Influência da qualidade das matérias-primas no escoamento gasoso da zona granular do alto-forno

• Autor(a) principal: Brenda Marise Oliveira Custodio
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9N5GWK
• topic: Leito granular; Equação de Ergun; Permeabilidade; Escoamento gasoso; Carvão vegetal; Perda de carga; Alto-forno; Engenharia metalúrgica

Este trabalho contempla o estudo da perda de carga em leito fixo constituído por partículas de carvão vegetal, minério e pelota, empregadas na produção do ferro-gusa, considerando partículas irregulares e distribuídas em uma determinada faixa granulométrica. Foram classificadas amostras dessas matérias-primas por peneiramento, resultando em faixas de diâmetros diferentes. Com as amostras preparadas, foram realizados testes experimentais, em que as partículas foram introduzidas no medidor de queda de pressão em leitos granulados de 1,2m de diâmetro e coletados valores de perda de carga para velocidades variando de 0,5 a 1,2m/s. A fluidodinâmica foi estabelecida pelas medidas da perda de pressão no leito e vazões de ar crescentes e decrescentes. Os valores de perda de pressão máxima e de velocidade de mínima fluidização foram obtidos a partir dos gráficos de perda de pressão x velocidade do ar. Todas as grandezas das variáveis estudadas neste trabalho foram determinadas experimentalmente e os valores encontrados foram comparados aos correspondentes valores obtidos por equações empíricas retiradas da literatura. Os resultados observados não confirmam as previsões do comportamento que se obtém teoricamente utilizando os coeficientes empíricos da Equação de Ergun (150 e 1,75). Uma vez ajustado os valores desses coeficientes com base nos valores obtidos nos ensaios de permeabilidade, é possível prever a queda de pressão em leitos granulados. A relação entre o diâmetro de corte e o nível de produção também foram determinados, quando se considera unicamente o aspecto do escoamento gasoso. Finalmente foi avaliado o efeito das interfaces e qual disposição é mais vantajosa: camada ou mistura. Os resultados indicaram que quanto maior o tamanho médio do material, menor é o diferencial do gás ao passar no leito de partículas. Mostrou também que quanto maior a velocidade do gás, maior é essa diferença. Por fim mostrou que através deste experimento é possível determinar para cada vazão de gás fluindo em um dado alto-forno, qual o diâmetro mínimo do carvão antes que se inicie o processo de fluidização.