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A violação de direitos autorais é passível de sanções civis e penais.
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Coleção Digital
Título: MODELO DE DESCARBURAÇÃO E FORMAÇÃO DE ESCÓRIAS NA PRODUÇÃO DE AÇO EM ACIARIA ELÉTRICA Autor: RAIMUNDO AUGUSTO FERRO DE OLIVEIRA FORTES
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
JOSE CARLOS D ABREU - ORIENTADOR
ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ - COORIENTADOR
RICHARD JAMES FRUEHAN - COORIENTADOR
Nº do Conteudo: 38258
Catalogação: 23/05/2019 Idioma(s): INGLÊS - ESTADOS UNIDOS
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
Natureza: PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38258@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38258@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.38258
Resumo:
Título: MODELO DE DESCARBURAÇÃO E FORMAÇÃO DE ESCÓRIAS NA PRODUÇÃO DE AÇO EM ACIARIA ELÉTRICA Autor: RAIMUNDO AUGUSTO FERRO DE OLIVEIRA FORTES
ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ - COORIENTADOR
RICHARD JAMES FRUEHAN - COORIENTADOR
Nº do Conteudo: 38258
Catalogação: 23/05/2019 Idioma(s): INGLÊS - ESTADOS UNIDOS
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
Natureza: PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38258@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38258@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.38258
Resumo:
Um modelo de descarburação e formação de escórias foi
desenvolvido e aplicado ao processo de fabricação de aço em forno
elétrico a arco de 120 ton de capacidade, com carga de ferro gusa e de
sucata ferrosa. O carregamento de carbono foi significativamente variado
para testar a consistência do modelo, considerando a cinética de
oxidação do carbono, oxidação do fósforo e de redução do óxido de ferro.
Gusa e coque foram empregados como fontes mais relevantes de
carbono, resultando na entrada de 15 a 35 kg carbono/ton. As taxas de
fusão do gusa e da sucata governam a disponibilidade dos elementos
mais relevantes tais como carbono, fósforo e silício em solução, portanto,
afetam as taxas de descarburação e de formação de escórias. A principal
fonte de fósforo na carga ferrosa é o gusa. Desta forma, a evolução do
teor de fósforo na fase metal mostrou-se importante para as estimativas
das taxas de fusão do gusa, uma vez que o fósforo pode ser empregado
como traçador adicional ao carbono. Modelos cinéticos envolvendo as
reações do fósforo e silício operam simultaneamente com os modelos
cinéticos referentes às reações do carbono e do ferro.
Integrações numéricas associadas a um algoritmo de gradientes
reduzidos generalizado foi empregado para o sistema não linear com
restrições, de forma a determinar a maioria dos parâmetros cinéticos do
modelo. A taxa de fusão global da carga de sucata foi maior do que a taxa
de fusão aparente do gusa. Supõe-se que, o gusa apesar de ter relações
geométricas desfavoráveis à transferência de calor em relação à sucata,
poderia fundir mais rapidamente influenciado pelo seu baixo ponto de
fusão. Entretanto, devido à formação de camada solidificada a partir da
massa líquida na qual é imerso, é provável que mesmo fundido
posteriormente, ocorra um processo de encapsulamento temporário,
conferindo-lhe uma taxa aparente de fusão mais baixa. A constante
cinética da reação de descarburação quando o teor de carbono é inferior
ao carbono crítico de 0.19 por cento em massa e pelo menos 60 por cento da carga
ferrosa estão fundidas, foi estimada em 0.74 min-1, taxas comparáveis às
obtidas em aciaria a oxigênio.
A principal fonte de oxigênio para oxidação do ferro é
disponibilizada por lanças supersônicas. Estima-se que 20 por cento do oxigênio
injetado via lanças sejam consumidos para a formação de óxido de ferro.
Entretanto, cerca de 31 por cento e 26 por cento do oxigênio oriundo de injetores de póscombustão
podem contribuir na formação de óxido de ferro ou são
captados pelo sistema de exaustão de gases, respectivamente. Os
resultados indicam que em torno de 15-30 por cento do carbono injetado podem
não reagir no forno, sendo removidos com a escória. Adicionalmente ao
estado de não-equilíbrio no sistema Fe-C-O observado, a dispersão nas
estimativas de carbono solúvel na fase metal também pode ter sido
influenciada pela intensidade de penetração da injeção de coque.
O algoritmo proposto se constitui num promissor simulador de
práticas que visam otimizar o rendimento metálico do ferro, a partir da
dependência da cinética de redução do óxido de ferro com sua atividade
química na escória.