Avaliação da incorporação de enxofre no clínquer em um forno de cimento

• Autor(a) principal: Rondinelli Nepomuceno Lima
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9ACHME
• topic: Clínquer; Rede neural; Enxofre; Cimento Portland; Engenharia quimica

Durante a fabricação do clínquer Portland, a avaliação das relações entre as diversas variáveis de qualidade e operação e seu efeito sobre o produto é uma tarefa complexa devido ao grande número de fenômenos físico-químicos envolvidos e ao ambiente de grande variabilidade e tempos amostrais muito distintos destas variáveis. Buscou-se neste trabalho, através do uso de algumas ferramentas estatísticas, filtro tendência-ciclo-sazonalidade e da aplicação de um modelo de rede neural avaliar o impacto causado por estas variáveis sobre a incorporação do enxofre no clínquer em um forno rotativo. Quando as condições físico-químicas favorecem que o enxofre presente no clínquer se volatilize, os gases ricos em enxofre se deslocam para as partes mais frias do forno onde encontram condições para se precipitar na forma de aglomerados sólidos, o que reduz a área de passagem de gases e de material chegando ao ponto de obstruir estas passagens e interromper a produção do forno. O uso do filtro para extrair a tendência das variáveis é uma alternativa em um ambiente com uma variabilidade muito alta e, em particular, no caso em que se deseja identificar zonas de operação do forno. O modelo de rede neural, cuja correlação r entre os dados de validação e os dados simulados superou 0,94, permitiu identificar dois grupos de variáveis com comportamentos distintos: as variáveis de qualidade apresentando uma correlação linear elevada com o enxofre no clínquer e as variáveis de processo, que apresentaram relações não lineares evidenciando a dificuldade de se correlacionar as mesmas e o enxofre usando regressão linear. Além disso, o modelo de rede neural mostrou-se efetivo para se avaliar o efeito de pequenas alterações simultaneamente em diversas variáveis sobre a resposta. Para variáveis de qualidade, o CaO, cuja variação de 1,2%, altera a tendência do SO3 no clínquer em valor correspondente a 50% da faixa de variação total desta variável, mostrou-se mais significativo. Para variáveis de processo, a mudança do O2 2º estágio em 2,1% altera a tendência do SO3 em 23% da sua faixa de variação. Combinações de pequenos incrementos em variáveis dos dois grupos foram testadas como aumento no teor de flúor (+0,04) e O2 2º estágio (+1,3%) alterando o SO3 do clínquer em 17% da sua faixa total de variação. Do ponto de vista qualitativo, o trabalho indica que a quantidade de queima secundária no forno rotativo estudado deve ser reavaliada, pois favorece a volatilização do enxofre e que a correlação entre o enxofre no clínquer e os elementos químicos individualmente é mais adequada que a correlação com os módulos químicos usualmente utilizados na indústria do cimento.