Avaliação da eficiência de combustão de carvão de PCI, em diferentes taxas de injeção, aplicada ao Alto-forno A da ArcelorMittal Monlevade
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Roberto Parreiras Tavares
Paulo Santos Assis
Paulo Santos Assis
Resumo
Este trabalho tem a finalidade de estabelecer um procedimento metódico para avaliação da eficiência de combustão do carvão ou mix de carvões de PCI injetados nas ventaneiras do Alto-forno A da ArcelorMittal Monlevade. Para isto foram coletadas amostras de pó no topo do referido alto-forno para posterior análises termogravimétricas que tem a finalidade de separar os diferentes tipos de carbono, sendo eles originários do coque metalúrgico e de uma possível parcela de carvão injetado nas ventaneiras e não queimados dentro do reator. Através dos experimentos realizados, pôde-se concluir que não houve perda de eficiência de combustão significativa para as faixas de trabalho normalmente aplicadas ao Alto-forno A da ArcelorMittal Monlevade, cujos valores se encontram entre 160 a 180 kg/t. A maior perda de eficiência ocorreu comparando-se os extremos de taxa de injeção analisados no presente trabalho, sendo eles: 130 e 185 kg/t, entre esses dois cenários, foi encontrado elevação do teor de carbono originário do carvão de PCI de aproximadamente 2 kg/t, valor baixo, quando comparado aos benefícios de ganho de produtividade e redução de custo de produção de ferro-gusa trazidos na operação com maior taxa de injeção. Os resultados encontrados são coerentes com publicações técnicas na comunidade científica, onde são citados que a perda de eficiência de combustão se torna significativa para taxas de injeções de carvão de PCI superiores a 190 kg/t. Finalmente, o procedimento adotado poderá servir para análises na planta de Monlevade em ocasiões de utilização de novos carvões, misturas de diferentes combustíveis e/ou operações com maiores taxas de injeção em relação as praticadas atualmente.
Abstract
This study aims to establish a methodical procedure for evaluating the combustion
efficiency of coal or PCI coal mix injected into the tuyeres of ArcelorMittal Monlevade's
Blast Furnace A. For this, dust samples were collected at the top of the referred blast
furnace for further thermogravimetric analysis, which has the purpose of separating the
different types of carbon, which originate from metallurgical coke and a possible portion
of coal injected into the tuyeres and not burned inside. of the reactor. Through the
experiments carried out, it was possible to conclude that there was no significant loss of
combustion efficiency for the work ranges normally applied to ArcelorMittal Monelvade's
Blast Furnace A, whose values are between 160 to 180 kg/t. The greatest loss of
efficiency occurred when comparing the injection rate extremes analyzed in the present
work, namely: 130 and 185 kg/t, between these two scenarios, an increase in the carbon
content originating from PCI coal of approximately 2 kg/t, low value, when compared to
the benefits of productivity gain and cost reduction of pig iron production brought in the
operation with higher injection rate. The results found are consistent with technical
publications in the scientific community, where it is mentioned that the loss of combustion
efficiency becomes significant for PCI coal injection rates above 190 kg/t. Finally, the
procedure adopted may be used for analysis at the Monlevade plant when new coals are
used, mixtures of different fuels and/or operations with higher injection rates compared
to those currently practiced.
Assunto
Engenharia metalúrgica, Metalurgia extrativa, Altos-fornos, Carvão - Combustão, Ferro gusa, Carbono, Termogravimetria
Palavras-chave
Alto-forno, Eficiência de combustão de carvão de PCI, Termogravimétrico, Taxa de injeção de carvão, Pó de topo de alto-forno