energy and mass transfer between gas and pellets for macroscopic model, and gas and particles within the agglomerates for microscopic model. The finite volume method is used to discretize the transport equations of momentum, mass and energy describing the behavior of the bed and the individual pellet in travelling grate furnace. Models results are shown for the temperature and composition profiles along of the bed imposing boundary condition for micro model, in which predicts the temperature distribuition along the radius. It is expected that this model offers a tool to optimize the thermal profile in the induration furnace and furnish useful informations densification rate and agglomerate mechanical strength.167 p.Castro, José Adilson dehttp://lattes.cnpq.br/4613010410524009Francisco, Alexandre Santoshttp://lattes.cnpq.br/3399621063210711Campos, Marcos Flávio dehttp://lattes.cnpq.br/5526383460332378Beneduce Neto, Fláviohttp://lattes.cnpq.br/7726663681253204França, Alexandre Bôscarohttp://lattes.cnpq.br/4539473355526849http://lattes.cnpq.br/2923122128942027Vitoretti, Flávia de Paula2022-11-29T12:04:25Z2022-11-29T12:04:25Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfVITORETTI, Flavia de Paula. Modelos macroscópico e microscópio acoplados dos fenômenos de secagem e endurecimento de pelotas de minério de ferro em forno de leito móvel. 2015. 167 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Metalúrgica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2015.http://app.uff.br/riuff/handle/1/27095pt_BRporCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-11-29T12:04:28Zoai:app.uff.br:1/27095Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202022-11-29T12:04:28Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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