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A violação de direitos autorais é passível de sanções civis e penais.
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Coleção Digital
Título: DECARBURIZATION AND SLAG FORMATION MODEL FOR THE ELECTRIC ARC FURNACE Autor: RAIMUNDO AUGUSTO FERRO DE OLIVEIRA FORTES
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
JOSE CARLOS D ABREU - ADVISOR
ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ - CO-ADVISOR
RICHARD JAMES FRUEHAN - CO-ADVISOR
Nº do Conteudo: 38258
Catalogação: 23/05/2019 Liberação: 23/05/2019 Idioma(s): ENGLISH - UNITED STATES
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
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&idi=1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38258&idi=2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.38258
Resumo:
Título: DECARBURIZATION AND SLAG FORMATION MODEL FOR THE ELECTRIC ARC FURNACE Autor: RAIMUNDO AUGUSTO FERRO DE OLIVEIRA FORTES
ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ - CO-ADVISOR
RICHARD JAMES FRUEHAN - CO-ADVISOR
Nº do Conteudo: 38258
Catalogação: 23/05/2019 Liberação: 23/05/2019 Idioma(s): ENGLISH - UNITED STATES
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
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&idi=1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38258&idi=2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.38258
Resumo:
A decarburization and slag formation model was developed and
applied to a steelmaking process based on scrap and pig iron mixes
melted in a conventional AC electric arc furnace (EAF) with 120 ton
capacity. The amount of carbon input was varied significantly in order to
evaluate the model consistency regarding mainly the kinetics of carbon
oxidation, phosphorus oxidation and iron oxide formation and reduction.
Pig iron and coke were used as sources of carbon, resulting in variation of
total carbon input in the range of 15 to 35 kg carbon/ton. The pig iron and
scrap melting rates determine the availability of the most relevant
elements such as carbon, phosphorus and silicon in solution in Fe-C
melts, and therefore, affecting the decarburization as well the slag
formation rates. The pig iron is the main source of phosphorus in the
ferrous charge. Hence, the evolution of the phosphorus content in the
metal phase is important to predict the pig iron melting rate, since
phosphorus can be used as a tracer element in addition to carbon. Kinetic
models regarding phosphorus and silicon were applied simultaneously to
kinetic models of carbon and iron reactions.
A numerical integration method supported a generalized reduced
gradient algorithm for non-linear and constrained system (GRG) was
applied to determine most of the kinetic model parameters. The scrap
melting rates were found to be higher than pig iron apparent melting rates.
This is expected that, even though the heat transfer issues related to
significant differences in the area to volume ratio compared to scrap, pig
iron may melt faster influenced by its low melting point. However, a
solidified shell maybe created from the hot heel where pig iron is
immersed, even when further melting occur, Fe-rich carbon melts could be
encapsulated temporarily and present lower apparent melting rate. The
decarburization rate parameter, when at least 60 percent of the charge is
melted, was estimated as 0.74 min-1, when carbon content is lower than
the critical carbon 0.19 percent wt, which is similar to the rate range observed in
oxygen steelmaking facilities. Around 31 percent and 26 percent of the oxygen input
through post combustion injectors were addressed to iron oxidation and to
the off-gas system, respectively.
The main source of oxygen taking part of iron oxidation is available
from supersonic lances. Approximately 20 percent of the oxygen input through
lancing are consumed to form iron oxide. The results also indicate about
15-30 percent of the injected carbon may not react and leave EAF during slagoff.
In addition to the observed non-equilibrium state in Fe-C-O system,
the dispersive behavior of the prediction of soluble carbon content in the
metal phase could also be influenced by the intensity of penetration coke.
The model framework is a promising tool to work preliminarily in
what-if process scenario builder as a static model for iron yield
optimization, regarding the kinetics of iron oxide reduction reaction and the
proposed dependence on its chemical activity in the slag phase.