Caracterização da cinética de reação e comportamento das cinzas dos carvões minerais injetados através das ventaneiras dos altos-fornosda CST

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-11T09:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 guilherme_antonio_defendi.pdf: 4575845 bytes, checksum: 5d8e82f13e65d07a35febd4fa6ebfc44 (MD5) Previous issue date: 6Este trabalho tem a finalidade de estabelecer um procedimento metódico que sirva como ferramenta básica de predição do comportamento de novos tipos de carvões minerais a serem testados nos altos-fornos da CST. Para isto foram selecionados alguns ensaios e análises que, dentro das limitações encontradas, visaram simular ocomportamento de combustão e o comportamento das cinzas de dois carvões utilizados como referência. Além de análises químicas e petrográficas, foram realizados ensaios termogravimétricos em atmosfera de CO2 e ensaios em forno de queda livre sob diversas atmosferas de O2 para simular a reatividade no processo de combustão. Para monitorar a reatividade do char foram realizados ensaios termogravimétricos em atmosfera de ar. Ensaios de fusibilidade, viscosidade em elevadas temperaturas, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura foram usados para monitoraro comportamento das cinzas dos carvões. Através dos experimentos realizados, pode-se concluir que os ensaios de combustão não são suficientes para caracterizar o desempenho de um determinado tipo decarvão no alto-forno. Através dos resultados encontrados nos ensaios de viscosidade das cinzas dos carvões, pode-se concluir que esta característica é um dos fatores mais relevantes na determinação do desempenho do carvão no alto-forno, visto que as cinzas de elevada viscosidade vão causar formação de barreiras em determinadasregiões na parte baixa do forno que, possivelmente, deteriorarão o escoamento dos líquidos e gases, provocando instabilidades operacionais. Apesar de ainda não completamente explorados, os resultados obtidos nos ensaios de raios X e microscopia eletrônica das cinzas também fornecem indicações de tendência das cinzas apresentarem maior ou menor temperatura de fusão. Finalmente, o procedimento de caracterização descrito neste trabalho será usadocomo complemento no processo de compra para qualificar um novo tipo de carvão mineral usado para injeção nos altos-fornos, em especial o ensaio de viscosidade das cinzas em elevadas temperaturas.Pulverized coal injection (PCI) into blast furnaces became a very important technology in the last twenty years. One of the most relevant aspects for the success of this technology is the appropriate choice of the coals to be injected. At Companhia Siderúrgica de Tubarão (CST), coals are selected based mainly on their chemical analysis and price. It has been shown that these criteria are not enough to guarantee adequate performance of the blast furnaces where the coals are injected into. In the present work, two different coals that presented completely different performances when injected into blast furnaces have been characterized in terms of chemical and petrographic analysis, reactivity in CO2 and O2 atmospheres and reactivity of the char in air. The behaviour of the ash at high temperatures has been analyzed using X-ray diffraction and scanning electronic microscopy. The fusibility and the viscosity of the ash have also been determined. The results of these tests have been correlated to the performance of CST blast furnaces during the injection of these coals. It was demonstrated that the results of the reactivity tests, conventionally used in the selection of coals for injection into blast furnaces, could not explain the differences in the performances of the blast furnaces when those coals were injected. The results of the analysis indicated that the behavior of the ash at high temperatures,particularly in terms of fusibility and viscosity, plays a significant role in determining the performance of the coals in the blast furnace.The evaluation procedure proposed in the present work are now being incorporated into CST routine for coal selection