Adição de óleo para aumento da densidade de carga de carvões na coqueria
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Resumo
As técnicas que visam aumentar a densidade de mistura de carvões para uso nas coquerias contribuem para redução dos custos das misturas de carvões, pois possibilitam a utilização de carvões com menor poder coqueificante e de menor preço. Além disso, podem melhorar a resistência mecânica e a densidade do coque, o que contribui para a redução do coke rate em alto-forno. A adição de óleo na mistura de carvões eleva a densidade de carga reduzindo a tensão superficial da água, permitindo uma maior aproximação entre as partículas de carvão e assim, favorecendo o contato efetivo durante a fase plástica e produzindo um coque mais resistente. Esse trabalho apresenta um estudo dos efeitos da adição de óleo na densidade de carga em diferentes condições de granulometria e umidade de um carvão para uso na produção de coque metalúrgico. Foi avaliada também a influência da adição de óleo na qualidade do coque e no tempo de coqueificação em forno piloto. Foram realizados testes de densidade em três níveis de adição de óleo (1;0 l/t, 1,5 l/t e 2,0 l/t), umidade (8%,10% e 12%) e granulometria (82%, 85% e 88% < 2,83mm). Posteriormente, produziu-se coque em escala piloto e o mesmo foi submetido a avaliação quanto a reatividade e resistência mecânica. O tempo de coqueificação foi avaliado através da evolução da temperatura, medida pelo um termopar instalado no centro da carga, durante todo processo de coqueificação. Os resultados mostraram que a adição de óleo no carvão eleva a densidade de carga enquanto que, com o aumento da umidade e da fração <2,83mm a densidade é reduzida. O maior valor de densidade foi obtido com umidade de 8%, granulometria de 82% <2,83mm e adição de 2,0 l/t de óleo. A resistência do coque, tanto DI quanto CSR, aumentou com o aumento da densidade, demostrando a efetividade da adição de óleo no carvão. Contudo, com o aumento da densidade de carga observou-se maiores tempos de coqueificação.
Abstract
The techniques that aim the bulk density of coals mix increase for use in the coking plants contribute to the reduction of coals blend cost, since they enable the use of poor caking coals and lower price. In addition, they can improve the coke strength, which contributes to the coke rate reduction in the blast furnace. The oil addition in the coal mix increases the bulk density by reducing the surface tension of water and allowing a better approximation between the coal particles, favoring the effective contact during the plastic phase and producing a more resistant coke. This work presents a study of the oil addition effect on the bulk density under different coal particle size and moisture. The oil addition influence on coke quality and coking time in the pilot coke oven was also evaluated. Bulk density tests were performed at three levels of oil addition (1.0 l/t, 1.5 l/t and 2.0 l/t), moisture (8%, 10% and 12%) and particle size (82%, 85% and 88% < 2.83mm). Subsequently, on pilot-scale, coke was produced and submitted to reactivity and mechanical resistance tests. The coking time was measured through a thermocouple installed in the coal center during the entire coking process. The results showed that the gradual oil addition promoted an increase on bulk density while rising coal moisture and reducing particle size caused its decrease. The highest bulk density value was obtained with moisture 8%, particle size 82% <2.83mm and oil addition of 2.0 l/t. The coke strength (DI and CSR) was improved with the bulk density increase, showing the feasibility of this technique. However, with increasing bulk density, longer coking times were observed.
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Palavras-chave
Adição de óleo, Densidade, Granulometria, Umidade, Qualidade do coque
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